SPICE Diode

SPICE 二极管。

类型: AcausalElectricPowerSystems.SPICE.Semiconductors.Diode

图书馆中的路径:

/Physical Modeling/Electrical/SPICE/Semiconductors/SPICE Diode

说明

SPICE Diode 是一个与 SPICE 模型兼容的二极管。

SPICE 是一种模拟电子电路的工具。您可以使用块Environment Parameters 和 SPICE 库中的块将某些 SPICE 子电路转换为等效模型。

等价模型

SPICE Diode 块方程的变量包括

您在为程序块 SPICE Diode 设置参数时定义的变量。某些参数的可见性取决于其他参数的设置值。更多信息，请参阅参数。
几何校正变量，取决于您使用图块参数指定的几个值 SPICE Diode 。更多信息，请参阅 几何校正变量。
温度，，默认值为 "300.15 K"。您可以为程序块 SPICE Diode 或为程序块 SPICE Diode 和程序块Environment Parameters 指定参数，从而使用不同的值。详情请参阅 * 二极管温度*。
温度相关变量。更多信息请参阅 温度相关变量。
内部电导率，，默认为 1e-12 1/Ohm。您可以通过为程序块指定参数来使用不同的值，Environment Parameters 。更多信息，请参阅 内部电导率。
热电压，。更多信息，请参阅 热电压。

几何校正变量

SPICE 二极管模型方程中的几个变量考虑了块所代表器件的几何形状。这些几何校正变量取决于您在设置块参数 SPICE Diode 时定义的变量。几何校正变量取决于这些变量：

- 单元的面积；
- 并联设备的数量；
相应的未调整变量。

下表列出了经几何调整的变量及其定义方程。

变量

描述

方程几何修正零偏置结电容

几何校正后的零偏置结电容

几何校正反向击穿电流

几何校正饱和电流

几何校正串联电阻

二极管温度

您可以使用这些选项来确定二极管温度，：

固定温度 - 当 SPICE Diode 程序块的*模型温度依赖性使用*参数设置为 "固定温度 "时，程序块使用与电路温度无关的温度。对于此模型，程序块将设置为。
器件温度 - 当 SPICE Diode 数据块的*模型温度依赖性使用*参数设置为 "器件温度 "时，该数据块使用的温度取决于电路温度。对于该模型，程序块将温度定义为

其中

- 是电路的温度；
如果电路中没有块状物*Environment Parameters* ，为 300.15 K。
如果电路中有*Environment Parameters* 块，等于您在块设置*Environment Parameters* 中为 Temperature 参数设定的值。温度参数的默认值为 300.15 K。
- 本地电路温度偏移。

内部电导率

内部电导率默认为 1e-12 1/Ohm。要指定一个不同的值：

如果没有块*Environment Parameters* ，请在二极管原理图中添加一个。
在*Environment Parameters* 块设置中为 GMIN 参数指定所需值。

热电压

热电压由公式确定

其中

- 发射系数。
- 为二极管温度。更多信息，请参阅 * 二极管温度*；
- 玻尔兹曼常数；
- 电子的基本电荷。

电流-电压方程

这些方程定义了二极管电流与二极管电压之间的关系。根据具体情况，首先要对模型参数进行温度调整。更多信息，请参阅*二极管温度*。

其中

- 正向电流
- 反向电流
- 正常电流
- 重组电流；
- 高注入系数
- 生成系数；
- 高击穿电流
- 低电平击穿电流；
- 热电压。更多信息，请参阅*热电压*；
- 饱和电流；
- 重组电流；
- 直膝电流；
- 结电位；
- 发射系数；
- 反向发射系数
- 反向击穿发射系数
- 低电平反向击穿理想化系数；
- 分级系数；
- 反向击穿电压
- 反向击穿电流；
- 低电平反向击穿膝电流。

二极管电荷

下表列出了定义二极管电荷与二极管电压之间关系的公式。根据具体情况，首先根据温度调整模型参数。更多信息，请参阅 温度相关性。

电压范围

方程

其中

- 是正向偏置时的耗尽电容系数；
- 结点电位；
- 传输时间；
- 几何校正零偏压结电容。更多信息，请参阅*几何校正变量*。
- 分级系数；
;
;
.

温度依赖性

几何校正饱和电流与二极管温度之间的关系：

其中

- 是几何校正后的饱和电流。更多信息请参阅 几何校正变量；
- 二极管温度。更多信息，请参阅 二极管温度；
- 参数提取温度；
- 饱和电流的温度指数；
- 发射系数；
- 活化能；
- 热电压。更多信息，请参阅*热电压*。

重组电流与二极管温度之间的关系：

其中

- 重组电流；
- 是背发射系数。

正向膝电流与二极管温度之间的关系：

其中

- 弯头直流电；
- IKF 线性温度系数。

击穿电压与二极管温度之间的关系：

其中

- 击穿电压
- 线性温度系数 BV；
- 二次温度系数 BV。

欧姆电阻与二极管温度之间的关系：

其中

- 有源电阻；
- 线性温度系数 RS；
- RS 二次温度系数。

结点电位与二极管温度之间的关系：

其中

- 结电势；
- 是测量二极管参数时温度下的活化能。定义方程为：。
- 二极管温度下的活化能。定义方程：。

零结二极管的几何校正结电容与二极管温度之间的关系：

其中

- 是几何校正后的零开关结电容。更多信息请参阅 几何校正变量；
- 是分级系数。

假设和限制

程序块不支持噪声分析。
程序块将初始条件应用于过渡电容，而非程序块端口。

端口

非定向

# - — 负极（阴极）
电

Details

与阴极相关的电端口。

程序使用名称

n

# + — 正触点
电

Details

与阳极相关的电气端口。

程序使用名称

p

参数

主要

# Device area, AREA — 座椅
m^2 | cm^2 | ft^2 | in^2 | km^2 | mi^2 | mm^2 | um^2 | yd^2

Details

二极管的面积。该值应为。

计量单位	`m^2` \| `cm^2` \| `ft^2` \| `in^2` \| `km^2` \| `mi^2` \| `mm^2` \| `um^2` \| `yd^2`
默认值	`1.0 m^2`
程序使用名称	`AREA`
可计算	是

# Number of parallel devices, SCALE — 并行设备数

Details

该单位代表的并联二极管数量。该值必须为。

默认值	`1.0`
程序使用名称	`SCALE`
可计算	是

# Saturation current, IS — 饱和电流
A/m^2

Details

理想二极管方程在很大反向偏置水平下渐近达到的电流值。该值应为。

计量单位	`A/m^2`
默认值	`1e-14 A/m^2`
程序使用名称	`IS`
可计算	是

# High-injection knee current, IKF — 高注入膝电流
A/m^2

Details

正向贝塔范围内大电流衰减时的电流值。该值应为。

计量单位	`A/m^2`
默认值	`Inf A/m^2`
程序使用名称	`IKF`
可计算	是

# Recombination current parameter, ISR — 重组电流
A/m^2

Details

结内电子和空穴重组产生的电流。

计量单位	`A/m^2`
默认值	`0.0 A/m^2`
程序使用名称	`ISR`
可计算	是

# Emission coefficient, N — 排放系数

Details

二极管的发射因数，或称理想化因数。该值应为。

默认值	`1.0`
程序使用名称	`N`
可计算	是

# Emission coefficient for ISR, NR — 重组电流发射系数 (ISR)

Details

二极管的重组电流发射系数。该值应为。

默认值	`2.0`
程序使用名称	`NR`
可计算	是

# Grading coefficient, M — 评级系数

Details

级配系数，。该值应在范围内。

依赖关系

要使用该参数，请选择*模型结电容*参数复选框。

默认值	`0.5`
程序使用名称	`M`
可计算	是

# Junction potential, VJ — 联合潜力
V | MV | kV | mV

Details

接合点电位，。该值应为。

依赖关系

要使用该参数，请选择*模型结电容*参数复选框。

计量单位	`V` \| `MV` \| `kV` \| `mV`
默认值	`1.0 V`
程序使用名称	`VJ`
可计算	是

# Ohmic resistance, RS — 串联电阻
Ohm*m^2

Details

二极管串联时的电阻。其值应为。

计量单位	`Ohm*m^2`
默认值	`0.01 Ohm*m^2`
程序使用名称	`RS`
可计算	是

结点电容

# Model junction capacitance — 结电容开关

Details

选择该复选框可启用过渡电容。

默认值	`false (关掉)`
程序使用名称	`model_junction_capacitance`
可计算	无

# Zero-bias junction capacitance, CJO — 零偏置结电容
F/m^2

Details

与指数二极管平行的电容值。该值必须为。

依赖关系

要使用该参数，请选择*模型结电容*参数复选框。

计量单位	`F/m^2`
默认值	`0.0 F/m^2`
程序使用名称	`CJO`
可计算	是

# Capacitance coefficient, FC — 电容系数

Details

顺应系数，用于量化施加电压时势垒电容的减小。该值应为。

依赖关系

要使用该参数，请选择*模型结电容*参数复选框。

默认值	`0.5`
程序使用名称	`FC`
可计算	是

# Transit time, TT — 电荷转移时间
d | s | hr | ms | ns | us | min

Details

与扩散电容相关的电荷转移时间。该值应为。

依赖关系

要使用该参数，请选择*模型结电容*参数复选框。

计量单位	`d` \| `s` \| `hr` \| `ms` \| `ns` \| `us` \| `min`
默认值	`0.0 s`
程序使用名称	`TT`
可计算	是

# Specify initial condition — 切换初始状态

Details

选择该复选框可启用初始状态设置参数。

*SPICE 二极管*块通过过渡电容而不是端口施加二极管的初始电压。

依赖关系

要使用此参数，请选择*模型结电容*复选框。

默认值	`false (关掉)`
程序使用名称	`capacitance_initial_condition`
可计算	无

# Initial condition voltage, V0 — 初始应力
V | MV | kV | mV

Details

模拟开始时的二极管电压。

该模块将初始状态应用于二极管结，因此初始状态只有在启用电荷存储时才有效，即 零偏置结电容 CJO 和 转移时间 TT 参数中的一个或两个都大于零。

依赖关系

要使用该参数，请选择*模拟结电容*和*指定初始条件*复选框。

计量单位	`V` \| `MV` \| `kV` \| `mV`
默认值	`0.0 V`
程序使用名称	`V0`
可计算	是

反向击穿

# Model reverse breakdown — 逆转崩溃

Details

选择该复选框可启用反向击穿。

默认值	`false (关掉)`
程序使用名称	`model_reverse_breakdown`
可计算	无

# Reverse breakdown voltage, BV — 反向击穿阈值电压
V | MV | kV | mV

Details

如果电压低于该值，程序块就会模拟二极管击穿时电导率的快速上升。该值必须为。

依赖关系

要使用该参数，请勾选*模拟反向击穿*复选框。

计量单位	`V` \| `MV` \| `kV` \| `mV`
默认值	`Inf V`
程序使用名称	`BV`
可计算	是

# Reverse breakdown current, IBV — 反向击穿电流
A/m^2

Details

反向击穿电压 BV* 参数指定电压对应的二极管电流。该值必须为。

依赖关系

要使用该参数，请勾选*反向击穿模型*复选框。

计量单位	`A/m^2`
默认值	`1e-10 A/m^2`
程序使用名称	`IBV`
可计算	是

# Low-level reverse breakdown knee current, IBVL — 低电平反向击穿膝电流
A/m^2

Details

低电平反向击穿膝电流。

依赖关系

要使用该参数，请选择*反向击穿模型*参数复选框。

计量单位	`A/m^2`
默认值	`0.0 A/m^2`
程序使用名称	`IBVL`
可计算	是

# Reverse breakdown ideality factor, NBV — 完美反向击穿系数

Details

参数 反向击穿电压 BV 的理想系数。

依赖关系

要使用该参数，请选择*反向击穿模型*复选框。

默认值	`1.0`
程序使用名称	`NBV`
可计算	是

# Low-level reverse breakdown ideality factor, NBVL — 低电平背击穿意识形态因素

Details

低电平反向击穿膝电流 IBVL* 参数的理想化系数。

依赖关系

要使用该参数，请选择*反向击穿模型*复选框。

默认值	`1.0`
程序使用名称	`NBVL`
可计算	是

温度

# Model temperature dependence using — 温度包含
Device temperature | Fixed temperature

Details

选择其中一个选项来模拟二极管的温度依赖性：

器件温度"- 使用器件温度来模拟温度相关性。
固定温度"- 使用与电路温度无关的温度来模拟温度相关性。

更多信息，请参阅二极管温度。

值	`Device temperature` \| `Fixed temperature`
默认值	`Device temperature`
程序使用名称	`T_parameterization`
可计算	无

# Saturation current temperature exponent, XTI — 饱和电流温度指数

Details

饱和电流随温度升高呈指数增长的阶数。该值应为。

默认值	`3.0`
程序使用名称	`XTI`
可计算	是

# Activation energy, EG — 活化能
Btu_IT | J | MJ | MWh | Wh | eV | kJ | kWh | mJ | mWh

Details

二极管的活化能。该值应为。

计量单位	`Btu_IT` \| `J` \| `MJ` \| `MWh` \| `Wh` \| `eV` \| `kJ` \| `kWh` \| `mJ` \| `mWh`
默认值	`1.11 eV`
程序使用名称	`EG`
可计算	是

Details

高注入膝电流 IKF* 的线性温度系数。

计量单位	`1/K` \| `1/degR` \| `1/deltaK` \| `1/deltadegC` \| `1/deltadegF` \| `1/deltadegR`
默认值	`0.0 1/K`
程序使用名称	`TIKF`
可计算	是

Details

电阻 RS* 的线性温度系数。

计量单位	`1/K` \| `1/degR` \| `1/deltaK` \| `1/deltadegC` \| `1/deltadegF` \| `1/deltadegR`
默认值	`0.0 1/K`
程序使用名称	`TRS1`
可计算	是

Details

电阻 RS* 的二次温度系数。

计量单位	`1/K^2` \| `1/degR^2` \| `1/deltaK^2` \| `1/deltadegC^2` \| `1/deltadegF^2` \| `1/deltadegR^2`
默认值	`0.0 1/K^2`
程序使用名称	`TRS2`
可计算	是

Details

击穿电压 BV* 的线性温度系数。

计量单位	`1/K` \| `1/degR` \| `1/deltaK` \| `1/deltadegC` \| `1/deltadegF` \| `1/deltadegR`
默认值	`0.0 1/K`
程序使用名称	`TBV1`
可计算	是

Details

击穿电压 BV* 的二次温度系数。

计量单位	`1/K^2` \| `1/degR^2` \| `1/deltaK^2` \| `1/deltadegC^2` \| `1/deltadegF^2` \| `1/deltadegR^2`
默认值	`0.0 1/K^2`
程序使用名称	`TBV2`
可计算	是

Details

二极管的模拟温度。该值应为。

依赖关系

要使用该参数，请将*模型温度依赖性*参数设置为 "固定温度"。

计量单位	`K` \| `degC` \| `degF` \| `degR` \| `deltaK` \| `deltadegC` \| `deltadegF` \| `deltadegR`
默认值	`300.15 K`
程序使用名称	`TFIXED`
可计算	是

Details

测量二极管参数时的温度。该值应为。

计量单位	`K` \| `degC` \| `degF` \| `degR` \| `deltaK` \| `deltadegC` \| `deltadegF` \| `deltadegR`
默认值	`300.15 K`
程序使用名称	`TMEAS`
可计算	是

Details

二极管温度与电路温度的差值。

依赖关系

要使用此参数，请将*模型温度依赖性*设为 "器件温度"。

计量单位	`K` \| `degC` \| `degF` \| `degR` \| `deltaK` \| `deltadegC` \| `deltadegF` \| `deltadegR`
默认值	`0.0 K`
程序使用名称	`TOFFSET`
可计算	是

SPICE Diode

说明

等价模型

几何校正变量

二极管温度

内部电导率

热电压

电流-电压方程

二极管电荷

温度依赖性

假设和限制

端口

非定向

参数

主要

结点电容

反向击穿

温度

另见