具有片线性 BAC 的二极管模型与*Diode* 相似,只是增加了一个固定结电容,并能考虑电荷动态。如果二极管两端的正向电压超过 Forward voltage 中指定的值,则二极管的行为类似于线性电阻器,其电阻值在 On resistance 中指定。否则,二极管的行为就像线性电阻器,具有参数 Off conductance 中规定的小电导。在零电压时,流过二极管的电流为零。
带指数 VAC 的二极管
指数型 EAC 是二极管电流 与二极管电压 之间的以下关系:
、
, 在 、
其中
- 是电子的基本电荷 (1.602176e-19 Cl);
- 玻尔兹曼常数(1.3806503e-23 J/K);
- 参数 Reverse breakdown voltage (反向击穿电压)的值;
- 发射系数;
- 饱和电流;
- 是二极管参数设置的温度,由参数值 Measurement temperature 决定。
当 时,程序块将 替换为 ,这与 时的二极管电流梯度相对应,并进行线性外推。
当 时,程序块将 替换为 ,这也与梯度相对应,并进行线性外推。
传统电路无法达到这样的极值。程序块提供这种线性外推法是为了在建模过程中求解约束条件时便于收敛。
如果参数 Parameterization 选为 Use parameters IS and N,则二极管指定为参数 Saturation current, IS 和 Emission coefficient, N 。
如果参数 Parameterization 设置为 `Use two I-V curve data points`则设置二极管 VAC 上的两个电压和电流测量点,并由程序块确定 和 的值。计算 和 的方法如下:
,
,
其中
;
和 是参数 Voltages, [V1 V2] 的值;
和 是参数 Currents, [I1 I2] 的值。
如果参数 Parameterization 被选中 Use an I-V data point and IS,程序块计算 的方法如下:
.
如果 Parameterization 设置为 Use an I-V data point and N,程序块计算 的方法如下:
如果 Reverse recovery loss model 设置为 Tabulated loss,则 Reverse recovery loss table, Erec(Tj, If) 的值将决定开关事件发生前作为结温和正向电流函数的耗散能量。关断电压与 Turn-off voltage when measuring recovery loss, Vrec 的损耗成线性比例关系。表中使用的是延迟电流和电压值。要在查找表中使用近瞬时值,请将 Filter time constant for voltage and current values 设置为小于最快开关周期的值。
如果 Reverse recovery loss model 设置为 Fixed loss, Reverse recovery loss 的值将决定每次关机事件中的能量耗散。如果选择 Scale reverse recovery loss with current and voltage ,则设备将根据开启电流和关断电压对该损耗值进行线性缩放。要使用接近瞬时值的缩放值,请将 Filter time constant for voltage and current values 设置为小于最快开关周期的值。
热效应建模
热端口可用于模拟产生的热量和设备温度的影响:
如果未选择 Enable thermal port 复选框,则程序块不包含热端口,也不会模拟设备发热。
如果选中 Enable thermal port 复选框,则程序块包含一个热端口,可模拟热量损失导致的热量释放。为确保数值效率,热状态不会影响程序块的电气性能。
齐纳二极管建模
若要为齐纳二极管(半导体稳压电源)建立正反向导电模型,请选择复选框 Model Zener diode 并指定参数值 Reverse breakdown voltage 。
要使用此参数,请将 Parameterization 设为 。 Use parameters CJ0, VJ, M & FC.
默认值
0.5
程序使用名称
C_coefficient
可计算
是
#Charge dynamics —
电荷动力学参数化
Do not model charge dynamics | Use peak reverse current and stretch factor | Use peak reverse current and reverse recovery time | Use peak reverse current and reverse recovery charge | Use peak reverse current and reverse recovery energy | Use transit time and carrier lifetime
Details
从以下电荷动力学参数化方法中选择一种:
Do not model charge dynamics- 不包括电荷动力学建模。这是默认方法。
Use peak reverse current and stretch factor- 通过提供峰值反向电流 和拉伸因子λ 的值,以及测量期间测试电路中使用的初始正向电流和电流变化率 和 的信息,模拟电荷动态。
Use peak reverse current and reverse recovery time- 通过提供峰值反向电流 和反向恢复时间 的值,以及测量期间测试电路中使用的初始正向电流和电流变化率的信息,建立电荷动态模型 和 。如果制造商的数据表没有提供传输时间 和载流子寿命τ 的值,请使用此选项。
Use peak reverse current and reverse recovery charge- 建立电荷动态模型,提供峰值反向电流 和反向恢复电荷 Qrr 值,以及测量时测试电路中使用的初始正向电流和电流变化率信息 和 。
Use peak reverse current and reverse recovery energy- 通过提供峰值反向电流 和反向恢复能量 的值,以及测量时测试电路中使用的初始正向电流和电流变化率的信息,建立电荷动态模型.
Use transit time and carrier lifetime- 通过提供过渡时间 和载流子寿命τ 来模拟电荷动态。
值
Do not model charge dynamics | Use peak reverse current and stretch factor | Use peak reverse current and reverse recovery time | Use peak reverse current and reverse recovery charge | Use peak reverse current and reverse recovery energy | Use transit time and carrier lifetime
默认值
Do not model charge dynamics
程序使用名称
Q_rr_parameterization
可计算
无
#Peak reverse current, iRM —
峰值反向电流
A | MA | kA | mA | nA | pA | uA
Details
由外部测试电路测量的峰值反向电流。该值必须小于零。
依赖关系
要使用该参数,请将 Charge dynamics 设置为零。 Use peak reverse current and stretch factor, Use peak reverse current and reverse recovery time, Use peak reverse current and reverse recovery charge`或 `Use peak reverse current and reverse recovery energy.
计量单位
A | MA | kA | mA | nA | pA | uA
默认值
-7.15 A
程序使用名称
i_rm
可计算
是
#Initial forward current when measuring iRM —
测量 iRM 时的初始直流电流
A | MA | kA | mA | nA | pA | uA
Details
测量峰值反向电流时的初始正向电流。该值必须大于零。
依赖关系
要使用该参数,请将 Charge dynamics 设置为零。 Use peak reverse current and stretch factor, Use peak reverse current and reverse recovery time, Use peak reverse current and reverse recovery charge`或 `Use peak reverse current and reverse recovery energy.
计量单位
A | MA | kA | mA | nA | pA | uA
默认值
4.0 A
程序使用名称
i_f
可计算
是
#Rate of change of current, when measuring iRM —
iRM 测量期间的电流变化率
A/s | A/us
Details
测量峰值反向电流时的电流变化率。该值必须小于零。
依赖关系
要使用该参数,请将 Charge dynamics 设置为 Use peak reverse current and stretch factor, Use peak reverse current and reverse recovery time, Use peak reverse current and reverse recovery charge`或 `Use peak reverse current and reverse recovery energy.
#Forward current vector for recovery loss table, If —
反向恢复损耗表的直流矢量
A | MA | kA | mA | nA | pA | uA
Details
程序块用于反向恢复损耗表的正向电流矢量。
依赖关系
要使用该参数:
勾选 Enable thermal port 复选框;
将 Fidelity level 参数设置为 Ideal switching;
为 Reverse recovery loss model 设置值 Tabulated loss.
计量单位
A | MA | kA | mA | nA | pA | uA
默认值
[0.1, 1.0, 10.0] A
程序使用名称
I_f_losses_vector
可计算
是
#Turn-off voltage when measuring recovery loss, Vrec —
用于测量恢复损失的跳闸电压
V | MV | kV | mV
Details
反向恢复后的二极管电压用于测量恢复损耗。
依赖关系
使用该参数时
勾选 Enable thermal port 复选框;
将 Fidelity level 参数设置为 Ideal switching;
对于 Reverse recovery loss model ,将值设为 `Tabulated loss`或设置值 `Fixed loss`并勾选 Scale reverse recovery loss with current and voltage 。
计量单位
V | MV | kV | mV
默认值
10.0 V
程序使用名称
V_off_recovery_loss_const
可计算
是
#Filter time constant for voltage and current values —
电压和电流值的滤波时间常数
d | s | hr | ms | ns | us | min
Details
电压和电流值的滤波时间常数,该模块用于计算反向恢复损耗。将该参数设置为小于最快开关周期的值。
依赖关系
使用该参数时
勾选 Enable thermal port 复选框;
将 Fidelity level 参数设置为 Ideal switching;
对于 Reverse recovery loss model ,将值设为 `Tabulated loss`或设置值 `Fixed loss`并勾选 Scale reverse recovery loss with current and voltage 。
计量单位
d | s | hr | ms | ns | us | min
默认值
1.0 / 1000.0 / 100.0 s
程序使用名称
tau_filter
可计算
是
温度依赖性
#Parameterization —
温度依赖性参数
None - Use characteristics at parameter measurement temperature | Use an I-V data point at second measurement temperature | Specify saturation current at second measurement temperature | Specify the energy gap, EG
Details
从以下方法中选择一种进行温度相关性参数化:
None - Use characteristics at parameter measurement temperature- 不对温度相关性进行建模,或以测量温度 (在 Main 标签页的参数 Measurement temperature 中指定)对模型进行建模。这是默认方法。
Use an I-V data point at second measurement temperature- 选择该参数设置第二个测量温度 以及该温度下的电流和电压值。模型将使用这些值以及第一个测量温度 下的参数值来计算带隙值。
Specify saturation current at second measurement temperature- 选择该参数可设置第二个测量温度 以及该温度下的饱和电流。模型将这些值与第一个测量温度 下的参数值一起用于计算禁带宽度值。
Specify the energy gap, EG- 直接指定禁带宽度值。
值
None - Use characteristics at parameter measurement temperature | Use an I-V data point at second measurement temperature | Specify saturation current at second measurement temperature | Specify the energy gap, EG
默认值
None - Use characteristics at parameter measurement temperature
程序使用名称
T_parameterization
可计算
无
#Device simulation temperature —
设备建模温度
K | degC | degF | degR | deltaK | deltadegC | deltadegF | deltadegR
Details
指定设备模拟温度值 。
依赖关系
要使用该参数,请将 Parameterization 设置为 Use an I-V data point at second measurement temperature, Specify saturation current at second measurement temperature`或 `Specify the energy gap, EG.
#Saturation current, IS, at second measurement temperature —
第二测量温度下的 IS 饱和电流
A | MA | kA | mA | nA | pA | uA
Details
指定第二测量温度下的饱和电流值 。
依赖关系
要使用该参数,请将 Parameterization 设置为 Specify saturation current at second measurement temperature.
计量单位
A | MA | kA | mA | nA | pA | uA
默认值
1.25e-07 A
程序使用名称
saturation_current_at_T2
可计算
是
#Current I1 at second measurement temperature —
第二测量温度下的电流 I1
A | MA | kA | mA | nA | pA | uA
Details
当第二个测量温度下的电压等于 时,指定二极管电流 。
依赖关系
要使用该参数,请将 Parameterization 设置为 Use an I-V data point at second measurement temperature.
计量单位
A | MA | kA | mA | nA | pA | uA
默认值
0.245 A
程序使用名称
I_T2
可计算
是
#Voltage V1 at second measurement temperature —
第二测量温度下的电压 V1
V | MV | kV | mV
Details
指定第二个测量温度下电流 时二极管 的电压值。
依赖关系
要使用该参数,请将 Parameterization 设置为 Use an I-V data point at second measurement temperature.
计量单位
V | MV | kV | mV
默认值
0.5 V
程序使用名称
V_T2
可计算
是
#Second measurement temperature —
第二次测量温度
K | degC | degF | degR | deltaK | deltadegC | deltadegF | deltadegR
Details
指定第二次测量温度的值。
依赖关系
要使用此参数,请将 Parameterization 设置为 Use an I-V data point at second measurement temperature`或 `Specify saturation current at second measurement temperature.
#Saturation current temperature exponent parametrization —
饱和电流温度指数参数化
Use nominal value for pn-junction diode (XTI=3) | Use nominal value for Schottky barrier diode (XTI=2) | Specify a custom value
Details
选择其中一个选项来设置饱和电流温度指数值。
选择后 Specify a custom valueSaturation current temperature exponent, XTI 出现,允许您为 指定一个自定义值。
依赖关系
要使用该参数,请将 Parameterization 参数设置为 。 Use an I-V data point at second measurement temperature, Specify saturation current at second measurement temperature`或 `Specify the energy gap, EG.
值
Use nominal value for pn-junction diode (XTI=3) | Use nominal value for Schottky barrier diode (XTI=2) | Specify a custom value
默认值
Use nominal value for pn-junction diode (XTI=3)
程序使用名称
XTI_parameterization
可计算
无
#Saturation current temperature exponent, XTI —
饱和电流的温度指数
Details
指定饱和电流温度指数的自定义值 。
依赖关系
要使用该参数,请将 Parameterization 设置为 Use an I-V data point at second measurement temperature, Specify saturation current at second measurement temperature`或 `Specify the energy gap, EG`并将 Saturation current temperature exponent parametrization 设置为 ,或将 设置为 。 `Specify a custom value.
默认值
3.0
程序使用名称
XTI
可计算
是
#Energy gap parametrization —
禁带宽度参数化
Use nominal value for silicon (EG=1.11eV) | Use nominal value for 4H-SiC silicon carbide (EG=3.23eV) | Use nominal value for 6H-SiC silicon carbide (EG=3.00eV) | Use nominal value for germanium (EG=0.67eV) | Use nominal value for gallium arsenide (EG=1.43eV) | Use nominal value for selenium (EG=1.74eV) | Use nominal value for Schottky barrier diodes (EG=0.69eV) | Specify a custom value
Details
从预定义选项列表中选择禁带宽度值或指定自定义值。
值
Use nominal value for silicon (EG=1.11eV) | Use nominal value for 4H-SiC silicon carbide (EG=3.23eV) | Use nominal value for 6H-SiC silicon carbide (EG=3.00eV) | Use nominal value for germanium (EG=0.67eV) | Use nominal value for gallium arsenide (EG=1.43eV) | Use nominal value for selenium (EG=1.74eV) | Use nominal value for Schottky barrier diodes (EG=0.69eV) | Specify a custom value
要使用该参数,请将 Parameterization 设置为 Use an I-V data point at second measurement temperature, Specify saturation current at second measurement temperature`或 `Specify the energy gap, EG.