7. Диод (Diode) и стабилитрон (Zener)
Формат схем МС:
Атрибут PART: <имя>
Атрибут VALUE: [Area] [OFF] [IC=<Vd>]
Атрибут MODEL: [имя модели]
Параметр Area задает коэффициент кратности для учета подключения нескольких параллельных диодов (параметры модели диода умножаются или делятся на эту величину). Параметр IC задает начальное напряжение на диоде Vd при расчете переходных процессов, если на панели Transient Analysis Limits выключена опция Operating Point. Включение ключевого слова OFF исключает диод из схемы при проведении первой итерации расчета режима по постоянному току.
Модель диода задается директивой
.MODEL <имя модели> 0[(параметры модели)]
Приведем пример модели диода Д104А:
.model D104A D (IS=5.81Е-12 RS=8.1 N=1.15 TT=8.28NS CJO=41.2PF VJ=0.71 M=0.33 FC=0.5 EG=1.11 XTI=3)
Математическая модель диода задается параметрами, перечисленными в табл. 6.
Таблица 6. Параметры модели диода
Обозначение | Параметр | Значение по умолчанию | Единица измерения |
| |
Level | Тип модели: 1 — SPICE2G, 2 — PSpice | 1 | — |
| |
IS | Ток насыщения при температуре 27°С | 10–14 | А |
| |
RS | Объемное сопротивление | 0 | Ом |
| |
N | Коэффициент эмиссии (неидеальности) | 1 | — | ||
ISR | Параметр тока рекомбинации | 0 | А | ||
NR | Коэффициент эмиссии (неидеальности)для тока ISR | 2 | |||
IKF | Предельный ток при высоком уровне инжекции | ¥ | А | ||
TT | Время переноса заряда | 0 | с | ||
CJO | Барьерная емкость при нулевом смещении | 0 | Ф | ||
VJ | Контактная разность потенциалов | 1 | В | ||
M | Коэффициент плавности p-n перехода (1/2 —для резкого, 1/3 — плавного) | 0,5 | — | ||
EG | Ширина запрещенной зоны | 1,11 | эВ | ||
FC | Коэффициент нелинейности барьерной емкости прямосмещенного перехода | 0,5 | — | ||
BV | Обратное напряжение пробоя (положительная величина) | ¥ | В | ||
IBV | Начальный ток пробоя, соответствующий напряжению BV (положительная величина) | 10-10 | А | ||
NBV | Коэффициент неидеальности на участке пробоя | 1 | — | ||
IBVL | Начальный ток пробоя низкого уровня | 0 | А | ||
NBVL | Коэффициент неидеальности на участке пробоя низкого уровня | 1 | — | ||
Таблица 6. Параметры модели диода (окончание)
XTI | Температурный коэффициент тока насыщения IS | 3 | — | ||
TIKF | Линейный температурный коэффициент IKF | 0 | °C-1 |
| |
TBV1 | Линейный температурный коэффициент BV | 0 | °C-1 |
| |
TBV2 | Квадратичный температурный коэффициент BV | 0 | °C-1 |
| |
TRS1 | Линейный температурный коэффициент RS | 0 | °C-1 |
| |
TRS2 | Квадратичный температурный коэффициент RS | 0 | °C-2 |
| |
KF | Коэффициент фликкер-шума | 0 | — |
| |
AF | Показатель степени в формуле фликкер-шума | 1 | — |
| |
RL | Сопротивление утечки перехода | ¥ | Ом |
| |
T_MEASURED | Температура измерений | — | °C |
| |
T_ABS | Абсолютная температура | — | °C |
| |
T_REL_GLOBAL | Относительная температура | — | °C |
| |
T_REL_LOCL | Разность между температурой диода и модели-прототипа | — | °C |
| |
С уравнениями, по которым производится расчет при моделировании диодов и прочих полупроводниковых приборов при необходимости можно ознакомиться в [4, 6].
Рис. 7. Окно задания параметров диода Рис. 8. Модель диода
Стабилитроны имеют ту же модель, что и диоды. При выборе стабилитрона необходимо обращать внимание на параметр модели BV — напряжение обратного пробоя, фактически оно же и является напряжением стабилизации при обратном включении диода. См. примеры моделирования схемные файлы DIODE & ZENER из каталога COMPONENTS\PASSIVE COMP.
Диоды выбираются с помощью следующих путей в меню COMPONENTS/Analog Primitives/Passive Components/Diode, COMPONENTS/Analog Library/DIODE (далее в подменю нужный тип диода). Стабилитроны — COMPONENTS/Analog Primitives/Passive Components/ZENER, COMPONENTS/Analog Library/Diode/ZENER.
Заключение
MicroCAP-7 — это универсальный пакет программ схемотехнического анализа, предназначенный для решения широкого круга задач. Характерной особенностью этого пакета, впрочем, как и всех программ семейства MicroCAP (MicroCAP-3… MicroCAP-8) [1, 2], является наличие удобного и дружественного графического интерфейса, что делает его особенно привлекательным для непрофессиональной студенческой аудитории. Несмотря на достаточно скромные требования к программно-аппаратным средствам ПК (процессор не ниже Pentium II, ОС Windows 95/98/ME или Windows NT 4/2000/XP, память не менее 64 Мб, монитор не хуже SVGA), его возможности достаточно велики. С его помощью можно анализировать не только аналоговые, но и цифровые устройства. Возможно также и смешанное моделирования аналого-цифровых электронных устройств, реализуемое в полной мере опытным пользователем пакета, способным в нестандартной ситуации создавать собственные макромодели, облегчающие имитационное моделирование без потери существенной информации о поведении системы.
Перечисленные достоинства делают пакет программ MicroCAP-7 весьма привлекательным для моделирования электронных устройств средней степени сложности. Удобство в работе, нетребовательность к ресурсам компьютера и способность анализировать электронные устройства с достаточно большим количеством компонентов позволяют успешно использовать этот пакет в учебном процессе. Настоящее пособие не претендует на полное руководство по работе с MicroCAP-7.
Список литературы
1. Разевиг В.Д. Система схемотехнического моделирования Micro-Cap V. – Москва, «Солон», 1997. – 273 с. 621.3 Р17 /1997 – 1 аб, 3 чз
2. Разевиг В.Д. Система сквозного проектирования электронных устройств Design Lab 8.0. – Москва, «Солон», 1999. 004 Р-17 /2003 – 1 аб/ 2000 – 11 аб, 5 чз
3. Карлащук В.И. Электронная лаборатория на IBM PC. Программа Electronics Workbench и ее применение.— Москва: Солон-Р, 2001. – 726 с. 004 K23/ 10 аб, 5 чз.
4. Micro-Cap 7.0 Electronic Circuit Analysis Program Reference Manual Copyright 1982-2001 by Spectrum Software 1021 South Wolfe Road Sunnyvale, CA 94086
... графики переходных процессов, заданных для анализа величин (напряжений в узлах схемы, падений напряжений на двухполюсных элементах, токов в ветвях схемы и т.п.). На рис. 2 показан результат моделирования переходных процессов в пассивной линейной цепи второго порядка, электрическая схема которой приведена в правом окне. Рис. 2 В окно анализа выведены следующие графики: V(1) – импульсный ...
... и аналого-цифровых устройств. Она состоит из нескольких основных модулей и ряда вспомогательных программ. Заметим, что материал данной книги ориентирован на конструкторов, поэтому программа моделирования схем, также входящая в состав пакета, здесь не рассматривается, тем более что она представляет собой абсолютно автономный модуль. Кратко рассмотрим назначение составных частей системы. ...
... более подробные) сведения могут быть получены из встроенной подсказки системы (вызывается клавишей <F1> или через меню ПОМОЩЬ). Какие программы сквозного проектирования радиотехнических устройств вы знаете? Одними из важных средств современной организации труда являются системы автоматизированного проектирования (САПР), ориентированные на подготовку чертежей, составление спецификаций, ...
... один почти неизвестный в России, но достаточно мощный и популярный в мире продукт - Visula компании Zuken. Продукты этой компании обеспечивают сквозной цикл проектирования и предлагают мощные средства моделирования и синтеза программируемой логики с последующей разработкой печатной платы. Здесь имеется стандартный набор инструментария, а также собственные средства авторазмещения и автотрассировки ...
0 комментариев