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
|