Главная
страница 1страница 2 ... страница 4страница 5


Министерство образования Российской Федерации

Уральский государственный технический университет - УПИ

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ДИОДА

Методические указания по курсу " Компьютерный анализ электронных схем " для студентов всех форм обучения специальности 20.07 - Радиотехника

Екатеринбург 2001

УДК 621.396.6:681.3

Составитель В.В. Кийко

Научный редактор доц., канд. техн. наук В. И. Гадзиковский



МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ДИОДА: Методические указания по курсу "Компьютерный анализ электронных схем”/В.В. Кийко. Екатеринбург: УПИ-УГТУ, 2001. 28 с.

Методические указания содержат сведения о математической модели полупроводникового диода, используемой в пакетах прикладных программ PSpice, Micro-Cap, Electronics Workbench, OrCAD и др. при моделировании и анализе аналоговых радиоэлектронных устройств на схемотехническом этапе проектирования. Приведены нелинейные и линеаризованные схемы замещения с включением источников внутреннего шума; уравнения, описывающие статический и динамический режимы, влияние температуры; примеры описания моделей. Предназначены для использования в практических занятиях, лабораторном практикуме и курсовой работе по курсу "Автоматизированное проектирование радиоэлектронных устройств".

Указания рассчитаны на студентов всех форм обучения по специальности 20.07 - Радиотехника.

Библиогр.: 3 назв. Рис.14. Табл.1. Прил. 3.

Подготовлено кафедрой "Радиоэлектроника информационных систем".
© Уральский государственный

технический университет - УПИ, 2001

© Автор, 2001
ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 4



  1. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО

ДИОДА 4

1.1. Статический режим 7

1.2. Инерционные свойства диода 8

1.3. Линеаризованная схема замещения 9

1.4. Температурные зависимости параметров 9

1.5. Скалярный множитель Area 10



  1. ИДЕНТИФИКАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ SPICE-МОДЕЛИ

ДИОДА С ПОМОЩЬЮ ПРОГРАММЫ PARTS 10

  1. ИДЕНТИФИКАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ SPICE-МОДЕЛИ

ДИОДА С ПОМОЩЬЮ ПРОГРАММЫ PSPICE MODEL EDITOR 15

  1. ИДЕНТИФИКАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ SPICE-МОДЕЛИ

ДИОДА С ПОМОЩЬЮ ПРОГРАММЫ MODEL СИСТЕМЫ

MICRO-CAP V 17

5. ЗАДАНИЕ К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ 21

6. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА 21

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 21

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Исходные данные для идентификации

spice-параметров диодов 22

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Команды программы Parts 5.1 24

ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Команды программы Model Micro-Cap V 25


ВВЕДЕНИЕ
При автоматизированном схемотехническом проектировании радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) необходимо знание математических моделей типовых компонентов - резисторов, конденсаторов, катушек индуктивности, диодов, транзисторов, интегральных микросхем и т.д. Достоверность результатов расчета и анализа в значительной мере определяется точностью используемых моделей компонентов и прежде всего активных электронных приборов. Выбор той или иной модели представляет собой процесс разрешения противоречия между точностью (сложностью) модели и экономичностью относительно вычислительных ресурсов (процессорного времени, памяти) и целиком определяется знанием, опытом, инженерной интуицией разработчика РЭА. В последующих разделах данных методических указаний подробно описана базовая модель полупроводникового диода, используемая в пакетах прикладных программ PSpice, Micro-Cap, Electronics Workbench, OrCAD и др. В ряде практически важных случаев необходимых для автоматизированного схемотехнического проектирования РЭА сведений о параметрах отечественных радиокомпонентов в широко распространенной справочной литературе недостаточно. Это обусловлено ориентацией большинства справочных источников на ручные методы проектирования РЭА. В этих случаях проектирование начинается с определения параметров моделей необходимых компонентов, например, по результатам экспериментальных исследований последних или по данным, приведенным в справочной литературе. Поскольку для экспериментальных исследований требуется приборная база и представительная выборка компонентов, а справочники более доступны, поэтому более предпочтительным является подход, суть которого состоит в следующем. На первом этапе по справочным данным с помощью программы PARTS определяются параметры pspice-модели необходимого полупроводникового компонента. Поскольку требуемых для PARTS сведений в справочниках не достаточно, причем некоторые из них можно оценить весьма приближенно, и, наконец, в силу нелинейности решаемых при этом уравнений полученные параметры spice-модели являются приближенными. На втором этапе осуществляется доводка полученных параметров (параметрическая оптимизация).
1. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО

ДИОДА [1]
На входном языке программы PSpice полупроводниковый диод описывается предложением (строкой, картой)

D<имя> <узел анода> <узел катода> <имя модели> [множитель Area]

Форма описания модели



ODEL <имя модели> D[параметры модели]

Пример:


D1 15 23 D220А

.MODEL D220A D IS=100N RS=6.38 N=2.2 CJO=164.5P TT=1.3N M=0.33 +VJ=0.65 BV=400 IBV=10P

Схема замещения полупроводникового диода (рис.1) состоит из идеального диода, изображенного в виде нелинейного зависимого источника тока I(V), емкости р – n - перехода С(V) и объемного сопротивления базы RS. Список параметров математической модели диода приведен в табл. 1.
Таблица 1

Имя параметра

Параметр



Значение по умолчанию

Единица измерения

IS

Ток насыщения при номинальной температуре (тепловой диффузионный ток)

10-14


А


RS

Объемное сопротивление базы

0

Ом

N

Коэффициент неидеальности тока насыщения

1

-

ISR

Тепловой ток рекомбинации

0

А

NR

Коэффициент неидеальности тока рекомбинации

2

-

IKF

Ток перегиба ВАХ при высокой инжекции



А

TT

Время переноса (пролета) заряда

0

С

CJO

Барьерная емкость р-n перехода при нулевом смещении

0

Ф

VJ

Контактная разность потенциалов (высота потенциального барьера)

1

В

M

FC

Коэффициенты аппроксимации зависимости барьерной емкости от напряжения на р-n переходе

0,5

0,5



-

-


EG

Ширина запрещенной зоны полупроводника

1,11

эВ

BV

Напряжение обратного пробоя

(положительная величина)





В

IBV

Начальный ток пробоя, соответствующий напряжению BV (положительная величина)

10-10

А

NBV

Коэффициент неидеальности тока пробоя

1

-

IBVL

Начальный ток пробоя низкого уровня

0

А

NBVL

Коэффициент неидеальности тока пробоя низкого уровня

1

-


Окончание табл. 1

XTI

Температурный коэффициент IS

3

-

TIKF

Температурный коэффициент IKF

0

С-1

TBV1

Линейный температурный коэффициент BV

0

С-1

TBV2

Квадратичный температурный коэффициент BV

0

С-2

TRS1

Линейный температурный коэффициент RS

0

С-1

TRS2

Квадратичный температурный коэффициент RS

0

С-2

KF

Коэффициент фликкер-шума

0

-

AF

Показатель степени в формуле фликкер-шума

1

-

Т_MEASURD5

Температура измерения

0

С

Т_ABS5)

Абсолютная локальная температура

0

С

Т_REL_

GLOBAL5)

Разность локальной и текущей температур

0

С

Т_REL_

LOCAL5)

Разность температур моделируемого диода и диода-прототипа

0

С

5) – для версий PSpice 5.3 и старше.





следующая страница >>
Смотрите также:
Методические указания по курсу " Компьютерный анализ электронных схем " для студентов всех форм обучения специальности 20. 07 Радиотехника
488.22kb.
5 стр.
Методические указания для развития навыков чтения на английском языке для студентов всех форм обучения
349.05kb.
1 стр.
Методические указания для студентов всех форм обучения Волгоград, 2000г. Ббк ш 143. 21 92. Великобритания
184.43kb.
4 стр.
Методические указания по английскому языку для студентов всех форм обучения. Алт гос тех ун-т им. И. И. Ползунова, бти. Бийск
303.61kb.
4 стр.
Методические указания по подготовке и защите выпускной работы для студентов специальности 080111 «Маркетинг» всех форм обучения
572.75kb.
2 стр.
Методические указания к выполнению практических заданий по курсу "Основы рекламы" Санкт-Петербург 2006
263.55kb.
1 стр.
Методические указания для студентов всех направлений (бакалавриат) и специальностей очной и заочной форм обучения
193.49kb.
1 стр.
Методические рекомендации по подготовке и защите дипломных работ. Для студентов специальности 080109. 65 «Бухгалтерский учет, анализ и аудит»
645.89kb.
3 стр.
Методические указания к выполнению курсовой работы для обучающихся специальности 250203. 51
236.57kb.
1 стр.
Методические указания к практическим занятиям по дисциплине Организация государственного
329.55kb.
1 стр.
Методическое пособие для студентов всех форм обучения специальности «Физическая культура для лиц с отклонениями в состоянии здоровья
482.09kb.
2 стр.
Методические указания к выполнению курсового и дипломного проектирований для студентов специальностей 280400 (специализация 280401 «Проектирование тканей») и 280300 (специализация «Технология тканей») всех форм обучения
1029.12kb.
7 стр.