SPICE Diode

Совместимый со SPICE диод

  • Библиотека:
  • Simscape / Электрический / Дополнительные Компоненты / Полупроводники SPICE

  • SPICE Diode block

Описание

Блок SPICE Diode представляет совместимый со SPICE диод.

SPICE или Программа Симуляции с Акцентом Интегральной схемы, является инструментом симуляции для электронных схем. Можно преобразовать некоторые подсхемы SPICE в эквивалентные модели Simscape™ Electrical™ с помощью блока Environment Parameters и совместимых со SPICE блоков из библиотеки Additional Components. Для получения дополнительной информации смотрите subcircuit2ssc.

Уравнения

Переменные для уравнений блока SPICE Diode включают:

  • Переменные, которые вы задаете путем определения параметров для блока SPICE Diode. Видимость некоторых параметров зависит от значения, которое вы устанавливаете для других параметров. Для получения дополнительной информации смотрите Параметры.

  • Настроенные геометрией переменные, которые зависят от нескольких значений, что вы задаете параметры использования для блока SPICE Diode. Для получения дополнительной информации смотрите Настроенные Геометрией Переменные.

  • Температура, T, который является 300.15 K по умолчанию. Можно использовать различное значение путем определения параметров для блока SPICE Diode или путем определения параметров и для блока SPICE Diode и для блока Environment Parameters. Для получения дополнительной информации смотрите Диодную Температуру.

  • Температурные зависимые переменные. Для получения дополнительной информации смотрите Температурную Зависимость.

  • Минимальная проводимость, GMIN, который является 1e–12 1/Ohm по умолчанию. Можно использовать различное значение путем определения параметра для блока Environment Parameters. Для получения дополнительной информации смотрите Минимальную Проводимость.

  • Тепловое напряжение, Vt. Для получения дополнительной информации смотрите Тепловое Напряжение.

Настроенные геометрией переменные

Несколько переменных в уравнениях для диодной модели SPICE рассматривают геометрию устройства, которое представляет блок. Эти настроенные геометрией переменные зависят от переменных, которые вы задаете путем определения параметров блоков SPICE Diode. Настроенные геометрией переменные зависят от этих переменных:

  • Область Область устройства

  • Шкала Количество параллельных подключенных устройств

  • Связанная неприспособленная переменная

Таблица включает настроенные геометрией переменные и уравнения определения.

ПеременнаяОписаниеУравнение
CJOdНастроенная геометрией емкость перехода нулевого смещения

CJOd=CJO*AREA*SCALE

IBVdНастроенный геометрией противоположный разрядный ток

IBVd=IBV*AREA*SCALE

ISdНастроенное геометрией текущее насыщение

ISd=IS*AREA*SCALE

RSdНастроенное геометрией серийное сопротивление

RSd=RSAREA*SCALE

Диодная температура

Можно использовать эти опции, чтобы задать диодную температуру, T:

  • Фиксированная температура — блок использует температуру, которая независима от температуры схемы, когда параметр Model temperature dependence using в настройках Temperature блока Spice Diode устанавливается на Fixed temperature. Для этой модели блок устанавливает T, равный TFIXED.

  • Температура устройства — блок использует температуру, которая зависит от температуры схемы, когда параметр Model temperature dependence using в настройках Temperature блока Spice Diode устанавливается на Device temperature. Для этой модели блок задает температуру как

    T=TC+TOFFSET

    Где:

    • TC является температурой схемы.

      Если нет никакого блока Environment Parameters в схеме, TC равен 300.15 K.

      Если существует блок Environment Parameters в схеме, TC равен значению, которое вы задаете для параметра Temperature в настройках Spice блока Environment Parameters. Значением по умолчанию для параметра Temperature является 300.15 K.

    • TOFFSET является смещением локальная температура схемы.

Минимальная проводимость

Минимальная проводимость, GMIN, имеет значение по умолчанию 1e–12 1/Ohm. Задавать различное значение:

  1. Если нет блока Environment Parameters в диодной схеме, добавьте тот.

  2. В настройках Spice блока Environment Parameters задайте желаемое значение GMIN для параметра GMIN.

Тепловое напряжение

Тепловое напряжение, Vt, задано уравнением

Vt=Nk*Tq

Где:

  • N является коэффициентом эмиссии.

  • T является диодной температурой. Для получения дополнительной информации смотрите Диодную Температуру.

  • k является Постоянная Больцмана.

  • q является элементарным зарядом на электроне.

Уравнения текущего напряжения

Эти уравнения задают отношение между текущим диодом, Id, и диодным напряжением, Vd. Как применимые, параметры модели сначала настроены для температуры. Для получения дополнительной информации смотрите Температурную Зависимость.

Id=AREA*(IfwdIrev)

Ifwd=Inrm*Kinj+Irec*Kgen

Irev=Irevh+Irevl

Inrm=ISeVd/(N*Vt)1

Irec=ISReVd/(NR*Vt)1

Kinj=(IKFIKF+Inrm)0.5

Kgen=[(1VdVJ)2+0.005]M2

Irevh=IBV*eVd+BVNBV*Vt

Irevl=IBVL*eVd+BVNBVL*Vt

Где:

  • Ifwd является текущим форвардом.

  • Irev является противоположным током.

  • Inrm является нормальным током.

  • Irec является recombination током.

  • Kinj является высоко-инжекционным фактором.

  • Kgen является фактором генерации.

  • Irevh является высокоуровневым разрядным током.

  • Irevl является низкоуровневым разрядным током.

  • Vt является тепловым напряжением. Для получения дополнительной информации смотрите Тепловое Напряжение.

  • IS является текущим насыщением.

  • ISR является recombination током.

  • IKF является прямым текущим коленом.

  • VJ является потенциалом соединения.

  • N является коэффициентом эмиссии.

  • NR является противоположным коэффициентом эмиссии.

  • NBV является противоположным аварийным коэффициентом эмиссии.

  • NBVL является низкоуровневым противоположным аварийным фактором идеальности.

  • M является коэффициентом классификации.

  • BV является противоположным напряжением пробоя.

  • IBV является противоположным разрядным током.

  • IBVL является низкоуровневым противоположным аварийным текущим коленом.

Модель заряда соединения

Таблица показывает уравнения, которые задают отношение между диодным зарядом Qd, и диодное напряжение, Vd. Как применимые, параметры модели сначала настроены для температуры. Для получения дополнительной информации смотрите Температурную Зависимость.

Область значений VdУравнение Qd
Vd<FC*VJQd=TT*AREA*Ifwd+CJOd*VJ*1(1VdVJ)1M1M
VdFC*VJQd=TT*AREA*Ifwd+CJOd*(F1+F3*(Vd-FC*VJ)+(M2*VJ)*(Vd2-(FC*VJ)2)F2)

Где:

  • FC является коэффициентом емкости истощения прямого смещения.

  • VJ является потенциалом соединения.

  • TT является временем транспортировки.

  • CJOd является настроенной геометрией емкостью перехода нулевого смещения. Для получения дополнительной информации смотрите Настроенные Геометрией Переменные.

  • M является коэффициентом классификации.

  • F1=VJ*(1-(1-FC)(1-M))/(1-M)

  • F2=(1-FC)(1+M)

  • F3=1-FC*(1+M)

Температурная зависимость

Отношение между настроенным геометрией текущим насыщением и диодной температурой

ISd(T)=ISd*(T/TMEAS)XTIN*e(TTMEAS1)*EGN*Vt

Где:

  • ISd является настроенным геометрией текущим насыщением. Для получения дополнительной информации смотрите Настроенные Геометрией Переменные.

  • T является диодной температурой. Для получения дополнительной информации смотрите Диодную Температуру.

  • TMEAS является температурой экстракции параметра.

  • XTI является насыщением текущая температурная экспонента.

  • N является коэффициентом эмиссии.

  • EG является энергией активации.

  • Vt является тепловым напряжением. Для получения дополнительной информации смотрите Тепловое Напряжение.

Отношение между recombination током и диодной температурой

ISR(T)=ISR*(TTMEAS)XTINR*e(TTMEAS1)*EGNR*Vt

Где:

  • ISR является recombination током.

  • NR является противоположным коэффициентом эмиссии.

Отношение между прямым текущим коленом и диодной температурой

IKF(T)=IKF*[1+TIKF*(TTMEAS)]

Где:

  • IKF является прямым текущим коленом.

  • TIKF является линейным температурным коэффициентом IKF.

Отношение между напряжением пробоя и диодной температурой

BV(T)=BV*[1+TBV1*(TTMEAS)+TBV2*(TTMEAS)2]

Где:

  • BV является напряжением пробоя.

  • TBV1 является линейным температурным коэффициентом BV.

  • TBV2 является квадратичным температурным коэффициентом BV.

Отношение между омическим сопротивлением и диодной температурой

RS(T)=RS*[1+TRS1*(TTMEAS)+TRS2*(TTMEAS)2]

Где:

  • RS является омическим сопротивлением.

  • TRS1 является линейным коэффициентом температуры RS.

  • TRS2 является квадратичным коэффициентом температуры RS.

Отношение между потенциалом соединения и диодной температурой

VJ(T)=VJ*(TTMEAS)-3*Vt*ln(TTMEAS)-(TTMEAS)*EGTMEAS+EGT

Где:

  • VJ является потенциалом соединения.

  • EGTMEAS является энергией активации для температуры, при которой были измерены диодные параметры. Уравнение определения EGTMEAS=1.16eV-(7.02e-4*TMEAS2)/(TMEAS+1108).

  • EGT является энергией активации для диодной температуры. Уравнение определения EGT=1.16eV-(7.02e-4*T2)/(T+1108).

Отношение между настроенной геометрией диодной емкостью перехода нулевого смещения и диодной температурой

CJOd(T) = CJOd*[1+M*(400e6*(T-TMEAS)-VJ(T)-VJVJ)]

Где:

  • CJOd является настроенной геометрией емкостью перехода нулевого смещения. Для получения дополнительной информации смотрите Настроенные Геометрией Переменные.

  • M является коэффициентом классификации.

Допущения и ограничения

  • Блок не поддерживает шумовой анализ.

  • Блок применяет начальные условия через конденсаторы соединения а не через порты блока.

Порты

Сохранение

развернуть все

Электрический порт сохранения сопоставлен с положительным напряжением.

Электрический порт сохранения сопоставлен с отрицательным напряжением.

Параметры

развернуть все

Основной

Область Diode. Значение должно быть больше 0.

Количество параллельных диодов, которые представляет блок. Значение должно быть больше 0.

Величина тока, к которому идеальное диодное уравнение приближается асимптотически для очень больших уровней обратного смещения. Значение должно быть больше или быть равно 0.

Текущее значение, в котором происходит спад тока высокого напряжения прямой беты. Значение должно быть больше или быть равно 0.

Величина тока, сгенерированного от процесса recombination электронов и отверстий в соединении.

Диодный коэффициент эмиссии или фактор идеальности. Значение должно быть больше 0.

Диодный коэффициент эмиссии для recombination тока. Значение должно быть больше 0.

Градуируя коэффициент, M. Значение должно быть больше 0 и меньше, чем 0.9.

Зависимости

Этот параметр только отображается, когда вы выбираете Yes для параметра Model junction capacitance.

Потенциал соединения, VJ. Значение должно быть больше 0.01 V.

Зависимости

Этот параметр только отображается, когда вы выбираете Yes для параметра Model junction capacitance.

Серийное диодное сопротивление связи. Значение должно быть больше или быть равно 0.

Емкость перехода

Опции для моделирования емкости перехода:

  • No — Не включайте емкость перехода в модель.

  • Yes — Задайте емкость перехода нулевого смещения, потенциал соединения, градуируя коэффициент, коэффициент емкости истощения прямого смещения, и время транспортировки.

Значение емкости помещается параллельно с экспоненциальным диодным термином. Значение должно быть больше или быть равно 0.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Model junction capacitance на Yes.

Подходящий коэффициент, FC, который определяет количество уменьшения емкости истощения с приложенным напряжением. Значение должно быть больше или быть равно 0 и меньше, чем 0.95.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Model junction capacitance на Yes.

Время транспортировки, TT, поставщиков услуг та емкость диффузии причины. Значение должно быть больше или быть равно 0.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Model junction capacitance на Yes.

Опции для определения начальных условий:

  • No — Не задавайте начальное условие для модели.

  • Yes — Задайте начальное диодное напряжение.

    Примечание

    Блок SPICE Diode применяет начальное диодное напряжение через конденсаторы соединения а не через порты.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Model junction capacitance на Yes.

Диодное напряжение в начале симуляции.

Примечание

Блок применяет начальное условие через диодное соединение, таким образом, начальное условие является только эффективным, когда устройство хранения данных заряда включено, то есть, когда один или оба из Zero-bias junction capacitance, CJO и параметров Transit time, TT больше нуля.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Model junction capacitance и Specify initial condition к Yes.

Противоположный отказ

Опции для моделирования противоположного отказа:

  • No — Не моделируйте противоположный отказ.

  • Yes — Введите второй экспоненциальный термин к диоду отношение I-V, таким образом, моделируя быстрое увеличение проводимости, когда напряжение пробоя превышено.

Если падения напряжения ниже этого значения, блок моделирует быстрое увеличение проводимости, которая происходит в диодном отказе. Значение должно быть больше или быть равно 0.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Model reverse breakdown на Yes.

Диод, текущий, который соответствует напряжению, заданному для параметра Reverse breakdown voltage, BV. Значение должно быть больше 0.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Model reverse breakdown на Yes.

Низкоуровневое противоположное аварийное текущее колено.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Model reverse breakdown на Yes.

Фактор идеальности для Reverse breakdown voltage, BV.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Model reverse breakdown на Yes.

Фактор идеальности для Low-level reverse breakdown knee current, IBVL

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Model reverse breakdown на Yes.

Температура

Выберите одну из этих опций для моделирования диодной зависимости температуры:

  • Device temperature — Используйте температуру устройства для температурной зависимости модели.

  • Fixed temperature — Используйте температуру, которая независима от температуры схемы к температурной зависимости модели.

Для получения дополнительной информации смотрите Диодную Температуру.

Порядок экспоненциального увеличения насыщения, текущего как повышения температуры. Значение должно быть больше 0.

Диодная энергия активации. Значение должно быть больше или быть равно 0.1 eV.

Линейный температурный коэффициент для High-injection knee current, IKF.

Линейный температурный коэффициент для Ohmic resistance, RS.

Квадратичный температурный коэффициент для Ohmic resistance, RS.

Линейный температурный коэффициент для Breakdown voltage, BV.

Квадратичный температурный коэффициент для Breakdown voltage, BV.

Диодная температура симуляции. Значение должно быть больше 0 K.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Model temperature dependence using на Fixed temperature.

Температура, при которой измеряются диодные параметры. Значение должно быть больше 0 K.

Сумма, которой диодная температура отличается от температуры схемы.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Model temperature dependence using на Device temperature.

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью Simulink® Coder™.

Введенный в R2008a
Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте