SPICE 二极管

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 二极管 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。您可以使用块环境参数和 SPICE 库中的块将某些 SPICE 子电路转换为等效模型。

等价模型

SPICE 二极管 块方程的变量包括

您在为程序块 SPICE 二极管 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 二极管 。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 二极管 或为程序块 SPICE 二极管 和程序块环境参数指定参数，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，环境参数。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 二极管 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 二极管 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 二极管 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*环境参数* ，为 300.15 K。
如果电路中有*环境参数* 块，等于您在块设置*环境参数* 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*环境参数* ，请在二极管原理图中添加一个。
在*环境参数* 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

# 器件面积，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

# 并行设备数量，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

# 饱和电流，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

# 高注入膝电流，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

# 重组电流参数，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

# 发射系数，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

# ISR 发射系数，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

# 分级系数，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

# 结点电位，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

# 欧姆电阻，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

# 模型结电容 — 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

# 零偏压结电容，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

# 电容系数，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

# 通过时间，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

# 指定初始条件 — 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

# 初始条件电压，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

# 型号反向击穿 — 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

# 反向击穿电压，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

# 反向击穿电流，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

# 低电平反向击穿膝电流，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

# 反向击穿意念因数，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

# 低电平反向击穿意想系数，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

# 使用温度依赖性模型 — 温度包含
设备温度 | 固定温度

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

# 饱和电流温度指数，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

# 活化能，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 二极管

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