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zoom RSS LTspice bjt SGP model 2016/12/4編集

<<   作成日時 : 2016/12/01 10:21   >>

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SGPモデル?LTspiceの本とHelpを読んでいて、トランジスタのモデルに、SPICE Gummel-Poon (SGP) BJT ModelのLEVEL=2のパラメータが使える事を知りました。PSPICEやHSPICEでサポートしていることは知っていたのですが・・・
LTspice、スゴイ! 無償・無制限で、最新のVBICモデル記述も可能なようです。
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LEVEL=2のパラメータを使って、準飽和領域の部分をモデルに追加してみました。
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ちょっと作ってみた、SGPモデルのシミュレーション結果です。ただ単に記述しただけなので、実用にはなりませんが、2SC1815の流通モデルと比較してみます。
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流通モデルは、アーリー効果だけで近似しています。SGPモデルは、ベース領域のドーピング濃度に依存する準飽和領域が定義できます。
パラメータが増えるので、旧HP(Keysight)のIC-CAPでも使わないと、パラメータ決定までの繰り返しで嫌になります。
最初の結果を得る為のSPICEモデルは
*
.MODEL NPN NPN IS =3E-18 NF =1 BF =110 IKF=0.8
+ VAF=120 ISE=1E-16 NE =1.6
+ RCO=19 GAMMA=2E-9
+ NR =1 BR =81.5 IKR=33e-3 VAR=50 ISC=5e-12 NC =1.46
+ RB =10 RE =0.1 RC =5
+ CJC=14E-12 MJC=0.333 VJC=0.4 CJE=14E-12
+ TF =10E-9 TR =10e-9
*$

VAFは、120Vと、流通モデルの15倍以上にしてあります。ISやISEもかなり小さくしています。
(Vce<0の領域の逆方向βの応答が「ウザったかった」からです。)
hFEを合わせこんでいないので、縦軸は無視してください。さらに、RBとRCの値が大きすぎました。

このSGPモデルでは、RCOとGAMMAを設定してみました。

LEVEL=2を指定すると、RCOとGAMMAがエラーになり、無視されてしまいます。
元々、PSPICEとHSPICEは、LEVEL=2を指定しないと、拡張パラメータを使えなかったような記憶(随分昔ですが)があったのですが、LTspiceでは、RCOの値を「ゼロ」以外にするとGAMMA等を認識するようです。


ただし、今までのモデルに、LVEL=2だけを指定すると、面白い結果が得られます。ただし、IS等のダイオード系のパラメータがそのままでは、逆方向の特性がとんでもないことになります。(やってみる事をお勧めします)
注記追加:LTspiceでは、LEVEL=2が使えないようです。Helpでは、LVELの指定は、4=9=VBICモデル、504は、MEXTRAM(フェアチャイルド社のモデル)の2つが使えるようです。ただし、VBICモデルを完全にサポートしているのでは無いようで、全てのパラメータを指定するとエラーが出ます。ですから、LEVEL=2を指定しないでください。

SGPモデルだけで、準飽和領域を記述するのは、結構難しいのも事実です。そのために、VBICのような新しいモデルが考案されていますが、一般に普及しているとは言えません。それ以前に、拡張パラメータを使ったモデル自体が少ないので、解説記事自体も見かけません。してみると、有償でSPICEモデルを購入している人たちでも、モデルを使いこなしている人がどれだけいるのかと言うと、ちょっと心配です。

私は、SPICE(3f5ベース)が、もっと便利に使えるようになりたいです。

今回、Helpを読み直すことが、LTspiceに移行する良い動機になりました。

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