SPICE의 반도체 장치

SPICE(S 시뮬레이션 P 프로그램, 나 통합된 C ircuit E mphesis) 전자 시뮬레이션 프로그램은 반도체에 대한 회로 요소 및 모델을 제공합니다. SPICE 요소 이름은 d, q, j 또는 m으로 시작하며 각각 다이오드, BJT, JFET 및 MOSFET 요소에 해당합니다. 이러한 요소에는 해당 "모델"이 수반됩니다. 이러한 모델에는 장치를 설명하는 광범위한 매개변수 목록이 있습니다. 하지만 여기에 나열하지 않습니다. 이 섹션에서는 시작하기에 충분할 정도로 간단한 반도체용 스파이스 모델 목록을 제공합니다. 모델 및 광범위한 모델 매개변수 목록에 대한 자세한 내용은 Kuphaldt를 참조하십시오.[TRK] 이 참조에서는 SPICE 사용에 대한 지침도 제공합니다.

모델:

다이오드

다이오드: 다이오드 문은 "d"와 선택적 문자로 시작해야 하는 다이오드 요소 이름으로 시작합니다. 다이오드 요소 이름의 예로는 d1, d2, dtest, da, db, d101 등이 있습니다. 두 개의 노드 번호는 각각 다른 구성 요소에 대한 양극과 음극의 연결을 지정합니다. 노드 번호 뒤에 ".model" 문을 참조하는 모델 이름이 옵니다.

모델 설명 줄은 ".model"로 시작하고 그 뒤에 하나 이상의 다이오드 설명과 일치하는 모델 이름이 옵니다. 다음은 다이오드가 모델링되고 있음을 나타내는 "d"입니다. 모델 문의 나머지는 ParameterName=ParameterValue 형식의 선택적 다이오드 매개변수 목록입니다. 아래 예에는 아무 것도 표시되지 않습니다. 목록은 "다이오드" 참조를 참조하십시오.[TRK]

일반 형식:d[이름] [양극] [음극] [모델] .model [모델 이름] d ( [parmtr1=x] [parmtr2=y] . . .) 예:d1 1 2 mod1 .model mod1 d

특정 다이오드 부품 번호에 대한 모델은 종종 반도체 다이오드 제조업체에서 제공합니다. 이러한 모델에는 매개변수가 포함됩니다. 그렇지 않으면 매개변수의 기본값은 예와 같이 "기본값"으로 설정됩니다.

바이폴라 접합 트랜지스터(BJT)

BJT, 바이폴라 접합 트랜지스터: BJT 요소 설명은 연결된 회로 기호 지정 문자와 함께 "q"로 시작해야 하는 요소 이름으로 시작합니다(예:q1, q2, qa, qgood). BJT 노드 번호(연결)는 각각 컬렉터, 베이스, 에미터의 배선을 식별합니다. 노드 번호 뒤에 오는 모델 이름은 모델 문과 연결됩니다.

일반 형식:q[이름] [수집기] [베이스] [이미터] [모델] .model [모델 이름] [npn 또는 pnp] ([parmtr1=x] . . .) 예:q1 2 3 0 mod1 .model mod1 pnp 예:q2 7 8 9 q2n090 .model q2n090 npn ( bf=75 )

모델 문은 ".model"로 시작하고 그 뒤에 모델 이름이 오고 그 뒤에 "npn" 또는 "pnp" 중 하나가 옵니다. 매개변수의 선택적 목록은 다음과 같으며 줄 연속 기호 "+"와 더하기로 시작하는 몇 줄에 대해 계속될 수 있습니다. 위에 표시된 것은 가상의 q2n090 모델에 대해 75로 설정된 순방향 β 매개변수입니다. 자세한 트랜지스터 모델은 종종 반도체 제조업체에서 구할 수 있습니다.

전계 효과 트랜지스터(FET)

FET, 전계 효과 트랜지스터 전계 효과 트랜지스터 요소 설명은 일부 고유 문자(예:j101, j2b, jalpha 등)와 관련된 JFET에 대해 "j"로 시작하는 요소 이름으로 시작합니다. 노드 번호는 각각 드레인, 게이트 및 소스 단자에 대해 따릅니다. 노드 번호는 다른 회로 구성요소에 대한 연결을 정의합니다. 마지막으로 모델명은 사용할 JFET 모델을 나타냅니다.

일반 형식:j[이름] [드레인] [게이트] [소스] [모델] .model [모델 이름] [njf 또는 pjf] ( [parmtr1=x] . . .) 예:j1 2 3 0 mod1 .model mod1 pjf j3 4 5 0 mod2 .model mod2 njf ( vto=-4.0 )

JFET 모델 명령문에서 ".model"은 모델 이름을 사용하여 JFET 요소 명령문에 이 모델을 식별하기 위한 모델 이름입니다. 모델 이름 다음에 p-채널 또는 n-채널 JFET의 경우 각각 pjf 또는 njf가 있습니다. JFET 매개변수의 긴 목록이 뒤따를 수 있습니다. n-채널 JFET 모델에 대해 Vp, 핀치 오프 전압을 -4.0V로 설정하는 방법만 보여줍니다. 그렇지 않으면 이 vto 매개변수의 기본값은 n-채널 또는 p-채널 장치에 대해 각각 -2.5V 또는 2.5V입니다.

금속 산화물 전계 효과 트랜지스터(MOSFET)

MOSFET, 금속 산화물 전계 효과 트랜지스터 MOSFET 요소 이름은 "m"으로 시작해야 하며 요소 설명의 첫 번째 단어입니다. 다음은 각각 드레인, 게이트, 소스 및 기판에 대한 4개의 노드 번호입니다. 다음은 모델명입니다. 예에서 소스와 기판은 모두 동일한 노드 "0"에 연결되어 있습니다. 개별 MOSFET은 3개의 단자 장치로 패키징되며 소스와 기판은 동일한 물리적 단자입니다. 통합 MOSFET은 4개의 터미널 장치입니다. 기판은 네 번째 터미널입니다. 통합 MOSFET에는 소스와 별개로 동일한 기판을 공유하는 수많은 장치가 있을 수 있습니다. 그러나 소스는 여전히 공통 기판에 연결되어 있을 수 있습니다.

일반 형식:m[이름] [드레인] [게이트] [소스] [기판] [모델] .model [모델 이름] [nmos 또는 pmos] ( [parmtr1=x] ... ) 예:m1 2 3 0 0 mod1 m5 5 6 0 0 mod4 .model mod1 pmos .model mod4 nmos ( vto=1 )

MOSFET 모델 설명은 ".model"로 시작하고 그 뒤에 모델 이름이 오고 그 뒤에 "pmos" 또는 "nmos"가 옵니다. 선택적 MOSFET 모델 매개변수는 다음과 같습니다. 가능한 매개변수 목록은 깁니다. 자세한 내용은 5권 "MOSFET"을 참조하십시오. [TRK] MOSFET 제조업체는 자세한 모델을 제공합니다. 그렇지 않으면 기본값이 적용됩니다.

이 섹션에서는 최소한의 반도체 SPICE 정보를 제공합니다. 여기에 표시된 모델을 사용하면 기본 회로를 시뮬레이션할 수 있습니다. 특히, 이러한 모델은 고속 또는 고주파 작동을 설명하지 않습니다. 시뮬레이션은 5권 7장, "SPICE 사용..."에 나와 있습니다.

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