中心議題：

• 計算機仿真
• 參數建模法
• 子電路建模法

解決方案：

• 直接通過研究器件資料得到所需參數的數值，生成庫文件
• 單元電路和集成電路新產品，由用戶自己創建子電路的網格表轉化庫文件

計算機仿真具有效率高、精度高
、可靠性高和成本低等特點，已被廣泛應用於電力電子電路(或係統)defenxihesheji。jisuanjifangzhenbujinkeyiqudaixitongxuduofansuoderengongfenxi，jianqinglaodongqiangdu，tigaofenxiheshejinengli，haikeyiduidianlujinxingyouhuahegaijin，zuidaxiandudijiangdishejichengben

，suoduanxitongyanfazhouqi。

danzhexieyoudiandoushijiyuyuanqijianmoxing，dianludeshuxuehuazhuyaoshiyuanqijiandemoxinghua
，keyishuomeiyoumoxinghuajiumeiyoudianludefangzhenfenxi。jiandandeyuanqijian，biru，dianzu、電容和電感等，隻需要一個或幾個參數就可以描述其電學性能。而各類半導體和集成器件，則需用很多參數來描述較複雜的建模過程。

目前各種仿真工具zhongdouzidaihenduochangyongdeyuanqijianmoxing
，danshizidaimoxingkuyongyuangenbushangdianziyuanqijiandegengxinsudu。zhelizhenduijianmodezhongyaoxinghebiyaoxing
，yanjiudangqianliuxingdedianzidianlufangzhengongjudedianziyuanqijianmoxing，tichuliangzhongjianmofangfa：參數建模法和子電路建模法。

參數建模法

參(can)數(shu)建(jian)模(mo)法(fa)主(zhu)要(yao)是(shi)針(zhen)對(dui)加(jia)工(gong)工(gong)藝(yi)相(xiang)同(tong)的(de)一(yi)類(lei)半(ban)導(dao)體(ti)器(qi)件(jian)提(ti)出(chu)的(de)
，其(qi)工(gong)作(zuo)過(guo)程(cheng)是(shi)先(xian)利(li)用(yong)物(wu)理(li)法(fa)或(huo)黑(hei)箱(xiang)法(fa)構(gou)建(jian)出(chu)不(bu)同(tong)複(fu)雜(za)程(cheng)度(du)的(de)等(deng)效(xiao)電(dian)路(lu)，然(ran)後(hou)通(tong)過(guo)公(gong)式(shi)演(yan)算(suan)，得(de)出(chu)這(zhe)類(lei)半(ban)導(dao)體(ti)器(qi)件(jian)的(de)參(can)數(shu)。在(zai)使(shi)用(yong)過(guo)程(cheng)中(zhong)，若(ruo)遇(yu)到(dao)該(gai)類(lei)器(qi)件(jian)
，就(jiu)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)直(zhi)接(jie)設(she)置(zhi)參(can)數(shu)值(zhi)實(shi)現(xian)不(bu)同(tong)型(xing)號(hao)元(yuan)器(qi)件(jian)的(de)建(jian)模(mo)，從(cong)而(er)省(sheng)去(qu)重(zhong)複(fu)構(gou)建(jian)等(deng)效(xiao)電(dian)路(lu)和(he)繁(fan)瑣(suo)的(de)方(fang)程(cheng)式(shi)推(tui)導(dao)過(guo)程(cheng)。

下麵以N溝道MOS(metal-oxidesemiconductor)晶體管為例說明等效電路與參數之間的關係。典型的N溝道MOS晶體管組成示意圖如圖1所示。
                           

設置柵極寬度為W，有效柵極長度為L
，柵極下氧化層的厚度為tOX。MOS管的特性方程為：

式中，COX是每單位麵積的柵極電容。Vth為柵極-源極間的閾值電壓。
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當VDS增加時
，ID上升
，直到溝道的漏極末端夾斷，ID不再上升。這種夾斷發生在VDS=VGS-Vth時。因此工作區MOS管的特性方程可簡化為：


通過式(2)得到如圖2所示的MOS晶體管等效電路
，其中壓控電流源gmVgs是模型中最重要的部分，晶體管的跨導gm定義為：

將式(2)代入式(3)，可得出：


圖2中，gsVs表示第2個壓控電流源，模擬漏極電流id上的體效應。當源極與地相連時
，或其電壓不變化時，此電流源可忽略。當體效應不能忽略時，則有：
          

式中，γ是體效應參數，|2φF|為表麵反轉電勢。圖2中，電阻rds表示有限輸出阻抗
，模擬溝道長度調節和漏極電流因Vds改變而引起的效應，由式(1)可得：


圖2中，電容的求解過程參見參考文獻[1]
，以下給出結果：


Cgs是最大電容
，需要較高精確度時可表示為：

LD是重疊區的距離。
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第2大電容Csb表示為：式中
，As是源極的結麵積，Ps是源極的結周長，不包括與溝道相鄰的一邊，Cj-sw表示0V偏置下的側壁電容。

（Cj0偏置下的耗盡結電容)。
Cgd稱為密勒電容，其值為：Cgd=WCoxLD。

源極主體電容Cdb表示為：Cdb=C''''''''''''''''db+Cd-sw=AdCjd+PdCj-sw,其中，Ad是漏極的結麵積，Pd是不包括與柵極相鄰部分的結周長


在仿真工具中建模，可指定如表1所示參數，係統自動根據上述計算式確定等效電路參數，從而完成該器件的建模。
            

在pspice中仿真得到預期結果
，如圖4所示。
               

可(ke)見(jian)參(can)數(shu)建(jian)模(mo)法(fa)省(sheng)去(qu)了(le)構(gou)建(jian)等(deng)效(xiao)電(dian)路(lu)的(de)過(guo)程(cheng)，隻(zhi)需(xu)通(tong)過(guo)廠(chang)商(shang)提(ti)供(gong)的(de)器(qi)件(jian)特(te)性(xing)參(can)數(shu)就(jiu)可(ke)以(yi)直(zhi)接(jie)建(jian)模(mo)。但(dan)該(gai)方(fang)法(fa)隻(zhi)適(shi)用(yong)於(yu)固(gu)定(ding)結(jie)構(gou)的(de)半(ban)導(dao)體(ti)器(qi)件(jian)。

                    
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子電路建模法

隨sui著zhe電dian子zi器qi件jian的de不bu斷duan更geng新xin，單dan純chun依yi靠kao修xiu改gai參can數shu值zhi進jin行xing建jian模mo已yi經jing遠yuan遠yuan不bu能neng滿man足zu現xian在zai電dian子zi電dian路lu仿fang真zhen的de需xu求qiu。針zhen對dui常chang用yong電dian路lu單dan元yuan和he集ji成cheng電dian路lu新xin產chan品pin
，本ben文wen提ti出chu一yi種zhong為wei新xin產chan品pin建jian立li一yi個ge子zi電dian路lu模mo型xing的de方fang法fa
，並bing將jiang該gai模mo型xing作zuo為wei一yi個ge器qi件jian添tian加jia到dao仿fang真zhen軟ruan件jian的de模mo型xing庫ku，在zai仿fang真zhen電dian路lu時shi用yong戶hu可ke以yi像xiang調tiao用yong自zi帶dai庫ku一yi樣yang直zhi接jie使shi用yong該gai模mo型xing。

將此種的文本文件存為．lib的後綴名後，通過ModelEditor工具將該文件與器件符號聯係在一起，就可以使用在電路仿真中。圖5為AD648C的簡單運用電路，從圖6瞬態分析結果可知建模正確。



對dui於yu前qian麵mian所suo述shu的de器qi件jian內nei部bu全quan部bu子zi電dian路lu建jian模mo法fa，很hen多duo時shi候hou並bing不bu能neng如ru此ci具ju體ti的de了le解jie一yi個ge器qi件jian內nei部bu的de所suo有you結jie構gou
，這zhe種zhong情qing況kuang下xia隻zhi能neng通tong過guo模mo擬ni器qi件jian行xing為wei建jian模mo。直zhi接jie在zai子zi電dian路lu中zhong用yong運yun算suan函han數shu代dai替ti電dian路lu本ben身shen。
對高壓開關穩壓器MC33363進行以下的子電路連接網格表：



語句GSUPP34VALUE={IF(V(33)<3．5，250U，3．5M)}，表示節點33和節點3
、4之間連接的模塊實現當輸入端33節點的電壓小於3．5V時，輸出端節點3和節點4之間的電壓為250μF，否則為3．5mV。該網格表使用到的EVALUE和GVALUE器件是將輸出量和輸入量之間運算函數關係用語句表示。EVALUE和GVALUE稱為模擬行為模型(ABM)器件，除了這兩個外還有：*SUM、*MULT
、*TABLE、ABS、LOG等
，帶有“*”符號的元器件，有E、G兩種類型。使用ABM器件可省去實現這些換算的電路，簡化子電路建模的工作量。

電路原理圖仿真的最大瓶頸在於電子器件的建模，針對這一難點給出兩種方法：一種是對於已經參數化的典型半導體器件
，可以直接通過研究器件資料得到所需參數的數值
，生成庫文件：另ling一yi種zhong是shi針zhen對dui一yi些xie單dan元yuan電dian路lu和he集ji成cheng電dian路lu新xin產chan品pin，由you用yong戶hu自zi己ji創chuang建jian子zi電dian路lu的de網wang格ge表biao

，再zai轉zhuan化hua為wei庫ku文wen件jian。實shi驗yan證zheng明ming這zhe兩liang種zhong方fang法fa都dou是shi行xing之zhi有you效xiao的de。