OrCAD PSpice. Анализ электрических цепей
Шрифт:
Рис. D.4. Модель МОП-транзистора
Q — биполярный транзистор
Q<имя> <узел коллектора> <узел базы> <узел эмиттера> <[узел подложки]> <имя модели> [площадь]
| Имя параметра | Параметр | Значения по умолчанию | Единицы |
|---|---|---|---|
| IS | Ток насыщения pn– перехода | 1Е-16 | А |
| BF | Максимальный прямой коэффициент усиления для идеального транзистора | 100 | |
| NF | Коэффициент эмиссии тока при прямом смещении | 1 | |
| VAF(VA) | Напряжение Эрли при прямом смещении | Бесконечно большое | В |
| ISE (C2) | Ток насыщения утечки перехода база-эмиттер | 0 | А |
| IKF (IK) | Ток, соответствующий перегибу в зависимости коэффициента усиления от тока коллектора | Бесконечно большое | А |
| NE | Коэффициент неидеальности перехода база-эмиттер | 1,5 | |
| BR | Максимальный коэффициент усиления для идеального транзистора в инверсном режиме | 1 | |
| NR | Коэффициент неидеальности в инверсном режиме | 1 | |
| VAR (VB) | Напряжение Эрли в инверсном режиме | Бесконечно большое | В |
| IKR | Ток, соответствующий точке перегиба в зависимости коэффициента усиления от тока коллектора | Бесконечно большое | А |
| ISC (C4) | Ток насыщения утечки перехода база-коллектор | 0 | А |
| NC | Коэффициент неидеальности коллекторного перехода | 2,0 | |
| RB | Объемное сопротивление базы при нулевом смещении (максимальное) | 0 | Ом |
| RBM | Минимальное сопротивление базы | RB | Ом |
| RE | Омическое сопротивление эмиттера | 0 | Ом |
| RC | Омическое сопротивление коллектора | 0 | Ом |
| CJE | Емкость перехода база-эмиттер при нулевом смещении | 0 | Ф |
| VJE(PE) | Контактная разность потенциалов перехода база-эмиттер | 0,75 | В |
| MJE(ME) | Градиентный коэффициент перехода база-эмиттер | 0,33 | |
| CJC | Емкость перехода база-коллектор при нулевом смещении | 0 | Ф |
| VJC | Контактная разность потенциалов перехода база-коллектор | 0,75 | В |
| MJC (МС) | Градиентный коэффициент перехода база-коллектор | 0,33 | |
| XCJC | Доля Cbc, связанная с Rb | 1 | |
| CJS | Емкость перехода коллектор-подложка при нулевом смещении | 0 | Ф |
| VJS(PS) | Контактная разность потенциалов перехода коллектор-подложка | 0,75 | |
| MJS (MS) | Градиентный коэффициент перехода коллектор-подложка | 0 | |
| FC | Коэффициент конденсатора истощения прямого смещения | 0,5 | |
| TF | Прямое время пролета для идеального транзистора | 0 | с |
| XTF | Коэффициент для времени пролета | 0 | |
| VTF | Напряжение, характеризующее зависимость времени пролета от Vbc | Бесконечно большое | В |
| ITF | Ток, характеризующий зависимость времени пролета от Vbc | 0 | А |
| PTF | Дополнительный сдвиг фазы при частоте I/(2πTF) Гц | 0 | ° |
| TR | Время обратного пролета для идеального транзистора | 0 | с |
| EG | Напряжение ширины запрещенной зоны (высота барьера) | 1,11 | эВ |
| XTB | Температурный коэффициент для BF и BR | 0 | |
| XTI | Температурный коэффициент для IS | 3 | |
| KF | Коэффициент спектральной плотности фликкер-шума | 0 | |
| AF | Показатель спектральной плотности фликкер-шума | 1 |
BJT, что видно из рис. D.5, смоделирован как встроенный транзистор с омическим сопротивлением RC, включенным последовательно с коллектором, с переменным сопротивлением последовательно с базой и омическим сопротивлением RE последовательно с эмиттером. Узел подложки не обязателен, по умолчанию он заземляется, если не оговаривается другое соединение.
Рис. D.5. Модель полевого транзистора BJT
R — резистор
R<name> <+узел> <-узел> [имя модели] <значение>
| Имя параметра | Параметр | Значения по умолчанию | Единицы |
|---|---|---|---|
| R | Множитель для определения сопротивления | 1 | |
| TCI | Линейный температурный коэффициент | 0 | °С |
| ТС2 | Квадратичный температурный коэффициент | 0 | °C |
| ТСЕ | Экспоненциальный температурный коэффициент | 0 | %°C |
Если [имя модели] включено в директиву, а ТСЕ не определен, то сопротивление вычисляется по формуле
<значение> R(1 + TC1(Т – Tnom) + ТС2(Т – Tnom)²), где Tnom — номинальная температура.
Если же [имя модели] включено в директиву и определен параметр ТСЕ, то сопротивление вычисляется по другой формуле
<значение> R·1,01TCE(T – Tnom)
S — Ключ, управляемый напряжением
S[имя] <+узел ключа> < -узел ключа> <+узел управления> <-узел управления> <имя модели>
| Имя параметра | Параметр | Значения по умолчанию | Единицы |
|---|---|---|---|
| RON | Сопротивление во включенном состоянии | 1 | Ом |
| ROFF | Сопротивление в выключенном состоянии | 1Е6 | Ом |
| VON | Управляющее напряжение при включении | 1 | В |
| VOFF | Управляющее напряжение при выключении | 0 | В |
Обратите внимание на то, что сопротивление при переключениях плавно изменяется от значения RON до значения ROFF или обратно.
Т - линия передачи
Т[имя] <+узел порта А> <-узел порта А> <+узел порта В> <-узел порта В> <ZO = значение> [ТО = значение] [F= значение] [NL = значение]
ZO — характеристическое сопротивление, F частота и NL — относительная длина волны со значением по умолчанию 0,25 (следовательно F в 4 раза больше f).
Линия передачи, как показано на рис. D.6, моделируется как двунаправленная линия задержки с двумя портами: портом А с узлами 1 и 2, находящимся слева, и портом В с узлами 3 и 4, находящимся справа.
Рис. D.6. Модели линии передачи
V — независимый источник напряжения
V[имя] <+узел> <-узел> [[DC] <значение>] [АС<значение> [фаза] [спецификация формы напряжения]
Если имеется [спецификация формы напряжения] она должна быть одной из следующих: EXP, PULSE, PWL, SFFM или SIN.
W — переключатель, управляемый током
W<имя> <+узел ключа> <-узел ключа> <имя управляющего источника V> <имя модели>
| Имя параметра | Параметр | Значения по умолчанию | Единицы |
|---|---|---|---|
| RON | Сопротивление во включенном состоянии | 1 | Ом |
| ROFF | Сопротивление в выключенном состоянии | 1Е6 | Ом |
| VON | Управляющий ток при включении | 0,001 | А |
| VOFF | Управляющий ток при выключении | 0 | А |
Обратите внимание на то, что сопротивление при переключениях плавно изменяется от значения RON до значения ROFF или обратно.
X — вызов подсхемы
X<имя> [<узел>] * <имя подсхемы> [PARAMS:<параметру = <значение> *>]
При вызове должны быть указаны те же номера узлов, что и при определении подсхемы.
Приложение E. Стандартные библиотеки компонентов PSpice
Это приложение содержит сокращенную версию стандартной библиотеки компонентов OrCAD PSpice, в которую частично включены библиотеки компонентов различных типов. Ниже приведен перечень компонентов, включенных в эту библиотеку:
| Имя компонента | Тип компонента |
|---|---|
| Q2N2222 | Биполярный NPN-транзистор |
| Q2N2907A | Биполярный PNP-транзистор |
| Q2N3904 | Биполярный NPN-транзистор |
| Q2N3906 | Биполярный PNP-транзистор |
| D1N750 | Стабилитрон (зенеровский диод) |
| MV2201 | Диод с емкостью, управляемой напряжением |
| D1N4002 | Мощный диод |
| D1N4148 | Ключевой диод |
| MBD101 | Ключевой диод |
| J2N3819 | N-канальный полевой транзистор |
| J2N4393 | N-канальный полевой транзистор |
| IXGH40N60 | N-канальный IGBT-транзистор |
| LM324 | Линейный операционный усилитель |
| LF411 | Линейный операционный усилитель |
| UA741 | Линейный операционный усилитель |
| LM111 | Компаратор напряжения |
| K3019PL_3C8 | Ферритовый магнитопровод |
| К502Т300_3С8 | Ферритовый магнитопровод |
| К528Т50 (L3C8) | Ферритовый магнитопровод |
| KRM8PL_3C8 | Ферритовый магнитопровод |
| IRF150 | Мощный полевой транзистор МОП N-типа |
| IRF9140 | Мощный полевой транзистор МОП Р-типа |
| PAL20RP4B | Программируемое логическое устройство |
| A4N25 | Оптопара |
| 2N5444 | Кремниевый управляемый выпрямитель |
| 555D | таймер 555 |
| P/L2C | Сдвоенная, однородная, сосредоточенная T– образная линия передачи |
| P/L2C_A | Соединенный, неоднородная, сосредоточенная Т-образная линия передачи |
| P/LS | Одиночная, сосредоточенная линия передачи |
| Р/T2С | Сдвоенная, однородная, распределенная линия передачи |
| Р/Т2С_А | Сдвоенная, неоднородная, распределенная (асимметричная) линия передачи |
| P/TS | Одиночная, распределенная линия передачи |
| 54152А | Мультиплексор/селектор данных 8-1 |
| 7400 | Четыре 2-входовых положительных И-НЕ |
| 7401 | Четыре 2-входовых положительных И-НЕ с открытым коллектором |
| 7402 | Четыре 2-входовых положительных ИЛИ-НЕ |
| 7403 | Четыре 2-входовых положительных И-НЕ с открытым коллектором |
| 7404 | Шесть инверторов |
| 7405 | Шесть инверторов с открытым коллектором |
| 7406 | Шесть инверторов буферов/драйверов с высоковольтными выходами и открытым коллектором |
| 7407 | Шесть буфер/драйверов с высоковольтными выводами и открытыми коллекторами |
| 7408 | Четыре 2-входовых положительных И |
| 7409 | Четыре 2-входовых положительных И с выходами с открытым коллектором |
| 7410 | Три 3-входовых положительных И-НЕ |
| 74100 | 8-разрядный бистабильный триггер-защелка |
| 74107 | Два J-K-триггера с очисткой |
| 74109 | Два J-K-триггера с запуском положительных фронтом |
| 7411 | Три 3-входовых положительных И |
| 74S11 | Три 3-входовых положительных И ТТЛ серии S |
| 74110 | Ведущий/ведомый J-K-триггер со схемой И на входе и захватом данных |
| 74111 | Двойной ведущий/ведомый J-K-триггер с захватом данных |
| 7412 | Три 3-входовых положительных И-НЕ с открытым коллектором |
| 74121 | Неперезапускаемый моностабильный мультивибратор с триггером Шмитта на входе |
| 74122 | Перезапускаемый моностабильный мультивибратор |
| 74123 | Перезапускаемый моностабильный мультивибратор |
| 74125 | Четыре буфера шины с тремя состояниями выходов |
| 74126 | Четыре буфера шины с тремя состояниями выходов |
| 74128 | Драйверы линейных усилителей |
| 7413 | Две 4-входовые схемы И-НЕ с триггером Шмитта |
| 74132 | Четыре 2-входовые схемы И-НЕ с триггером Шмитта |
| 74136 | Четыре 2-входовые схемы исключающего ИЛИ с открытым коллектором |
| 7414 | Шесть инверторов с триггерами Шмитта |
| 74147 | Приоритетный шифратор из 10 в 4 |
| 74148 | Приоритетный шифратор из 8 в 3 |
| 74151А | Мультиплексор/селектор данных из 8 в 1 |
| 74153 | Два мультиплексора/селектора данных из 4 в 1 |
| 74154 | Дешифратор/демультиплексор из 4 в 16 |
| 74155 | Дешифратор/демультиплексор из 2 в 4 |
| 74156 | Дешифратор/демультиплексор из 2 в 4 с открытыми коллекторами |
| 74157 | Четыре мультиплексора/селектора данных из 2 в 1 |
| 74159 | Дешифратор/демультиплексор из 4 в 16 с открытыми коллекторами |
| 7416 | Шесть инверторов буфер/драйверов с высоковольтными выводами и открытыми коллекторами |
| 74160 | Синхронные 4-разрядные десятичные счетчики с асинхронной очисткой |
| 74161 | Синхронные 4-разрядные двоичные счетчики с прямой очисткой |
| 74162 | Синхронные 4-разрядные двоичные счетчики с синхронной очисткой |
| 74163 | Синхронные 4-разрядные двоичные счетчики |
| 74164 | 8-разрядные регистры с последовательным сдвигом и параллельными выходами |
| 7417 | Шесть буферов/драйверов с высоковольтными открытыми коллекторами |
| 74173 | Регистр D-типа 4-разрядный с тремя состояниями выхода |
| 74174 | Шесть D-триггеров с очисткой |
| 74175 | Четыре D-триггера с очисткой |
| 74176 | Десятичный и двоичный счетчик/защелка с предустановкой на 35 МГц |
| 74177 | Десятичный и двоичный счетчик/защелка с предустановкой на 35 МГц |
| 74178 | 4-разрядный сдвиговый регистр с параллельным доступом |
| 74179 | 4-разрядный сдвиговый регистр с параллельным доступом |
| 74181 | Генератор с функциями АЛУ |
| 74182 | Генератор ускоренного переноса |
| 74184 | Преобразователь двоично-десятичного кода в двоичный |
| 74185А | Преобразователь двоичного кода в двоично-десятичный |
| 74194 | 4-разрядный двунаправленный универсальный сдвиговый регистр |
| 74195 | 4-разрядный сдвиговый регистр с параллельным доступом |
| 74196 | 4-разрядный десятичный счетчик/защелка с предустановкой |
| 74197 | 4-разрядный двоичный счетчик/защелка с предустановкой |
| 7420 | Две 4-входовые схемы И-НЕ |
| 7422 | Две 4-входовые схемы И-НЕ с открытыми коллекторами |
| 7423 | Две 4-входовых схемы ИЛИ-НЕ со стробированием |
| 74246 | Декодер/драйвер двоично-десятичного кода в сигнал 7-сегментного индикатора с открытыми коллекторами |
| 74248 | Декодер/драйвер двоично-десятичного кода в сигнал 7-сегментного индикатора с встроенными «подтягивающими» резисторами (pullup) |
| 74249 | Декодер/драйвер двоично-десятичного кода в сигнал 7-сегментного индикатора с открытыми коллекторами |
| 7425 | Две 4-входовые схемы ИЛИ-HE со стробированием |
| 74251 | Мультиплексор/селектор данных из 8 в 1 с тремя состояниями выходов |
| 74259 | 8-разрядный адресуемый регистр-защелка |
| 7426 | И-НЕ для высоковольтного интерфейса |
| 74265 | Четыре элемента с комплементарными выходами |
| 7427 | Три 3-входовые схемы ИЛИ-НЕ |
| 74273 | Восемь D-триггеров с очисткой, запускаемых по фронту |
| 74276 | Четыре JK-триггера |
| 74278 | 4-разрядный каскадируемый приоритетный регистр |
| 74279 | Четыре защелки SBAR-RBAR |
| 7428 | Четыре 2-входовые буфера ИЛИ-НЕ |
| 74283 | Полный 4-разрядный двоичный сумматор с быстрым переносом |
| 74290 | 4-разрядный десятичный счетчик, асинхронный |
| 74293 | 4-разрядный двоичный счетчик, асинхронный |
| 74298 | Четыре 2-входовых мультиплексора с запоминанием |
| 7430 | 8-входовая схема И-НЕ |
| 7432 | Четыре 2-входовых схемы ИЛИ |
| 7433 | Четыре 2-входовых буфера ИЛИ-НЕ с открытыми коллекторами |
| 74351 | Два селектора данных/мультиплексора с тремя состояниями выходов |
| 74365А | Шесть драйверов линии с тремя состояниями выходов |
| 74366А | Шесть драйверов линии с тремя состояниями выходов |
| 74367А | Шесть драйверов линии с тремя состояниями выходов |
| 74368А | Шесть драйверов линии с тремя состояниями выходов |
| 7437 | Четыре 2-входовых буфера И-НЕ |
| 74376 | Четыре JK-тригера |
| 7438 | Четыре 2-входовых буфера И-НЕ с открытыми коллекторами |
| 7439 | Четыре 2-входовых буфера И-НЕ с открытыми коллекторами |
| 74390 | 4-разрядный десятичный счетчик, асинхронный |
| 74393 | 4-разрядный двоичный счетчик, асинхронный |
| 7440 | Два 4-входовых буфера И-НЕ |
| 74425 | Четыре буфера шины с тремя состояниями выходов |
| 74426 | Четыре буфера шины с тремя состояниями выходов |
| 7442А | Дешифратор двоично-десятичный.десятичный из 4 в 10 |
| 7443А | Дешифратор Excess-3 кода в десятичный код из 4 в 10 линий |
| 7444А | Дешифратор из кода Грея в десятичный 4-10 линий |
| 7445 | Дешифратор/драйвер из двоично-десятичного в десятичный код с открытыми коллекторами |
| 7446А | Дешифратор/драйвер из двоично-десятичного в код 7-сегментного индикатора с открытыми коллекторами |
| 7448 | Дешифратор/драйвер из двоично-десятичного в код 7-сегментного индикатора со встроенными «подтягивающими» (pullup) резисторами |
| 7449 | Дешифратор/драйвер из двоично-десятичного в код 7-сегментного индикатора с открытыми коллекторами |
| 74490 | 4-разрядный десятичный счетчик, асинхронный |
| 7450 | Два 2-wide 2-входовых И-ИЛИ-НЕ |
| 7451 | И-ИЛИ-НЕ |
| 7453 | Расширяемый 4-wide И-ИЛИ-НЕ |
| 7454 | 4-wide И-ИЛИ-НЕ |
| 7460 | Два 4-входовых расширителя |
| 7470 | Запускаемый фронтом JK-триггер с предустановкой, очисткой и схемой И на входе |
| 7472 | Ведущий-ведомый JK-триггер с предустановкой, очисткой и схемой И на входе |
| 7473 | Два JK-триггера с очисткой |
| 7474 | Два запускаемых фронтом D-триггера с предустановкой |
| 7475 | 4-разрядная бистабильная защелка (два 2-разрядных общих таймера и 4-разрядная бистабильная защелка) |
| 7476 | Два JK-триггера с предустановкой и очисткой |
| 7477 | 4-разрядная бистабильная защелка |
| 7482 | 2-разрядный двоичный полный сумматор |
| 7483А | 4-разрядный двоичный полный сумматор с быстрым переносом |
| 7485 | 4-разрядный компаратор чисел |
| 7486 | Четыре 2-входовых исключающих ИЛИ |
| 7491А | 8-разрядный сдвиговый регистр |
| 7492А | Счетчик, делящий на 12, 4-разрядный, асинхронный |
| 7493А | Счетчик двоичный 4-разрядный, асинхронный |
| 7494 | 4-разрядный сдвиговый регистр |
| 7495А | 8-разрядный параллельный сдвиговый регистр |
| 7496 | 8-разрядный последовательный сдвиговый регистр с параллельным выходом |
Библиотека параметров моделей биполярных транзисторов
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 |
Поделиться с друзьями: