Дж. Кеоун - OrCAD PSpice. Анализ электрических цепей

Ниже приведена сокращенная версия библиотеки моделей OrCAD для биполярных транзисторов (BJT). Параметры для каждого компонента в этой библиотеке моделей были получены из справочных данных. Каждый компонент характеризовался с использованием опции Parts. Устройства могут также характеризоваться без использования Parts следующим образом:

NE, NC Обычно равны 4 BF, ISE, IKF Они получены из номинальной кривой зависимости коэффициента усиления от тока коллектора. Величина BF определяется коэффициентом усиления в среднем диапазоне. Отношение ISE/IS определяется точкой перегиба характеристики при низких значениях тока, IKF — при высоких значениях ISC Устанавливается равным ISE IS, RB, RE, RC Они определяются по заданным номинальным зависимостям VBE(IC) и VCE(IC) при насыщении. IS определяется низким значением тока VBE. Величина RB+RE определяется крутизной нарастания VBE при росте IС. Величина RE+RC определяется крутизной нарастания VCE при росте IС. Сопротивление RC обычно устанавливается равным 0 VAF Напряжения, определенные на листе данных, используются, чтобы установить VAF, чтобы дать номинальное полное сопротивление выхода (RO на .ОР распечатке) на листе данных CJC, CJE Используются напряжения, определенные в справочных данных, чтобы установить CJC и CJE, чтобы дать номинальные емкости входа и выхода (CPI и CMU на распечатке по директиве .OP; Cibo и Cobo на листе данных) TF Используются напряжения и токи, заданные в справочных данных для вычисления FT. Время пролета TF выбирается таким, чтобы получить номинальное значение FT при распечатке по директиве .ОР TR Используются графики нарастания и спада из справочных данных, чтобы откорректировать TR (и при необходимости TF) таким образом, чтобы анализ переходных процессов давал номинальные значения задержки включения, времени нарастания, времени накопления и времени спада KF, AF Эти параметры устанавливаются только тогда, когда в справочных данных приведена спецификация шума. Тогда AF устанавливается равным 1, a KF — таким, чтобы общий шум в коллекторе превышал шум генератора в коллекторе на заданное число децибел

.model Q2N2222 NPN(Is = 14.34f Xti=3 Eg=1.11 Vaf=74.03 Bf=255.9 Ne=1.307

+ Ise=14.34f Ikf=.2847 Xtb=1.5 Br=6.092 Nc=2 Isc=0 Ikr=0 Rc=1

+ Сjc=7.306p Mjc=.3416 Vjc=.75 Fc=.5 Cje=22.01p Mje=.377 Vje=.75

+ Tr=46.91n Tf=411.1p Itf=.6 Vtf=1.7 Xtf=3 Rb=10)

National pid=19 case=T018

88-09-07 barn creation

.model Q2N2907A PNP(Is=650.6E-18 Xti=3 Eg=1.11 Vaf=115.7 Bf=231.7 Ne=1.829

+ Ise = 54.81f Ikf = 1.079 Xtb = 1.5 Br=3.563 Nc = 2 Isc = 0 Ikr = 0 Rc=.715

+ Сjc=14.76p Mjc=.53 83 Vjc=.75 Fc=.5 Cje = 19.82p Mje=.3357 Vje=.75

+ Tr=111.3n Tf=603.7p Itf=.65 Vtf=5 Xtf=1.7 Rb=10)

National pid=63 case=T018

88-09-09 bam creation

.model Q2N3904 NPN (Is=6.734f Xti=3 Eg=1.11 Vaf=74.03 Bf=416.4 Ne=1.259

+ Ise = 6.734f Ikf=66.78m Xtb=1.5 Br=.7371 Nc = 2 Isc=0 Ikr = 0 Rc=1

+ Сjс = 3.638p Mjc=.3085 Vjc=.75 Fc=.5 Cje = 4.493p Mje=.2593 Vje=.75

+ Tr=239.5n Tf = 301.2p Itf=.4 Vtf=4 Xtf=2 Rb=10)

National pid=23 case=T092

88-09-08 barn creation

.model Q2N3906 PNP(Is=1.41f Xti=3 Eg=1.11 Vaf=18.7 Bf=180.7 Ke=1.5 Ise=0

+ Ikf=80rn Xtb=1.5 Br=4.977 Nc=2 Isc=0 Ikr=0 Rc=2.5 Cjc=9.728p

+ Mjc=.5776 Vjc=.75 Fc=.5 Cje=8.063p Mje=.3677 Vje=.75 Tr=33.42n

+ Tf = 179.3p Itf = .4 Vtf = 4 Xtf = 6 Rb=10)

National pid=66 case=T092

88-09-09 bam creation

Библиотека параметров моделей диодов

Ниже приведена сокращенная версия библиотеки моделей OrCAD для диодов. Параметры в этой библиотеке моделей были получены из справочных данных для каждого компонента. Параметры для большинства компонентов задавались с использованием опции Parts.

Компоненты могут также задаваться без опции Parts следующим образом:

IS Номинальный ток насыщения RS Для стабилитронов: номинальное сопротивление при малом сигнале и номинальном рабочем токе IB Для стабилитронов: устанавливается равным номинальному току насыщения IBV Для стабилитронов: при номинальном рабочем токе IBV равно установленному напряжению зенеровского пробоя

Стабилитроны

Суффикс «А» не изменяет параметров стабилитронов (то есть прибор 1N750A имеет те же параметры, что и 1N750).

.model D1N750 D (Is = 880.5E-1S Rs=.25 Ikf = 0 N=1 Xti = 3 Eg=1.11 Сjo = 175p M=.5516

+ Vj = .75 Fc= .5 Isr=1.859n Nr=2 Bv=4.7 Ibv=20.245m Nbv=1.6989

+ Ibv1 = 1.9556m Nbv1 = 14.976 Tbv1 = -21.277u)

Motorola pid=lN750 case=DO-35

39-9-18 gjg

Vz = [email protected] 20mA, [email protected], Zz=[email protected], Zz = [email protected]

Диоды с емкостью, зависящей от напряжения (варикапы)

Параметры в этой библиотеке моделей были получены из справочных данных для каждого компонента и задавались с использованием опции Parts.

.model MV2201 (Is=1.365p Rs = 1 Ikf = 0 N=1 Xti = 3 Eg=1.11 jo=14.93p M=.4261

+ Vj = .75 Fc =.5 Isr=16.02p Nr=2 Bv=2 Ibv=10u)

Motorola pid=MV2201 case=182-03

88-09-22 bam creation

Ключевые диоды

.model D1N4148 D(Is = 2.682n N = 1.836 Rs=.5664 Ikf = 44.17m Xti = 3 Eg=1.11

+Tt=11.54n)

Cjo=4p M=.3333 Vj=.5 Fc=.5 Isr=1.565n Nr=2 Bv=100 Ibv = 100u

.model MBD101 D(Is=192.1p Rs=.1 1kf=0 N=1 Xti=3 Eg=1.11 Сjo = 893.8f

+M=98.29m Vj = .75 Fc=.5 Isr=16.91n Nr=2 Bv=5 Ibv=10u)

Motorola pid=MBD101 case=182-03

88-09-22 bam creation

Мощные диоды

+.MODEL D1N4002 D (IS=14.11E-9 N=1.984 RS=33.89E-3 IKF=94.81 XTI = 3

+ EG=1.110 CJO=51.17E-12 M=.2762 VJ=.3905 FC=.5 ISR=100.0Е-12

+ NR=2 BV=100.1 IBV=10 TT=4.761E-6)

Библиотека параметров модели полевого транзистора

Ниже приведена сокращенная версия библиотеки моделей OrCAD для полевых транзисторов. Параметры в этой библиотеке моделей были получены из справочных данных для каждого компонента. Параметры для большинства компонентов задавались с использованием опции Parts.

.model J2N3819 NJF (Beta=1.304m Betatce=-.5 Rd=1 Rs=1 Lambda=2.25m Vto=-3

+ Vtotc = -2.5m Is=33.57f Isr=322.4f N=1 Nr=2 Xti = 3 Alpha=311.7

+ Vk=243.6 Cgd=1.6p M=.3622 Pb=1 Fc=.5 Cgs=2.414p Kf=9.882E-18

+ Af=1)

National pid=50 case=T092

88-08-01 run BVmin=25

.model J2N43 93 NJF(Beta=9.109m Betatce=-.5 Rd=1 Rs=1 Lambda=6m Vto=-1.422

+ Vtotc=-2.5m Is = 205.2f Isr=1.988p N=1 Nr = 2 Xti=3 Alpha=20.98u

+ Vk=123.7 Cgd=4.57p M=.4069 Pb=1 Fc=.5 Cgs=4.06p Kf=123E-18

+ Af = 1)

National pid=51 case=TO18

88-07-13 bam BVmin=40

Библиотека параметров моделей igbt-транзисторов

Параметры в этой библиотеке моделей были получены из справочных данных. Параметры этого компонента задавались с использованием программ Parts и Optimizer:

.MODEL IXGH40N60 NIGBT

+ TAU=287.56E-9

+ KP=50.034

+ AREA=37.500Е-6

+ AGD=18.750Е-6

+ VT=4.1822

+ KF=.36047

+ CGS = 31.942E-9

+ COXD = 53.188E-9

+ VTD=2.6570

Библиотека подсхем операционных усилителей

Ниже приведена сокращенная версия библиотеки моделей OrCAD для линейных подсхем ОУ.

Параметры в библиотеке ОУ были получены из справочных данных для каждого компонента. Используемая макромодель подобна ранее описанной [см. Boyle, Graeme, Barry Cohn, Donald Pederson, and James Solomon, 1974, Macromodeling of integrated circuit operational amplifiers, IEEE Journal of Solid-State Circuits SC-9, no. 6 (December)] Отличия от этой модели вызваны ограничениями, наложенными на выходной каскад. Он был изменен, чтобы уменьшить генерируемые токи для ограничения выходного напряжения и тока короткого замыкания. Параметры модели ОУ соответствуют комнатной температуре, температурные изменения в модели не отражаются. Этот библиотечный файл содержит модели для номинального устройства и не учитывает наихудший случай:

connections:  non-inverting input

              | inverting input

              | | positive power supply

              | | | negative power supply

              | | | | output

              | | | | |

.subckt LM324 1 2 3 4 5

c1 11 12 2.887E-12

c2 6 7 30.00E-12

dc 5 5 3 dx

de 54 5 dx

dip 90 91 dx

din 92 90 dx

dp 4 3 dx

egnd 99 0 poly(2)(3,0)(4,0) 0 .5 .5

fb 7 99 poly(5) vb vc ve vlp vln 0 21.22E6 -20E6 20E6 20E6 -20E6

ga 6 0 11 12 188.5E-6

gcm 0 6 10 99 59.61E-9

iee 3 10 dc 15.09E-6

hlim 90 0 vlim 1K

q1 11 2 13 qx

q2 12 1 14 qx

r2 6 9 100.0E3

rc1 4 11 5.305E3

rc2 4 12 5.305E3

re1 13 10 1.845E3

re2 14 10 1.845E3

rcc 10 99 13.25E6

ro1 8 5 50

ro2 7 99 25

rp 3 4 9.082E3

vb 9 0 dc 0

vc 3 53 dc 1.500

ve 54 4 dc 0.65

vlim 7 8 dc 0

vlp 91 0 dc 40

vln 0 92 dc 40

.model dx D(Is = 800.0E-18 Rs = 1)

.model qx PNP (Is = 800.0E-18 Bf = 166.7)

.ends

connections:  non-inverting input

              | inverting input

              | | positive power supply

              | | | negative power supply

              | | | | output

              | | | | |

.subckt uA741 1 2 3 4 5

c1 11 12 8.661E-12

c2 6 7 30.00E-12

dc 5 53 dx

de 54 5 dx