Perangkat Semikonduktor di SPICE
SPICE (S imitasi P program, Saya C . terintegrasi ircuit E mphesis) program simulasi elektronik menyediakan elemen sirkuit dan model untuk semikonduktor. Nama elemen SPICE dimulai dengan d, q, j, atau m masing-masing sesuai dengan elemen dioda, BJT, JFET dan MOSFET. Elemen-elemen ini disertai dengan "model" yang sesuai Model ini memiliki daftar parameter yang luas yang menjelaskan perangkat. Padahal, kami tidak mencantumkannya di sini. Di bagian ini kami memberikan daftar yang sangat singkat tentang model bumbu sederhana untuk semikonduktor, cukup untuk memulai. Untuk detail lebih lanjut tentang model dan daftar lengkap parameter model, lihat Kuphaldt.[TRK] Referensi ini juga memberikan instruksi tentang penggunaan SPICE.
Model:
Dioda
Dioda: Pernyataan dioda dimulai dengan nama elemen dioda yang harus dimulai dengan "d" ditambah karakter opsional. Beberapa contoh nama elemen dioda meliputi:d1, d2, dtest, da, db, d101, dll. Dua nomor simpul menentukan koneksi masing-masing anoda dan katoda ke komponen lain. Nomor node diikuti dengan nama model, mengacu pada pernyataan “.model”.
Baris pernyataan model dimulai dengan ".model", diikuti dengan nama model yang cocok dengan satu atau lebih pernyataan dioda. Berikutnya adalah "d" yang menunjukkan bahwa dioda sedang dimodelkan. Sisa dari pernyataan model adalah daftar parameter dioda opsional dalam bentuk ParameterName=ParameterValue. Tidak ada yang ditampilkan dalam contoh di bawah ini. Untuk daftar, lihat referensi, “dioda”.[TRK]
Bentuk umum:d[nama] [anoda] [katoda] [model] .model [namamodel] d ( [parmtr1=x] [parmtr2=y] . .) Contoh:d1 1 2 mod1 .model mod1 d
Model untuk nomor bagian dioda tertentu sering disediakan oleh produsen dioda semikonduktor. Model ini termasuk parameter. Jika tidak, parameter default ke apa yang disebut "nilai default", seperti pada contoh.
Transistor Persimpangan Bipolar (BJT)
BJT, transistor sambungan bipolar: Pernyataan elemen BJT dimulai dengan nama elemen yang harus dimulai dengan "q" dengan karakter penanda simbol sirkuit terkait, contoh:q1, q2, qa, qgood. Nomor node BJT (koneksi) mengidentifikasi kabel kolektor, basis, emitor masing-masing. Nama model yang mengikuti nomor simpul diasosiasikan dengan pernyataan model.
Bentuk umum:q[name] [collector] [base] [emitter] [model] .model [modelname] [npn or pnp] ([parmtr1=x] . . .) Contoh:q1 2 3 0 mod1 .model mod1 pnp Contoh:q2 7 8 9 q2n090 .model q2n090 npn ( bf=75 )
Pernyataan model dimulai dengan ".model", diikuti dengan nama model, diikuti oleh salah satu "npn" atau "pnp". Daftar parameter opsional berikut, dan dapat berlanjut untuk beberapa baris yang dimulai dengan simbol kelanjutan garis "+", plus. Ditampilkan di atas adalah parameter forward yang disetel ke 75 untuk model hipotetis q2n090. Model transistor terperinci sering tersedia dari produsen semikonduktor.
Transistor Efek Medan (FET)
FET, transistor efek medan Pernyataan elemen transistor efek medan dimulai dengan nama elemen yang dimulai dengan "j" untuk JFET yang terkait dengan beberapa karakter unik, misalnya:j101, j2b, jalpha, dll. Nomor simpul masing-masing mengikuti untuk terminal saluran, gerbang, dan sumber. Nomor node menentukan konektivitas ke komponen sirkuit lainnya. Terakhir, nama model menunjukkan model JFET yang akan digunakan.
Bentuk umum:j[name] [drain] [gate] [source] [model] .model [modelname] [njf or pjf] ( [parmtr1=x] . . ) Contoh:j1 2 3 0 mod1 .model mod1 pjf j3 4 5 0 mod2 .model mod2 njf ( vto=-4.0 )
".model" dalam pernyataan model JFET diikuti dengan nama model untuk mengidentifikasi model ini ke pernyataan elemen JFET yang menggunakannya. Mengikuti nama model adalah pjf atau njf untuk p-channel atau n-channel JFET masing-masing. Daftar panjang parameter JFET dapat mengikuti. Kami hanya menunjukkan cara mengatur Vp, mencubit tegangan, ke -4,0 V untuk model JFET n-channel. Jika tidak, parameter vto ini secara default masing-masing ke -2,5 V atau 2.5V untuk perangkat n-channel atau p-channel.
Transistor Efek Medan Oksida Logam (MOSFET)
MOSFET, transistor efek medan oksida logam Nama elemen MOSFET harus dimulai dengan "m", dan merupakan kata pertama dalam pernyataan elemen. Berikut ini adalah empat nomor node untuk saluran, gerbang, sumber, dan substrat, masing-masing. Berikutnya adalah nama model. Perhatikan bahwa sumber dan media keduanya terhubung ke node yang sama "0" dalam contoh. MOSFET diskrit dikemas sebagai tiga perangkat terminal, sumber dan substrat adalah terminal fisik yang sama. MOSFET terintegrasi adalah empat perangkat terminal; substrat adalah terminal keempat. MOSFET terintegrasi mungkin memiliki banyak perangkat yang berbagi media yang sama, terpisah dari sumbernya. Meskipun demikian, sumbernya mungkin masih terhubung ke media umum.
Bentuk umum:m[name] [drain] [gate] [source] [substrate] [model] .model [modelname] [nmos atau pmos] ( [parmtr1=x] . . ) Contoh:m1 2 3 0 0 mod1 m5 5 6 0 0 mod4 .model mod1 pmos .model mod4 nmos ( vto=1 )
Pernyataan model MOSFET dimulai dengan ".model" diikuti dengan nama model diikuti oleh "pmos" atau "nmos". Parameter model MOSFET opsional mengikuti. Daftar parameter yang mungkin panjang. Lihat Volume 5, “MOSFET” untuk detailnya. [TRK] Produsen MOSFET menyediakan model terperinci. Jika tidak, default akan berlaku.
Informasi SPICE semikonduktor minimum disediakan di bagian ini. Model yang ditampilkan di sini memungkinkan simulasi rangkaian dasar. Secara khusus, model ini tidak memperhitungkan kecepatan tinggi atau operasi frekuensi tinggi. Simulasi ditampilkan di Volume 5 Bab 7, “Menggunakan SPICE ...”.
TINJAUAN:
- Semikonduktor dapat disimulasikan komputer dengan SPICE.
- SPICE menyediakan pernyataan dan model elemen untuk dioda, BJT, JFET, dan MOSFET.