5.3.
Программа расчета параметров моделей аналоговых компонентов Model Editor
Программа
Model Editor (ранее имевшая название Parts) рассчитывает по паспортным данным
параметры моделей полупроводниковых приборов (диодов, биполярных, полевых и
МОП-транзисторов, составных транзисторов Дарлингтона, статически индуцированных
биполярных транзисторов), ферромагнитных сердечников, макромоделей операционных
усилителей, компараторов напряжения, регуляторов и стабилизаторов напряжения,
источников опорного напряжения. Краткое описание большинства этих моделей дано
в разд. 4.2 и [7].
Математические
модели компонентов записываются в библиотечные файлы с расширением имени *.LIB.
При желании можно составить файлы отдельных моделей, имеющие расширение имени
*.MOD. Помимо параметров математических моделей в файлы *.LIB программа Model
Editor заносит также протокол ввода паспортных данных, так что при уточнении
отдельных параметров нет необходимости вводить заново все паспортные данные.
В файлах отлаженных библиотек протокол паспортных данных обычно удаляется, чтобы
уменьшить объем файлов и сделать их удобочитаемыми.
Программа
Model Editor вызывается щелчком мыши по одноименной пиктограмме (ее экран изображен
на рис. 5.5). Она управляется с помощью команд ниспадающего меню. Кроме того,
имеется набор пиктограмм для быстрого вызова наиболее употребительных подкоманд.
Краткое описание команд программы Model Editor приведено в табл. 5.4.
Рис. 5.5.
Экран программы Model Editor
Таблица
5.4. Команды программы Model Editor
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Создание файла
библиотеки моделей
|
|
|
|
|
Загрузка файла
библиотеки моделей для последующего редактир'о-вания
|
|
|
|
|
Сохранение внесенных
изменений в текущей библиотеке
|
|
|
|
|
Сохранение внесенных
изменений в новом библиотечном файле, имя которого указывается по
дополнительному запросу
|
|
|
|
|
Печать графиков
одного или нескольких окон
|
|
|
|
|
Просмотр графиков
перед печатью
|
|
|
|
|
Настройка параметров
страницы
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Создание библиотеки
графических символов (*.OLB) для текущей библиотеки моделей
|
|
|
|
|
Список последних
четырех загруженных файлов
|
|
|
|
|
Завершение работы
с графическим редактором
|
|
|
|
|
Меню Edit (Редактирование)
|
|
|
|
|
Удаление фрагмента
текста
|
|
|
|
|
Копирование фрагмента
текста
|
|
|
|
|
Размещение в
тексте содержания буфера обмена
|
|
|
|
|
Удаление выбранного
компонента из текущей библиотеки (его имя указывается в списке компонентов)
|
|
|
|
|
Нахождение фрагмента
текста
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Изменение масштаба
изображения графика так, чтобы на полном экране разместился весь график
|
|
|
|
|
Увеличение масштаба
изображения графика
|
|
|
|
|
Уменьшение масштаба
изображения графика
|
|
|
|
|
Вывод на весь
экран окаймленной части изображения графика
|
|
|
|
|
Возвращение к
предыдущему масштабу изображения графика
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расположение
графика симметрично относительно точки расположения курсора без изменения
масштаба
|
|
|
|
|
Настройка меню
инструментов
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вывод списка
компонентов текущей библиотеки
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Создание новой
модели компонента: указывается имя модели на строке Model и выбирается
ее тип из списка From Model
|
|
|
|
|
Копирование параметров
существующей модели из текущей библиотеки под новым именем в нее же
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Трансляция модели
формата IBIS (из файла с расширением имени *.IBS) в формат PSpice
|
|
|
|
|
Запись параметров
текущей модели в отдельный текстовый файл *.MOD
|
|
|
|
|
Импортирование
в файл текущей библиотеки *.LIB текстового файла *.MOD
|
|
|
|
Меню Plot (Отображение
графиков)
|
|
|
|
|
Построение дополнительного
графика при указанной температуре
|
|
|
|
|
Удаление графика,
имя которого выбрано щелчком курсора
|
|
|
|
|
Задание диапазонов
значений по осям
X, Y:
|
|
|
|
Data Range Диапазон
изменения (Auto Range — выбираемый автоматически, User Defined — назначаемый
пользователем)
|
|
|
|
Linear/Log Линейная/логарифмическая
шкала
|
|
|
|
Trace Variable
Выбор имени независимой переменной (только для оси
X)
— температуры
или любого параметра модели
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчет параметров
модели на основании введенных данных
|
|
|
|
|
Настройка меню
инструментов
|
|
|
|
|
Конфигурирование
режима автоматического создания символов компонентов после составления
их математических моделей
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Каскадное расположение
открытых окон
|
|
|
|
|
Последовательное
расположение открытых окон
|
|
|
|
|
Упорядочивание
расположения иконок свернутых окон в нижней части экрана
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вывод содержания,
предметного указателя и средств поиска терминов встроенной инструкции
|
|
|
|
|
|
|
|
|
PSpice Home Page
Загрузка сайта
www.orcad.com
|
|
|
|
Customer Support
Выход на службу технической поддержки
www.orcad.com/technical
|
|
|
|
|
Вывод номера
версии программы и ее регистрационного номера
|
|
|
|
|
|
|
Поясним принцип
работы с Model Editor на примере создания модели диода. Сначала по команде
File>New
указывается имя файла библиотеки моделей диодов (создается новый файл с
расширением имени *.LIB). Далее по команде
Model>New
вводится имя
модели компонента (например D814) и в предлагаемом списке типов моделей выбирается
его тип (например DIODE). Доступны следующие типы моделей (рис. 5.6):
-
Bipolar Transistor
(NPN, PNP) — биполярные
n-p-n-
и p-n-p-транзисторы;
-
Magnetic Core — ферромагнитный
сердечник;
-
Diode — диод;
-
Darlington Transistor
— составной транзистор Дарлингтона;
-
Ins Gate Bipolar Tran
— статически индуцированный биполярный транзистор с каналом n-типа;
-
Junction FET (N-, P-CHANNEL)
— полевые транзисторы с каналами
п-
и р-типа;
-
MOSFET (NMOS, PMOS)
— МОП-транзисторы с каналами
п-
и р-типа;
-
Operational Amplifier
— операционный усилитель;
-
Voltage Comparator
— компаратор напряжения;
-
Voltage Reference —
стабилизатор напряжения;
-
Voltage Regulator —
регулятор напряжения.
Рис. 5.6.
Выбор типа компонента и ввод его имени
К именам компонентов,
имеющих встроенные модели, программа к введенному на панели
Name
имени
добавляет префикс в соответствии с типом модели: к имени диода — букву D, биполярного
транзистора — Q, полевого транзистора — J, МОП-транзистора — М, статически индуцированного
биполярного транзистора -- Z, магнитного сердечника — К. Имена моделей остальных
компонентов, представляющих собой макромодели, остаются неизменными. Например,
если ввести имя модели диода 522А, то программа Model Editor присоединит к нему
префикс D и в библиотеку будет занесена модель D522A. К именам макромоде-лей,
к которым относятся транзисторы Дарлингтона, операционные усилители, компараторы,
регуляторы и стабилизаторы напряжения, префикс не добавляется.
После ввода
имени и типа модели в нижней части экрана программы выводится список параметров
модели (рис. 5.18). В столбце Parameter Name указаны имена параметров, в столбце
Value — их значения, в столбце Active галочками помечены параметры, значения
которых оцениваются на текущей закладке, в столбце Fixed галочками помечены
не изменяемые параметры. Первоначально всем параметрам модели присваиваются
значения по умолчанию (указаны в графе Default).
Паспортные
данные вводятся порциями, характеризующими различные режимы работы компонента.
Каждому режиму соответствует отдельная закладка (см. рис. 5.5), на которой вводятся
паспортные данные компонента и отображаются графики. Эти данные вводятся в двух
режимах:
1)
ввод координат
отдельных точек характеристик, например, ВАХ диода, зависимости барьерной
емкости р-n-перехода от напряжения смещения и т.п. (на рис. 5.7,
а
на
закладке
Forward Current
вводятся данные ВАХ диода). При вводе
данных можно пользоваться масштабными множителями, указанными в табл. 4..3.
Эти данные рекомендуется вводить в порядке возрастания независимой переменной;
2)
ввод значений
отдельных параметров устройства (например, на рис. 5.7,
б
на закладке
Reverse Recovery
вводятся значения, характеризующие рассасывание
носителей заряда).
По команде
Tools>Extract Parameters
рассчитываются параметры модели на основании
введенных данных, на экране вычерчивается аппроксимирующая функция и значками
отмечаются введенные точки, на основании которых она построена; значения же
рассчитанных параметров модели отображаются в таблице (см. рис. 5.5, графа Value).
а)
б)
Рис. 5.7.
Ввод координат графиков (а) и значений отдельных параметров (б)
По команде
Plot>Trace Add
возможно построить семейство характеристик при нескольких
значениях температуры. По умолчанию предлагается построить графики характеристик
при изменении температуры (рис. 5.8). Имя варьирумой переменной изменяется по
команде
Plot>Axis Settings
на панели Trace Variable. Например, для
диодов возможна вариация параметров М, CJO, VJ и FC.
Рис. 5.8.
Построение температурных зависимостей
Построение
модели завершается командой записи обновленных данных в библиотечный файл
File>Save.
Далее приведем
списки вводимых паспортных данных для компонентов, включенных в программу Model
Editor, и перечень параметров их математических моделей. Звездочками * в приводимых
ниже перечнях отмечены параметры, не оцениваемые в программе Model Editor; им
по умолчанию присваиваются типичные значения.
Диоды.
Паспортные данные диода, которые вводит пользователь (тип модели DIODE),
и список параметров его математической модели, которые рассчитываются в программе,
приведены в табл. 5.5.
Таблица
5.5. Диоды
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Forward Voltage
(Прямая ветвь ВАХ)
|
|
|
|
|
Координаты точек
ВАХ диода
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Junction Capacitance
(Барьерная емкость)
|
|
|
|
|
Зависимость барьерной
емкости перехода от модуля напряжения обратного смещения
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Reverse Leakage
(Сопротивление утечки)
|
|
|
|
|
Зависимость тока
утечки от абсолютной величины напряжения обратного смещения
|
|
|
|
|
|
Reverse Breakdown
(Напряжение стабилизации)
|
|
|
|
|
Абсолютная величина
напряжения пробоя (стабилизации) при токе Iz
|
|
|
|
|
|
|
Ток пробоя (стабилизации)
|
|
|
|
|
Дифференциальное
сопротивление на участке пробоя в точке (Iz, Vz)
|
|
|
|
Reverse Recovery
(Рассасывание носителей заряда)
|
|
|
|
|
Время рассасывания
носителей заряда
|
|
|
|
|
|
|
Ток диода в прямом
направлении до переключения
|
|
|
|
|
Обратный ток
диода после переключения
|
|
|
|
|
Эквивалентное
сопротивление нагрузки (включая выходное сопротивление генератора)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Биполярные
транзисторы.
В табл. 5.6 приведены паспортные данные биполярного транзистора
(Bipolar Transistor: NPN, PNP), которые вводит пользователь, и список параметров
его математической модели, которые рассчитываются в программе.
Таблица
5.6. Биполярные транзисторы
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V(be) (sat) Voltage
(Напряжение на р-я-переходе в режиме насыщения)
|
|
|
|
|
Смещение база-эмиттер
в режиме насыщения
|
|
|
|
|
|
|
Смещение коллектор-эмиттер
в режиме насыщения
|
|
|
|
Output Admitance
(Выходная проводимость)
|
|
|
|
|
Зависимость выходной
проводимости при холостом ходе на выходе hoe от тока коллектора 1с
|
|
|
|
|
|
|
Смещение коллектор-эмиттер
Vce=5 В
|
|
|
|
Forward DC Beta
(Статический коэффициент передачи по току)
|
|
|
|
|
Зависимость статического
коэффициента усиления тока в схеме ОЭ в нормальном режиме hFE от тока
коллектора 1с. Измерения проводились при смещении коллектор-эмиттер
Vce=l В
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Vce(sat) Voltage
(Напряжение насыщения коллектор-эмиттер)
|
|
|
|
|
Зависимость напряжения
насыщения коллектор-эмиттер Vce от тока коллектора Iс. Отношение тока
коллектора к току базы в режиме насыщения Ic/Ib=10
|
|
|
|
|
|
С-В Capacitance
(Барьерная емкость коллектор-база)
|
|
|
|
|
Зависимость выходной
емкости Cobo в режиме холостого хода на выходе от напряжения обратного
смещения коллектор-база Vcb
|
|
|
|
|
|
Е-В Capacitance
(Барьерная емкость эмиттер-база)
|
|
|
|
|
Зависимость входной
емкости Cibo в режиме холостого хода на входе от напряжения обратного
смещения эмиттер-база Veb
|
|
|
|
|
|
Storage Time
(Время рассасывания заряда)
|
|
|
|
|
Зависимость времени
рассасывания ts от тока коллектора 1с. Отношение тока коллектора к
току базы в режиме насыщения Ic/Ib=10
|
|
|
|
|
|
Gain Bandwidth
(Площадь усиления)
|
|
|
|
|
Зависимость граничной
частоты коэффициента передачи тока ГГ в схеме с ОЭ от тока коллектора
1с. Смещение коллектор-эмиттер Vce=10 В
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Статически
индуцированный биполярный транзистор.
Паспортные данные статически индуцированного
биполярного транзистора (Ins Gate Bipolar Transistor), которые вводит пользователь,
и список параметров его математической модели, которые рассчитываются в программе,
приведены в табл. 5.7.
Таблица
5.7. Статически индуцированные биполярные транзисторы
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Абсолютное значение
максимального тока коллектора при температуре 25 °С
|
|
5*10
-5
см
2
5*10
-6
м
2
7,1 мкс
|
|
|
|
|
Абсолютное значение
максимального напряжения пробоя коллектор-эмиттер при коротком замыкании
затвор-эмиттер
|
|
|
|
|
Время спада тока
коллектора при индуктивной нагрузке при заданных значениях Ic, Vce
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Напряжение коллектор-эмиттер
|
|
|
|
Transfer Characteristics
(Проходная характеристика)
|
|
|
|
|
Зависимость тока
коллектора 1с от смещения затвор-эмиттер Vge
|
|
|
|
|
|
Saturation Characteristics
(Характеристики насыщения)
|
|
|
|
|
Зависимость тока
коллектора 1с от напряжения коллектор-эмиттер Vce в режиме насыщения
|
|
|
|
|
|
|
Напряжение затвор-эмиттер,
при котором проведены измерения
|
|
|
|
Gate Charge (Заряд
области затвора)
|
|
|
|
|
Заряд области
затвор-эмиттер в состоянии «включено»
|
|
12,4 нФ/В
2
35 нФ/В
2
-5 В
|
|
|
|
|
Заряд области
затвор-коллектор в состоянии «включено»
|
|
|
|
|
Общий заряд затвора
в состоянии «включено»
|
|
|
|
|
Напряжение на
затворе, при котором измерен заряд Qg
|
|
|
|
|
Напряжение на
коллекторе, при котором измерены Qge, Qgc, Qg
|
|
|
|
|
Ток коллектора,
при котором измерены Qge, Qgc, Qg
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Полевые
транзисторы.
Паспортные данные полевого транзистора (Junction FET: N-, P-CHANNEL),
которые вводит пользователь, и список параметров его математической модели,
которые рассчитываются в программе, приведены в табл. 5.8.
Таблица
5.8. Полевые транзисторы
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Transconductance
(Передаточная проводимость)
|
|
|
|
|
Зависимость проводимости
прямой передачи gFS от тока стока Id
|
|
|
|
|
|
Output Conductance
(Выходная проводимость)
|
|
|
|
|
Зависимость выходной
проводимости gOS от тока стока Id
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Transfer Curve
(Проходная характеристика)
|
|
|
|
|
Зависимость тока
стока Id от смещения затвор-исток Vgs
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Reverse Transfer
Capacitance (Проходная емкость)
|
|
|
|
|
Зависимость проходной
емкости Crss от смещения затвор-исток Vgs
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Input Capacitance
(Входная емкость)
|
|
|
|
|
Зависимость входной
емкости Ciss от смещения затвор-исток Vgs
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Passive Gate
Leakage (Ток утечки затвора в пассивном режиме)
|
|
|
|
|
Зависимость тока
утечки затвора Igss от смещения сток-затвор Vdg
|
|
|
|
|
|
Active Gate Leakage
(Ток утечки затвора в активном режиме)
|
|
|
|
|
Зависимость тока
утечки затвора Ig от смещения сток-затвор Vdg
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Noise Voltage
(Уровень внутреннего шума)
|
|
|
|
|
Зависимость от
частоты эквивалентной спектральной плотности напряжения шума, приведенного
ко входу
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
МОП-транзисторы.
В табл. 5.9 приведены паспортные данные МОП-транзистора (MOSFET: NMOS, PMOS),
вводимые пользователем, и список параметров его математической модели третьего
уровня (LEVEL = 3), которые рассчитываются в программе.
Расчет параметров
математических моделей отечественных МОП-транзисторов с помощью программы Model
Editor затруднен ввиду того, что в паспортных данных отсутствуют значения зарядов
Qg, Qgs.
Таблица
5.9. МОП-транзисторы
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Transconductance
(Передаточная проводимость)
|
|
|
|
|
Зависимость проводимости
прямой передачи gFS от тока стока Id
|
|
20*10-
3
20*10-
6
* 0,5 2*10-
6
|
|
|
|
Transfer Curve
(Проходная характеристика)
|
|
|
|
|
Зависимость тока
стока Id от смещения затвор-исток Vgs
|
|
|
|
|
|
Rds (on) Resistance
(Сопротивление канала в состоянии «включено»)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Статическое сопротивление
сток-исток
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Zero-Bias Leakage
(Сопротивление утечки канала при нулевом смещении на затворе)
|
|
|
|
|
Ток стока при
нулевом потенциале затвора и напряжении Yds
|
|
|
|
|
|
|
Смещение сток-исток
при измерении тока Idss
|
|
|
|
Turn-On Charge
(Объемный заряд в состоянии «включено»)
|
|
|
|
|
Общий заряд области
затвора
|
|
|
|
|
|
|
Заряд области
затвор-исток, необходимый для переключения
|
|
|
|
|
Постоянный потенциал
истока (по умолчанию 50 В)
|
|
|
|
|
Ток стока (по
умолчанию 50 А)
|
|
|
|
Output Capacitance
(Выходная емкость)
|
|
|
|
|
Зависимость выходной
емкости Coss от смещения сток-исток Yds
|
|
|
|
|
|
Switching Time
(Время переключения)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Постоянный потенциал
истока (по умолчанию 20 В)
|
|
|
|
|
Выходное сопротивление
генератора импульсного напряжения (по умолчанию 5 Ом)
|
|
|
|
Reverse Drain
Current (Ток стока в инверсном режиме)
|
|
|
|
|
Зависимость напряжения
прямого смещения перехода исток-сток Vsd от обратного тока стока Idr
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Операционные
усилители.
После выбора в начальном меню программы Model Editor режима Operational
Amplifier необходимо по запросам программы указать тип транзистора входного
каскада и наличие внутренней/внешней коррекции:
-
Technology
—
BJT (биполярный транзистор) или JFET (полевой транзистор);
-
Input
— NPN
или PNP (для биполярного транзистора) и NJF или PJF (для полевого транзистора);
-
Compensation
—
Internally (внутренняя) или Externally (внешняя коррекция).
В табл.
5.10 приведены паспортные данные ОУ, которые вводит пользователь, и список параметров
его макромодели, которые рассчитываются в программе.
Таблица
5.10.Операционные усилители
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Large Signal
Swing (Параметры для большого сигнала)
|
|
|
|
|
Напряжение источника
положительного напряжения (15 В)
|
|
|
|
|
|
|
Напряжение источника
отрицательного напряжения (-15 В)
|
|
|
|
|
Максимальное
значение выходного напряжения положительной полярности (13 В)
|
|
|
|
|
Максимальное
значение выходного напряжения отрицательной полярности (—13 В)
|
|
|
|
|
Максимальная
скорость нарастания выходного напряжения положительной полярности
(500-10 В/с)
|
|
|
|
|
Максимальная
скорость нарастания выходного напряжения отрицательной полярности
(500-10 В/с)
|
|
|
|
|
Потребляемая
мощность в статическом режиме (50 мВт)
|
|
|
|
Open Loop Gain
(Коэффициент усиления без цепи обратной связи — входной каскад на
БТ)
|
|
|
|
|
Емкость коррекции
(30 пФ)
|
BF1 BF2.
С2
СЕЕ QA
GCM IS1
IS2
IEE RC
|
75 75
30 пФ
0 189-10-
6
1,9- 10-
9
8-10-'
6
8-10-
16
15-10
16
5305
|
|
|
|
|
Входной ток смещения
(100 нА)
|
|
|
|
|
Коэффициент усиления
постоянного напряжения (200 тыс.)
|
|
|
|
|
Частота единичного
усиления (1 МГц)
|
|
|
|
|
Коэффициент подавления
синфазного сигнала (100 тыс.)
.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Open Loop Gain
(Коэффициент усиления без цепи обратной связи — входной каскад на
ПТ)
|
|
|
|
|
Емкость коррекции
(10 пФ)
|
BETA С2
CSS GA
GCM
IS ISS
RD RSS RP
|
789*10-
6
10 пФ
0 63*10-
6
63*10-
11
15*10-
12
5*10-
6
15,9 40*10
6
|
|
|
|
|
Коэффициент усиления
постоянного напряжения (200 тыс.)
|
|
|
|
|
Частота единичного
усиления (1 МГц)
|
|
|
|
|
Коэффициент подавления
синфазного сигнала (100 тыс.)
|
|
|
|
|
Входной ток смещения
(30 пА)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Open Loop Phase
(Фазочастотная характеристика без цепи обратной связи)
|
|
|
|
|
Запас по фазе
на частоте единичного усиления, град. (60°)
|
|
|
|
|
|
Maximum Output
Swing (Предельные значения выходных сопротивлений)
|
|
|
|
|
Выходное сопротивление
на низких частотах (75 Ом)
|
|
|
|
|
|
|
Выходное сопротивление
на высоких частотах (50 Ом)
|
|
|
|
|
Максимальный
ток короткого замыкания (20 мА)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Замечания.
1.
По умолчанию
параметрам математической модели присваиваются значения параметров конкретных
ОУ. Выше для конкретности приведены параметры модели ОУ 140УД7 (аналог мA741).
2.
Частота единичного
усиления f-Odb связана с частотой первого полюса f
1
соотношением
f-Odb = f
1
Av-dc . Запас по фазе Phi на частоте единичного усиления
определяется отношением частоты единичного усиления к частоте второго полюса
f
2
Phi = 90° - arctg(f-Odb
/ f
2
),
где арктангенс вычисляется
в градусах.
3.
Для ОУ с внешней
коррекцией указывается значение емкости корректирующего конденсатора Сс, для
которого приведено значение запаса по фазе Phi и другие параметры ОУ.
4.
В справочных
данных обычно приводится полное выходное сопротивление Rвых = Ro-ac + Ro-dc.
Его надо разделить на две составляющие, ориентируясь на приближенное соотношение
Ro-dc = 2Ro-ac.
5.
В последних
версиях OrCAD учитывается напряжение смещения нуля ОУ.
Компараторы
напряжения.
После выбора в начальном меню программы Model Editor режима
Voltage Comparator необходимо ответить на ряд запросов программы:
-
Input Stage
—
NPN, PNP (тип биполярного транзистора во входном каскаде);
-
Output Stage Connection
— to -V Supply
или
to Ground
(указывается, подключен ли транзистор
выходного каскада к источнику отрицательного напряжения или предусмотрен независимый
вывод «земли» выходного каскада).
Паспортные
данные компараторов напряжения, которые вводит пользователь, и список параметров
его макромодели, которые рассчитываются в программе, приведены в табл. 5.11.
Таблица
5.11. Компараторы напряжения
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Transfer Function
(Переходная характеристика)
|
|
|
|
|
Напряжение источника
положительного напряжения
|
|
|
|
|
|
|
Напряжение источника
отрицательного напряжения
|
|
|
|
|
Максимальное
значение положительного перепада синфазного напряжения
|
|
|
|
|
Максимальное
значение отрицательного перепада синфазного напряжения
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициент усиления
напряжения постоянного тока
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Falling Delay
(Задержка спада напряжения)
|
|
|
|
|
Перепад входного
напряжения
|
|
|
|
|
|
|
Перевозбуждение
входного напряжения
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Transition Time
(Время переключения)
|
|
|
|
|
Перепад входного
напряжения
|
|
|
|
|
|
|
Перевозбуждение
входного напряжения
|
|
|
|
|
Длительность
фронта нарастания выходного напряжения
|
|
|
|
Rising Time (Время
нарастания напряжения)
|
|
|
|
|
Перепад входного
напряжения
|
|
|
|
|
|
|
Перевозбуждение
входного напряжения
|
|
|
|
|
Длительность
фронта спада выходного напряжения
|
|
|
|
|
|
|
|
|
По умолчанию
параметрам математической модели присваиваются значения параметров типовых компараторов
каждого типа. Выше для конкретности указаны параметры компаратора 1401СА1 (аналог
LM319).
Стабилизатор
напряжения.
В табл. 5.12 приведены паспортные данные стабилизатора напряжения
(Voltage Reference), которые вводит пользователь, и список параметров его математической
модели, которые рассчитываются в программе.
Таблица
5.12. Стабилизаторы напряжения
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Revers Dynamic
Impedance (Динамическое сопротивление)
|
|
|
|
|
Зависимость обратного
тока Ir от динамического сопротивления Rz
|
|
|
|
|
|
Reference Voltage
(Напряжение стабилизации)
|
|
|
|
|
Напряжение обратного
пробоя
|
|
|
|
|
|
|
Обратный ток,
при котором измерено напряжение Vref
|
|
|
|
|
Модуль максимального
значения тока пробоя
|
|
|
|
Temperature Drift
(Температурная нестабильность)
|
|
|
|
|
Зависимость напряжения
обратного пробоя 'Vref от температуры
|
|
|
|
|
|
Reverse Characteristics
(Характеристики режима обратного включения)
|
|
|
|
|
Зависимость обратного
напряжения Vr от обратного тока Ir
|
|
|
|
|
|
Forward Characteristics
(Характеристики рабочего режима)
|
|
|
|
|
Зависимость потребляемого
тока Ifwd от напряжения Vfwd
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Регулятор
напряжения.
В табл. 5.13 приведены паспортные данные регулятора напряжения
(Voltage Regulator), которые вводит пользователь, и список параметров его математической
модели, которые рассчитываются в программе.
Таблица
5.13. Регуляторы напряжения
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Reference Voltage
(Напряжение стабилизации)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Максимальная
разница между входным и выходным напряжением
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Adjustment Pin
Current (Ток установки)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Output Impedance
(Выходное сопротивление)
|
|
|
|
|
Выходное сопротивление
на низких частотах
|
|
|
|
|
|
|
Частота нуля
выходного комплексного сопротивления
|
|
|
|
|
Неравномерность
ослабления пульсаций на низких частотах, в децибелах
|
|
|
|
|
Частота, на которой
измерены Zout и RR
|
|
|
|
|
Выходной ток,
при котором измерены Zout и RR
|
|
|
|
Current Limit
(Предельные значения выходного тока)
|
|
|
|
|
Максимальный
выходной ток
|
RB2
ESC1 ESC2 EFB1
EFB2 ЕВ
|
200 Ом 0,5
-0,1
25 -1 100
|
|
|
|
|
Зависимость тока
обратной связи lofb от разницы между входным и выходным напряжением
Vi-Vo
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Магнитный
сердечник.
Программа Model Editor в настоящее время оценивает параметры
модели магнитного сердечника (Magnetic Core) уровня LEVEL=2, в которой не учитываются
эффекты взаимодействия доменов и частотно-зависимые потери. Наиболее адекватно
эта модель описывает ферриты и молибденовые пермаллои. Использованная в предыдущих
версиях программы PSpice модель уровня LEVEL=1 больше не используется из-за
своей малой достоверности. Особенно значительные ошибки были замечены при моделировании
сердечников, имеющих зазоры — в текущей версии PSpice они устранены. Программа
Model Editor на основании экспериментальных данных оценивает параметры, отражающие
физические свойства магнитных материалов. При создании файлов моделей сердечников
из одного материала с разной геометрией удобно использовать конструкцию АКО
(см. разд. 4.2 ). Пользователь вводит по точкам кривую намагничивания и указывает
значение начальной магнитной проницаемости, на основании чего программа рассчитывает
параметры его модели (напряженность магнитного поля Н указывается в эрстедах,
магнитная индукция В — в гауссах; см. табл. 5.14).
После задания
значения начальной магнитной проницаемости и ввода по точкам кривой гистерезиса
рассчитываются параметры модели магнитного сердечнка. Далее для конкретной конструкции
трансформатора или дросселя в окне
Parameters
вводят значения геометрических
размеров сердечника AREA, PATH, GAP и PACK.
Таблица
5.14. Магнитные сердечники
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Hysteresis Curve
(Кривая гистерезиса)
|
|
|
|
|
Координаты кривой
намагничивания
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Начальная магнитная
проницаемость
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Замечание.
Наибольшая сложность в
применении программы Model Editor состоит в отсутствии в справочниках на полупроводниковые
приборы необходимых данных. И более того, рядом данных, приводимых в справочниках,
нельзя пользоваться. Например, для диодов указывается, что «постоянный
обратный ток при U
06p
= 28 В не более 0,2 мкА». Это утверждение
верно, так как действительная величина обратного тока намного меньше и составляет
примерно 0,1 нА, но использовать эти данные для создания математической модели
нельзя. Поэтому при расчете параметров математических моделей приходится самостоятельно
проводить измерения их параметров или обращаться к изготовителям. Ситуация
частично облегчается тем, что для каждого конкретного полупроводникового прибора
нет нужны знать абсолютно все параметры его математической модели. Так, например,
для стабилитрона не нужны данные о времени рассасывания носителей заряда,
а для импульсных диодов, наоборот, не нужны данные о напряжении стабилизации.
Поэтому в каждом конкретном случае нужно ограничить набор оцениваемых параметров
и перед применением программы Model Editor провести измерения недостающих
характеристик. В любом случае желательно пользоваться математическими моделями,
созданными фирмами-производителями и доступными через Интернет.
Создание
символов компонентов.
В OrCAD 9.2 имеется возможность автоматического создания
символов компонентов по завершении создания их математических моделей в Model
Editor. Для этого в диалоговом окне команды
Tools>Options
устанавливается
необходимая конфигурация (рис. 5.9):
-
Always Create Symbols
when Saving Model — включение/выключение режима автоматического создания символов
после сохранения библиотеки их моделей;
-
Save Symbols To — выбор
библиотеки символов, в которую должны быть записаны вновь созданные символы;
-
Base Symbols On — использование
при создании символов графики аналогичных символов в указанной библиотеке.
Рис. 5.9.
Конфигурирование создания символов компонентов
