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1、实用标准SPICE的器件模型在介绍SPICE基础知识时介绍了最复杂和重要的电路描述语句,其中就包括元器件描述语句。许多元器件(如二极管、晶体管等)的描述语句中都有模型关键字,而电阻、电容、电源等的描述语句中也有模型名可选项,这些都要求后面配以.MODEL起始的模型描述语句,对这些特殊器件的参数做详细描述。电阻、电容、电源等的模型描述语句语句比较简单,也比较容易理解,在SPICE基础中已介绍,就不再重复了;二极管、双极型晶体管的模型虽也做了些介绍,但不够详细,是本文介绍的重点,以便可以自己制作器件模型;场效应管、数字器件的模型过于复杂,太专业,一般用户自己难以制作模型
2、,只做简单介绍。元器件的模型非常重要,是影响分析精度的重要因素之一。但模型中涉及太多图表,特别是很多数学公式,都是在WORD下编辑后再转为JEPG图像文件的,很繁琐和耗时,所以只能介绍重点。一、二极管模型:1.1 理想二极管的I-V特性:1.2 实际硅二极管的I-V特性曲线:折线精彩文档实用标准1.3 DC大信号模型:1.4 电荷存储特性:精彩文档实用标准1.5 大信号模型的电荷存储参数Qd:1.6 温度模型:精彩文档实用标准1.7 二极管模型参数表:二、双极型晶体管BJT模型:2.1 Ebers-Moll静态模型:电流注入模式和传输模式两种2.1.1电流注入模
3、式:精彩文档实用标准2.1.2传输模式:2.1.3在不同的工作区域,极电流IcIe的工作范围不同,电流方程也各不相同:精彩文档实用标准2.1.4Early效应:基区宽度调制效应精彩文档实用标准2.1.5带Rc、Re、Rb的传输静态模型:正向参数和反向参数是相对的,基极接法不变,而发射极和集电极互换所对应的两种状态,分别称为正向状态和反向状态,与此对应的参数就分别定义为正向参数和反向参数。精彩文档实用标准2.2 Ebers-Moll大信号模型:2.3 Gummel-Pool静态模型:精彩文档实用标准2.4 Gummel-Pool大信号模型:拓扑结构与Eb
4、ers-Moll大信号模型相同,非线性存储元件电压控制电容的方程也相同精彩文档实用标准2.5 BJT晶体管模型总参数表:精彩文档实用标准 三、金属氧化物半导体晶体管MOSFET模型:精彩文档实用标准3.1一级静态模型:Shichman-Hodges模型3.2 二级静态模型(大信号模型):Meyer模型精彩文档实用标准3.2.1 电荷存储效应:3.2.2 PN结电容:精彩文档实用标准3.3 三级静态模型:3.2 MOSFET模型参数表:一级模型理论上复杂,有效参数少,用于精度不高场合,迅速粗略估计电路二级模型可使用复杂程度不同的模型,计算较多,常常不能收敛三级
5、模型精度与二级模型相同,计算时间和重复次数少,某些参数计算比较复杂四级模型BSIM,适用于短沟道(<3um)的分析,Berkley在1987年提出精彩文档实用标准精彩文档实用标准四、结型场效应晶体管JFET模型:基于Shichman-Hodges模型4.1 N沟道JFET静态模型: 4.2 JFET大信号模型: 4.3 JFET模型参数表:精彩文档实用标准 五、 GaAsMESFET模型:分两级模型(肖特基结作栅极)GaAsMESFET模型参数表:精彩文档实用标准六、 数字器件模型:6.1 标准门的模型语句:.MODEL<(model)name>UGATE[模型
6、参数]标准门的延迟参数:精彩文档实用标准6.2 三态门的模型语句:.MODEL<(model)name>UTGATE[模型参数]三态门的延迟参数:6.3 边沿触发器的模型语句:.MODEL<(model)name>UEFF[模型参数]边沿触发器参数:JKFF nff preb,clrb,clkb,j*,k*,g*,gb* JK触发器,后沿触发DFF nff preb,clrb,clk,d*,g*,gb* D触发器,前沿触发精彩文档实用标准边沿触发器时间参数:6.4 钟控触发器的模型语句:.MODEL<(model)name>UGFF
7、[模型参数]钟控触发器参数:SRFF nff preb,clrb,gate,s*,r*,q*,qb* SR触发器,时钟高电平触发DLTCH nff preb,clrb,gate,d*,g*,gb* D触发器,时钟高电平触发精彩文档实用标准钟控触发器时间参数:6.5 可编程逻辑阵列器件的语句:U(<#inputs>,<#outputs>)*#精彩文档实用标准+<(timingmodel)name><(io_model)name>[FILE=<(filenam