SPICE 반도체 소자 모델링 종합 가이드

SPICE (Simulation Program, Integrated Circuit Emphesis) 전자 시뮬레이션 프로그램은 반도체용 회로 소자와 모델을 제공합니다. d, q, j, m으로 시작하는 SPICE 소자 이름은 각각 다이오드, BJT, JFET, MOSFET 소자에 대응합니다. 이들 소자는 해당 "모델"과 함께 제공되며, 이 모델들은 소자를 기술하는 광범위한 파라미터 리스트를 가집니다. 여기서는 모두 나열하지 않습니다. 이 섹션에서는 반도체용 간단한 SPICE 모델을 매우 간략히 나열하여 시작하는 데 충분한 정도만 제공합니다. 모델과 광범위한 모델 파라미터에 대한 자세한 내용은 Kuphaldt[TRK] 참조. 이 참고자료는 SPICE 사용 지침도 제공합니다.

모델:

다이오드

다이오드: 다이오드 문은 "d"로 시작해야 하는 다이오드 소자 이름과 선택적 문자로 시작합니다. 예: d1, d2, dtest, da, db, d101 등. 두 노드 번호는 애노드와 캐소드의 연결을 각각 다른 구성요소에 지정합니다. 노드 번호 뒤에는 ".model" 문을 참조하는 모델 이름이 옵니다.

모델 문은 ".model"로 시작하며, 하나 이상의 다이오드 문과 매칭되는 모델 이름이 옵니다. 다음은 다이오드가 모델링됨을 나타내는 "d"입니다. 모델 문의 나머지 부분은 ParameterName=ParameterValue 형태의 선택적 다이오드 파라미터 리스트입니다. 아래 예에는 없음. 리스트는 참조 "diodes"[TRK] 참조.

일반 형식: d[name] [anode] [cathode] [model] .model [modelname] d ( [parmtr1=x] [parmtr2=y] . . .) 예: d1 1 2 mod1 .model mod1 d

특정 다이오드 부품 번호용 모델은 종종 반도체 다이오드 제조사에서 제공됩니다. 이 모델들은 파라미터를 포함합니다. 그렇지 않으면, 예시처럼 소위 "기본값"으로 기본 설정됩니다.

양극성 접합 트랜지스터(BJT)

BJT, 양극성 접합 트랜지스터: BJT 소자 문은 "q"로 시작해야 하는 소자 이름과 연관된 회로 기호 지정 문자로 시작, 예: q1, q2, qa, qgood. BJT 노드 번호(연결)는 컬렉터, 베이스, 이미터 순으로 배선을 식별합니다. 노드 번호 다음의 모델 이름은 모델 문과 연관됩니다.

일반 형식: q[name] [collector] [base] [emitter] [model] .model [modelname] [npn or 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 시작, 모델 이름, "npn" 또는 "pnp" 중 하나. 선택적 파라미터 리스트가 따르며, 줄 연속 기호 "+"로 몇 줄 계속될 수 있음. 위에는 가상의 q2n090 모델에 대한 순방향 β 파라미터가 75로 설정된 예시. 상세 트랜지스터 모델은 종종 반도체 제조사에서 제공.

전계효과 트랜지스터(FET)

FET, 전계효과 트랜지스터 FET 소자 문은 JFET용 "j"로 시작하는 소자 이름과 고유 문자로 시작, 예: j101, j2b, jalpha 등. 노드 번호는 드레인, 게이트, 소스 단자 순으로 따름. 노드 번호는 다른 회로 구성요소와의 연결을 정의. 마지막으로 모델 이름은 사용할 JFET 모델을 나타냄.

일반 형식: j[name] [drain] [gate] [source] [model] .model [modelname] [njf or 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 문의 ".model"은 이 모델을 사용하는 JFET 소자 문에 식별하기 위한 모델 이름이 따름. 모델 이름 다음은 p-채널 또는 n-채널 JFET용 각각 pjf 또는 njf. 긴 JFET 파라미터 리스트가 따를 수 있음. n-채널 JFET 모델에 대해 Vp, 핀치오프 전압을 -4.0V로 설정하는 방법만 표시. 그렇지 않으면 이 vto 파라미터는 n-채널 또는 p-채널 소자에 대해 각각 -2.5V 또는 2.5V로 기본 설정.

금속 산화막 전계효과 트랜지스터(MOSFET)

MOSFET, 금속 산화막 전계효과 트랜지스터 MOSFET 소자 이름은 "m"으로 시작해야 하며, 소자 문의 첫 단어입니다. 다음은 드레인, 게이트, 소스, 서브스트레이트 순으로 네 노드 번호. 다음은 모델 이름. 예에서 소스와 서브스트레이트가 모두 같은 노드 "0"에 연결됨에 유의. 이산 MOSFET은 3단자 소자로 패키징되며, 소스와 서브스트레이트는 같은 물리적 단자. 집적 MOSFET은 4단자 소자; 서브스트레이트는 네 번째 단자. 집적 MOSFET은 같은 서브스트레이트를 공유하는 수많은 소자를 가질 수 있으며, 소스와는 분리됨. 다만, 소스는 여전히 공통 서브스트레이트에 연결될 수 있음.

일반 형식: m[name] [drain] [gate] [source] [substrate] [model] .model [modelname] [nmos or 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 문은 ".model"로 시작, 모델 이름, "pmos" 또는 "nmos" 중 하나. 선택적 MOSFET 모델 파라미터가 따름. 가능한 파라미터 리스트는 깁니다. Volume 5, "MOSFET" 참조. [TRK] MOSFET 제조사가 상세 모델 제공. 그렇지 않으면 기본값 적용.

이 섹션에서는 최소한의 반도체 SPICE 정보를 제공합니다. 여기에 표시된 모델은 기본 회로 시뮬레이션을 허용합니다. 특히, 이 모델들은 고속 또는 고주파 동작을 고려하지 않습니다. 시뮬레이션은 Volume 5 Chapter 7, "Using SPICE ..."에 표시.

검토:

• 반도체는 SPICE로 컴퓨터 시뮬레이션 가능.
• SPICE는 다이오드, BJT, JFET, MOSFET용 소자 문과 모델 제공.