Документация Engee

Diode (Advanced)

Страница в процессе разработки.

Диод с кусочно-линейной, экспоненциальной или табулированной ВАХ.

diode advanced

Описание

Блок Diode может представлять собой диод с кусочно-линейной, экспоненциальной или табулированной - кривой (вольт-амперной характеристикой, ВАХ).

Диод с кусочно-линейной ВАХ

Если прямое напряжение на диоде превышает значение, указанное в параметре Forward voltage, то диод ведет себя как линейный резистор с сопротивлением, указанным в параметре On resistance. В ином случае, диод ведет себя как линейный резистор с малой проводимостью, указанной в параметре Off conductance. При нулевом напряжении через диод протекает нулевой ток.

Диод с экспоненциальной ВАХ

Экспоненциальная ВАХ представляет собой следующую зависимость между током диода и напряжением на диоде :

, при

, при

где:

  • — элементарный заряд электрона (1,602176e-19 Кл).

  • — постоянная Больцмана (1,3806503e-23 Дж/К).

  • — значение параметра Reverse breakdown voltage (обратное напряжение пробоя).

  • — коэффициент эмиссии.

  • — ток насыщения.

  • — это температура, при которой задаются параметры диода, определяемая значением параметра Measurement temperature.

Когда , блок заменяет на , что соответствует градиенту тока диода при и экстраполируется линейно.

Когда блок заменяет на , что также соответствует градиенту и экстраполируется линейно.

Обычные электрические цепи не достигают таких экстремальных значений. Блок обеспечивает эту линейную экстраполяцию для облегчения сходимости при решении ограничений в процессе моделирования.

Если для параметра Parameterization выбрать значение Use parameters IS and N, то диод задается в виде параметров Saturation current IS и Emission coefficient N.

Если для параметра Parameterization выбрать Use two I-V curve data points, то задаются две точки измерения напряжения и тока на ВАХ диода, и блок определяет значения и . При этом рассчитывает и следующим образом:

  • где:

    • .

    • и — значения параметра Voltages [V1 V2].

    • и — значения параметра Currents [I1 I2].

Если для параметра Parameterization выбрать Use an I-V data point and IS, то блок рассчитывает следующим образом:

Если для параметра Parameterization выбрать Use an I-V data point and N, то блок рассчитывает следующим образом:

Диод с табулированной ВАХ

Для моделирования диода с табулированной ВАХ установите для параметра Diode model значение Tabulated I-V curve. На этом рисунке показана реализация варианта диода с табулированной ВАХ:

diode 1 1

Вы предоставляете табличные данные только для прямого смещения. Для нахождения промежуточных значений блок использует модифицированную интерполяцию Акима. Если напряжение или ток выходят за пределы диапазона табличных данных, блок использует линейную экстраполяцию после последней точки данных напряжения и тока.

Для обратного смещения:

  • Если напряжение меньше −1 В, блок моделирует ВАХ с постоянной проводимостью в выключенном состоянии, равной значению параметра Off conductance. Заданное значение должно быть меньше градиента прямой ВАХ для малых положительных напряжений.

  • Если напряжение находится в диапазоне от −1 до 0 В, то блок использует модифицированную интерполяцию Акима, чтобы ВАХ для прямого и обратного смещения плавно накладывались друг на друга.

Для диода с табулированной ВАХ не моделируется обратный пробой.

Емкость перехода

Включить моделирование емкости перехода возможно тремя способами:

  • Выберите значение Include fixed or zero junction capacitance для параметра Parameterization. В этом случае емкость зафиксирована.

  • Выберите значение Use parameters CJ0, VJ, M & FC для параметра Parameterization. В этом случае блок использует коэффициенты , , и для расчета емкости перехода, которая зависит от переходного напряжения.

  • Выберите значение Use C-V curve data points для параметра Parameterization. В этом случае блок использует три значения емкости на кривой C-V для оценки , и и, используя эти значения вместе с заданным значением , рассчитывает емкость перехода, которая зависит от напряжения на переходе. Блок рассчитывает , , следующим образом:

где:

  • — значения параметра Reverse bias voltages [VR1 VR2 VR3].

  • — значения параметра Corresponding capacitances [C1 C2 C3].

Напряжения обратного смещения (определяемые как положительные значения) должны удовлетворять условию . Это означает, что емкости должны удовлетворять условию , так как обратное смещение расширяет область обеднения и, следовательно, уменьшает емкость. Нарушение этих неравенств приводит к ошибке. Напряжения и должны быть достаточно удалены от потенциала перехода . Напряжение должно быть меньше потенциала перехода , при этом типовое значение составляет 0,1 В.

Зависимая от напряжения емкость перехода определяется с точки зрения накопления заряда конденсатора как:

  • Для :

  • Для :

где:

Динамика заряда

Для таких приложений, как коммутационные диоды, может оказаться важным моделирование динамики заряда диода. Когда к диоду с прямым входом прикладывается обратное напряжение, требуется время для рассеивания заряда и, следовательно, для выключения диода. Время, необходимое для выключения диода, определяется главным образом параметром времени пролета. После выключения диода оставшийся заряд рассеивается, причем скорость этого процесса определяется временем жизни носителей.

Для учета этих эффектов в блоке Diode используется модель Лауритцена и Ма. Вот определяющие уравнения:

(1)

τ (2)

τ (3)

где:

  • — ток диода.

  • — заряд перехода.

  • — суммарный накопленный заряд.

  • — время пролета.

  • τ — время жизни носителя.

  • — напряжение на диоде.

  • — прямое напряжение диода.

  • — сопротивление включения диода.

  • — проводимость диода в выключенном состоянии.

На этом графике показана типовая характеристика обратного тока для диода.

diode 2 2

где:

  • — пиковый обратный ток.

  • — начальный прямой ток при измерении .

  • — скорость изменения тока при измерении .

  • — время обратного восстановления.

В технических характеристиках диодов приводятся значения пикового обратного тока для начального прямого тока и постоянной скорости изменения тока. В паспорте также могут быть указаны значения времени обратного восстановления и полного заряда восстановления.

Как блок рассчитывает и τ

Блок рассчитывает время пролета, , и время жизни носителя, τ , на основе значений, введенных для параметра Charge Dynamics. Блок использует и τ для решения уравнений динамики заряда 1, 2 и 3.

Во время начального спада тока в обратном режиме диод остается включенным, а скорость изменения тока определяется внешней тестовой схемой.

Сначала блок использует уравнение 1 для выполнения этого расчета.

(4)

Затем производится подстановка уравнения 4 в уравнение 2.

τ (5)

Затем решается уравнение 5 для ,

ττττ (6)

где — постоянная величина.

Когда , и τ , поскольку система находится в устойчивом состоянии.

Подставляя эти соотношения в уравнение 6 и решая его, получим τ .

Таким образом,

ττττ (7)

В момент времени ток равен , а заряд спая равен нулю. Блок подставляет эти значения в уравнение 1.

(8)

Блок выражает из уравнения 8 и подставляет полученный результат в уравнение 7.

ττττ (9)

Затем блок выражает время через , и .

(10)

Рассмотрим процесс восстановления диода, т.е. когда . Диод обратно смещен, и ток и заряд перехода фактически равны нулю.

Ток определяется уравнением:

τ , (11)

где:

ττ (12)

Теперь блок связывает выражение в уравнении 12 с временем обратного восстановления .

Когда ток составляет .

Поэтому

τ (13)

и

τ (14).

Блок использует уравнения 9 и 14 для расчета значений и τ . В расчете используется итерационная схема, поскольку в уравнении 9 присутствует экспоненциальный член.

Альтернативы прямому указанию

Помимо того, что блок позволяет задавать время обратного восстановления напрямую, он поддерживает три альтернативных параметризации. Блок может определить из любого из параметров:

  • Коэффициент растяжения времени обратного восстановления λ .

  • Заряд обратного восстановления , если в спецификации вместо времени обратного восстановления указано это значение.

  • Энергия обратного восстановления , если в спецификации эта величина указана вместо времени обратного восстановления.

Связь между коэффициентом растяжения времени обратного восстановления λ и выражается уравнением

λ

Время обратного восстановления должно быть больше, чем . Его типичное значение равно .

Поэтому типичное значение λ равно 3. λ должно быть больше 1.

Заряд обратного восстановления — это интеграл по времени обратного тока от момента перехода тока в отрицательное значение до его обратного спада до нуля.

Начальный заряд к моменту времени выражается следующим уравнением:

(15).

Интегрирование уравнения 11 дает заряд между моментами времени и inf. Этот заряд равен

τ .

Таким образом, суммарный заряд обратного восстановления определяется уравнением

τ . (16).

Перестановка уравнения 16 для решения τ и подстановка результата в уравнение 14 дает уравнение, выражающее τ в значениях :

.

В качестве альтернативы блок рассчитывает τ , используя энергию обратного восстановления . Это уравнение определяет кривую напряжения на диоде:

τ , (17).

где τ максимальное обратное напряжение диода.

Если τ , что является обычным условием для схемы проверки обратного восстановления, то блок рассчитывает максимальное обратное напряжение диода как:

τ .

Поскольку значение времени спада мало, блок предполагает, что спад тока диода является линейным:

. (18).

Затем подставляется уравнение 18 в уравнение 5:

τ . (19).

Для получения суммарного накопленного заряда решается уравнение 19 :

ττττ , (20),

где — градиент тока.

Когда , то пиковый обратный ток составляет:

. (21).

Теперь блок подставляет уравнение 21 в уравнение 20:

ττττ
τττ
τ . (22)

Наконец, блок решает уравнение 22 для получения энергии обратного восстановления:


τ
τ . (23)

Динамика заряда

При включенном моделировании динамики заряда блок Diode рассчитывает заряд на переходе как

τ ,

где:

  • — ток диода без учета модели заряда.

  • — заряд перехода.

  • — время пролета.

  • τ — время жизни носителя.

Затем это уравнение определяет значение тока диода:

τ

где:

  • — ток в диоде.

  • — полный хранимый заряд.

  • — текущее значение коэффициента заряда.

Температурная зависимость

По умолчанию для блока Diode зависимость от температуры не моделируется, и устройство моделируется при температуре, для которой заданы параметры блока. Диод с экспоненциальной ВАХ содержит несколько вариантов моделирования зависимости тока и напряжения диода от температуры в процессе моделирования. Температурная зависимость емкости перехода не моделируется, поскольку ее влияние значительно меньше.

При включении температурной зависимости, определяющее уравнение диода остается прежним. Значение температуры измерения , заменяется на температуру моделирования . Ток насыщения, , становится функцией температуры в соответствии со следующим уравнением:

,

где:

  • — это температура, при которой задаются параметры диода, определяемая значением параметра Measurement temperature.

  • — температура моделирования.

  • — ток насыщения при температуре измерения.

  • — ток насыщения при температуре моделирования. Это значение тока насыщения используется в стандартном уравнении для диодов, когда моделируется температурная зависимость.

  • — энергетический зазор для данного типа полупроводника, измеряемый в джоулях (Дж). Для кремния обычно принимается значение 1,11 эВ, где 1 эВ равен 1,602e-19 Дж.

  • — температурная экспонента тока насыщения. Для диодов с pn-переходом это значение обычно равно 3,0, а для диодов с барьером Шоттки — 2,0.

  • — коэффициент эмиссии.

  • — постоянная Больцмана (1,3806503e-23 Дж/К).

Соответствующие значения и зависят от типа диода и используемого полупроводникового материала. Значения по умолчанию для конкретных типов материалов и диодов отражают примерное поведение при изменении температуры. В блоке приведены значения по умолчанию для распространенных типов диодов.

На практике для моделирования точного поведения конкретного диода требуется настройка значений и . Некоторые производители указывают эти настроенные значения в технических паспортах, где вы можете посмотреть соответствующие значения. В ином случае, можно определить улучшенные оценки для , используя определенную точку данных тока-напряжения при более высокой температуре в техническом паспорте. Для этого в блоке предусмотрена возможность параметризации. Он также позволяет напрямую задать ток насыщения при более высокой температуре .

Температурный режим работы прибора также зависит от коэффициента эмиссии. Неправильное значение коэффициента эмиссии может дать неверную температурную зависимость, поскольку ток насыщения зависит от соотношения и .

Если задается конечное обратное пробивное напряжение , то значение обратного модулируется температурным коэффициентом обратного пробоя (задается с помощью параметра Reverse breakdown voltage temperature coefficient, dBV/dT):

(24).

Допущения и ограничения

  • При выборе значения Use two I-V curve data points для параметра Parameterization выберите пару напряжений, близких к напряжению включения диода. Обычно это напряжение находится в диапазоне от 0,05 до 1 В. Использование значений за пределами этой области может привести к проблемам с числами и плохим оценкам для и .

  • В блоке не учитывается влияние температуры на емкость перехода.

  • Для предотвращения проблем при численном моделировании может потребоваться использование ненулевых значений омического сопротивления и емкости спая, но моделирование может проходить быстрее, если эти значения установлены в ноль.

  • Режим Tabulated I-V curve не может быть использован для моделирования обратного пробоя.

Порты

Ненаправленные

+ — положительный контакт (анод)
электричество

Электрический порт, связанный с анодом.

− — отрицательный контакт (катод)
электричество

Электрический порт, связанный с катодом.

Параметры

Основные

Diode model — модель диода
Piecewise Linear (по умолчанию) | Exponential | Tabulated I-V curve

  • Piecewise Linear — моделирование диода с кусочно-линейной ВАХ, как описано в разделе Диод с кусочно-линейной ВАХ. Это метод, используемый по умолчанию.

  • Exponential — моделирование диода с экспоненциальной ВАХ, как описано в разделе Диод с экспоненциальной ВАХ.

  • Tabulated I-V curve — моделирование диода с табулированными значениями - с прямым смещением плюс фиксированная проводимость при выключении с обратным смещением, как описано в разделе Диод с табулированной ВАХ.

Table type — табулированная функция
Table in If(Tj,Vf) form (по умолчанию) | Table in Vf(Tj,If) form

Следует ли табулировать ток как функцию температуры и напряжения или напряжение как функцию температуры и тока.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Diode model значение Tabulated I-V curve.

Forward voltage — прямое напряжение
0.6 В (по умолчанию)

Минимальное напряжение, которое необходимо приложить к диоду, чтобы он перешел в режим прямого включения.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Diode model значение Piecewise linear.

On resistance — включенное сопротивление
0.3 Ом (по умолчанию)

Сопротивление диода при прямом смещении.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Diode model значение Piecewise linear.

Off conductance — отключенная проводимость
1e-8 1/Ом (по умолчанию)

Проводимость диода при его обратном смещении.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Diode model значение Piecewise linear или Tabulated I-V curve.

Parameterization — параметризация модели
Use two I-V curve data points (по умолчанию) | Use parameters IS and N | Use an I-V data point and IS | Use an I-V data point and N

Выберите один из следующих методов параметризации модели:

  • Use two I-V curve data points — задайте измеренные данные в двух точках ВАХ диода. Этот метод используется по умолчанию.

  • Use parameters IS and N — укажите ток насыщения и коэффициент эмиссии.

  • Use an I-V data point and IS — задайте измеренные данные в одной точке ВАХ диода в сочетании с током насыщения.

  • Use an I-V data point and N — укажите данные измерений в одной точке ВАХ диода в сочетании с коэффициентом эмиссии.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Diode model значение Exponential.

Currents [I1 I2] — вектор текущих значений в двух точках
[0.0137, 0.545] A (по умолчанию)

Вектор значений тока в двух точках ВАХ диода, которые блок использует для расчета и .

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Diode model значение Exponential, а для Parameterization значение Use two I-V curve data points.

Voltages [V1 V2] — вектор значений напряжения в двух точках
[0.6, 0.7] В (по умолчанию)

Вектор значений напряжения в двух точках ВАХ диода, которые блок использует для расчета и .

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Diode model значение Exponential, а для Parameterization значение Use two I-V curve data points.

Saturation current, IS — ток насыщения
1e-12 A (по умолчанию)

Величина тока, к которому уравнение идеального диода приближается асимптотически для очень больших уровней обратного смещения.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Diode model значение Exponential, а для Parameterization значение Use parameters IS and N или Use an I-V data point and IS.

Emission coefficient, N — коэффициент эмиссии диода
1 (по умолчанию)

Коэффициент эмиссии диода или коэффициент идеальности.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Diode model значение Exponential, а для Parameterization значение Use parameters IS and N или Use an I-V data point and IS.

Current I1 — величина тока
0.0137 A (по умолчанию)

Величина тока в точке на ВАХ диода, которое блок использует для расчетов. В зависимости от значения параметра Parameterization блок использует этот параметр для расчета или .

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Diode model значение Exponential, а для Parameterization значение Use an I-V data point and IS или Use an I-V data point and N.

Voltage V1 — величина напряжения
0.6 В (по умолчанию)

Величина напряжения в точке на - кривой диода, которое блок использует для расчетов.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Diode model значение Exponential, а для Parameterization значение Use an I-V data point and IS или Use an I-V data point and N.

Ohmic resistance, RS — омическое сопротивление
0 (по умолчанию)

Сопротивление последовательного подключения диодов, Ом.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Diode model значение Exponential.

Measurement temperature — температура измерения
298.15 K (по умолчанию)

Температура , при которой измерялась или - кривая.

Forward currents, If(Tj,Vf) — вектор прямых токов
[.07, .12, .19, 1.75, 4.24, 7.32, 11.2; .16, .3, .72, 2.14, 4.02, 6.35, 9.12] A (по умолчанию) | неотрицательный вектор

Токи прямого хода. Этот параметр должен быть вектором, состоящим не менее чем из трех неотрицательных элементов.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите Table type в значение Table in If(Tj,Vf).

Forward voltages, Vf(Tj,If) — вектор прямых напряжений
[.9, 1.15, 1.25, 1.5, 1.75, 2.17, 2.6, 2.85; .58, .68, .75, 1.1, 1.38, 1.77, 2.27, 2.7] В (по умолчанию) | неотрицательный вектор

Напряжения в прямом направлении. Этот параметр должен быть вектором, состоящим не менее чем из трех неотрицательных элементов.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите Table type в значение Table in If(Tj,Vf).

Junction temperatures, Tj — вектор температур перехода
[25, 125] °C (по умолчанию)

Вектор температур перехода.

Если в векторе один элемент, то характеристики диода не зависят от температуры.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для Diode model значение Tabulated I-V curve.

Forward voltages,Vf — вектор прямых напряжений
[.5, .7, .9, 1.3, 1.7, 2.1, 2.5] В (по умолчанию)

Вектор прямых напряжений. Этот параметр должен представлять собой вектор, состоящий не менее чем из трех неотрицательных значений.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для Table type значение Table in If(Tj,Vf).

Forward currents, If — вектор прямых токов
[.1, .2, .5, 1, 2, 4, 7, 10] A (по умолчанию)

Вектор прямых токов. Этот параметр должен быть вектором не менее чем из трех неотрицательных значений.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для Table type значение Table in Vf(Tj,If).

Number of series diodes — количество последовательно соединенных диодов
1 (по умолчанию)

Количество диодов, включенных последовательно между + и − портами блока. Моделирование нескольких диодов не производится. Вместо этого для каждого диода все величины, связанные с напряжением, масштабируются на заданный коэффициент.

Number of parallel diodes — количество параллельных диодов
1 (по умолчанию)

Количество параллельных диодов или количество параллельных дорожек, образованных последовательно соединенными диодами, между + и − портами блока. Моделирование нескольких диодов не производится. Вместо этого для каждого диода все величины, связанные с током, масштабируются на заданный коэффициент.

Breakdown

Zener resistance — сопротивление Зенера
0.3 Ом (по умолчанию) | положительный скаляр

Сопротивление диода, когда напряжение меньше значения Reverse breakdown voltage.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для Diode model значение Piecewise linear.

Reverse breakdown voltage — обратное напряжение пробоя
inf V (по умолчанию) | положительный скаляр

Обратное напряжение, ниже которого моделируется быстрое увеличение проводимости, возникающее при пробое диода.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для Diode model значение Piecewise linear or Exponential.

Емкостные

Parameterization — моделирование емкости перехода
Fixed or zero junction capacitance (по умолчанию) | Use C-V curve data points | Use parameters CJ0, VJ, M & FC

Метод моделирования емкости перехода:

  • Fixed or zero junction capacitance — смоделируйте емкость перехода как фиксированное значение.

  • Use C-V curve data points — укажите измеренные данные в трех точках C-V кривой диода.

  • Use parameters CJ0, VJ, M & FC — укажите емкость перехода с нулевым смещением, потенциал перехода, коэффициент градации и коэффициент для определения обедненной емкости с прямым смещением.

Junction capacitance — емкость перехода
0 (по умолчанию)

Фиксированное значение емкости перехода.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Parameterization значение Fixed or zero junction capacitance.

Reverse bias voltages [VR1 VR2 VR3] — вектор значений напряжения обратного смещения
[.1, 10, 100] В (по умолчанию)

Вектор значений напряжения обратного смещения в трех точках C-V кривой диода, которые блок использует для расчета , и .

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Parameterization значение Use C-V curve data points.

Corresponding capacitances [C1 C2 C3] — вектор значений емкости
[3.5, 1, .4] пФ (по умолчанию)

Вектор значений емкости в трех точках C-V кривой диода, которые блок использует для расчета , и .

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Parameterization значение Use C-V curve data points.

Zero-bias junction capacitance, CJ0 — емкость перехода при нулевом смещении
5 пФ (по умолчанию)

Значение емкости, расположенной параллельно составляющей тока проводимости.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Parameterization значение Use parameters CJ0, VJ, M & FC.

Junction potential, VJ — контактная разность потенциалов
1 В (по умолчанию)

Контактная разность потенциалов.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Parameterization значение Use parameters CJ0, VJ, M & FC.

Grading coefficient, M — коэффициент оценки
0.5 (по умолчанию)

Коэффициент оценки.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Parameterization значение Use parameters CJ0, VJ, M & FC.

Capacitance coefficient, FC — коэффициент емкости
0.5 (по умолчанию)

Коэффициент подгонки, количественно определяющий уменьшение барьерной емкости при подаче напряжения.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Parameterization значение Use parameters CJ0, VJ, M & FC.

Charge dynamics — параметризация динамики заряда
Do not model charge dynamics (по умолчанию) | 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

Выберите один из следующих методов параметризации динамики заряда:

  • Do not model charge dynamics — не включать моделирование динамики заряда. Это метод по умолчанию.

  • Use peak reverse current and stretch factor — смоделируйте динамику заряда, предоставив значения пикового обратного тока и коэффициента растяжения λ , а также информацию о начальном прямом токе и скорости изменения тока, используемого в тестовой цепи при измерении и .

  • Use peak reverse current and reverse recovery time — смоделируйте динамику заряда, предоставив значения пикового обратного тока и времени обратного восстановления плюс информацию о начальном прямом токе и скорости изменения тока, используемого в тестовой цепи при измерении и . Используйте этот вариант, если в техническом описании производителя не указаны значения времени прохождения и времени жизни носителя τ .

  • Use peak reverse current and reverse recovery charge — моделирование динамики заряда путем предоставления значений пикового обратного тока и заряда обратного восстановления Qrr плюс информация о начальном прямом токе и скорости изменения тока, используемого в тестовой цепи при измерении и .

  • Use peak reverse current and reverse recovery energy — моделирование динамики заряда путем предоставления значений пикового обратного тока и энергии обратного восстановления плюс информация о начальном прямом токе и скорости изменения тока, используемого в тестовой цепи при измерении .

  • Use transit time and carrier lifetime — смоделируйте динамику заряда, предоставив значения времени перехода и времени жизни носителя τ .

Peak reverse current, iRM — пиковый обратный ток
−7.15 A (по умолчанию) | отрицательный скаляр

Пиковый обратный ток, измеренный внешней тестовой схемой. Это значение должно быть меньше нуля.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Charge dynamics значение Use peak reverse current and stretch factor, Use peak reverse current and reverse recovery time, Use peak reverse current and reverse recovery charge, или Use peak reverse current and reverse recovery energy.

Initial forward current when measuring iRM — начальный прямой ток при измерении iRM
4 A (по умолчанию) | положительный скаляр

Начальный прямой ток при измерении пикового обратного тока. Это значение должно быть больше нуля.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Charge dynamics значение Use peak reverse current and stretch factor, Use peak reverse current and reverse recovery time, Use peak reverse current and reverse recovery charge, или Use peak reverse current and reverse recovery energy.

Rate of change of current when measuring iRM — скорость изменения тока при измерении iRM
−750 A/мкс (по умолчанию) | отрицательный скаляр

Скорость изменения тока при измерении пикового обратного тока. Это значение должно быть меньше нуля.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Charge dynamics значение Use peak reverse current and stretch factor, Use peak reverse current and reverse recovery time, Use peak reverse current and reverse recovery charge, или Use peak reverse current and reverse recovery energy.

Reverse recovery time stretch factor — время обратного восстановления коэффициента растяжения
3 (по умолчанию)

Значение, которое блок использует для расчета Reverse recovery time, trr. Это значение должно быть больше 1.

Указание коэффициента растяжения — это более простой способ параметризации времени обратного восстановления, чем указание заряда обратного восстановления. Чем больше значение коэффициента растяжения, тем больше времени требуется для рассеивания тока обратного восстановления.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Charge dynamics значение Use peak reverse current and stretch factor.

Reverse recovery time, trr — время обратного восстановления
115 нс (по умолчанию)

Время между точкой, в которой ток первоначально становится равным нулю при выключении диода, и точкой, в которой ток падает до менее чем десяти процентов от пикового обратного тока.

Значение параметра Reverse recovery time, trr, должно быть больше значения параметра Peak reverse current, iRM, деленного на значение параметра Rate of change of current when measuring iRM.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Charge dynamics значение Use peak reverse current and reverse recovery time.

Reverse recovery charge, Qrr — заряд обратного восстановления
150 с*нA (по умолчанию)

Значение, которое блок использует для расчета Reverse recovery time, trr. Используйте этот параметр, если в спецификации вашего диодного устройства указано значение заряда обратного восстановления вместо значения времени обратного восстановления.

Заряд обратного восстановления — это суммарный заряд, который продолжает рассеиваться после выключения диода. Значение должно быть меньше, чем ,

где:

  • — это значение, указанное для параметра Peak reverse current, iRM.

  • — это значение, заданное для параметра Rate of change of current when measuring iRM.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Charge dynamics значение Use peak reverse current and reverse recovery charge.

Diode turn-off voltage when measuring Erec — напряжение выключения диода при измерении Erec
−600 В (по умолчанию)

Напряжение между диодами в установившемся режиме.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Charge dynamics значение Use peak reverse current and reverse recovery energy.

Stray inductance when measuring Erec — паразитная индуктивность при измерении Erec
150 нГн (по умолчанию)

Общая непреднамеренная индуктивность в измерительной цепи. Блок использует это значение для расчета параметра Reverse recovery energy, Erec.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Charge dynamics значение Use peak reverse current and reverse recovery energy.

Reverse recovery energy, Erec — энергия обратного восстановления
0.03 Дж (по умолчанию)

Суммарные потери на переключение из-за обратного восстановления диода.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Charge dynamics значение Use peak reverse current and reverse recovery energy.

Transit time, TT — время перехода
50 нс (по умолчанию)

Время пересечения носителями диодного перехода.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Charge dynamics значение Use transit time and carrier lifetime.

Carrier lifetime, tau — время жизни носителя
100 нс (по умолчанию)

Время рассеивания носителей после того, как диод перестал проводить ток.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Charge dynamics значение Use transit time and carrier lifetime.

Температурная зависимость

Этот раздел применим только к моделям диодов с Exponential and Tabulated I-V curve.

Parameterization — параметризация температурной зависимости
None - Use characteristics at parameter measurement temperature (по умолчанию) | Use an I-V data point at second measurement temperature | Specify saturation current at second measurement temperature | Specify the energy gap EG

Выберите один из следующих методов параметризации температурной зависимости:

  • None - Use characteristics at parameter measurement temperature — температурная зависимость не моделируется, или модель моделируется при температуре измерения (как указано в параметре Measurement temperature на вкладке Main). Это метод по умолчанию.

  • Use an I-V data point at second measurement temperature T2 — при выборе этого параметра задается вторая температура измерения , а также значения тока и напряжения при этой температуре. Модель использует эти значения вместе со значениями параметров при температуре первого измерения для расчета значения энергетического зазора.

  • Specify saturation current at second measurement temperature T2 — при выборе этого параметра задается вторая температура измерения и значение тока насыщения при этой температуре. Модель использует эти значения вместе со значениями параметров при первой температуре измерения для расчета величины энергетического зазора.

  • Specify the energy gap EG — указать значение энергетического зазора напрямую.

Current I1 at second measurement temperature — ток I1 при второй температуре измерения
0.0245 A (по умолчанию)

Укажите значение тока диода , когда напряжение равно при второй температуре измерения.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите Parameterization на Use an I-V data point at second measurement temperature.

Voltage V1 at second measurement temperature — напряжение V1 при второй температуре измерения
0.5 В (по умолчанию)

Укажите значение напряжения диода при токе при второй температуре измерения.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите Parameterization на Use an I-V data point at second measurement temperature.

Saturation current, IS, at second measurement temperature — ток насыщения IS при второй температуре измерения
1.25e-7 A (по умолчанию)

Укажите значение тока насыщения при второй температуре измерения.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите Parameterization на Specify saturation current at second measurement temperature.

Second measurement temperature — вторая температура измерения
125 °C (по умолчанию)

Укажите значение для второй температуры измерения.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите Parameterization на Use an I-V data point at second measurement temperature or Specify saturation current at second measurement temperature.

Energy gap parameterization — параметризация энергетического зазора
Use nominal value for silicon (EG=1.11eV) (по умолчанию | 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

Выберите значение энергетического зазора из списка предопределенных вариантов или укажите пользовательское значение:

  • Use nominal value for silicon (EG=1.11eV) — значение по умолчанию.

  • 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 — при выборе этого параметра в диалоговом окне появляется параметр Энергетический зазор, EG, позволяющий указать пользовательское значение для EG.

Energy gap, EG — энергетический разрыв, EG
1.11 эВ (по умолчанию)

Укажите пользовательское значение для энергетического зазора, .

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите Energy gap parameterization в значение Specify a custom value.

Saturation current temperature exponent parameterization — параметризация температурной экспоненты тока насыщения
Use nominal value for pn-junction diode (XTI=3) (по умолчанию) | Use nominal value for Schottky barrier diode (XTI=2) | Specify a custom value

Выберите один из следующих вариантов, чтобы задать значение температурной экспоненты тока насыщения:

  • Use nominal value for pn-junction diode (XTI=3) — значение по умолчанию.

  • Use nominal value for Schottky barrier diode (XTI=2).

  • Specify a custom value — при выборе этой опции в диалоговом окне появляется параметр Saturation current temperature exponent, XTI, позволяющий указать пользовательское значение для .

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Parameterization значение Use an I-V data point at second measurement temperature, Specify saturation current at second measurement temperature, or Specify the energy gap, EG.

Saturation current temperature exponent, XTI — температурная экспонента тока насыщения
3 (по умолчанию)

Укажите пользовательское значение для экспоненты температуры тока насыщения, .

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Parameterization на Use an I-V data point at second measurement temperature, Specify saturation current at second measurement temperature, or Specify the energy gap, EG, а Saturation current temperature exponent parameterization — на Specify a custom value.

Reverse breakdown voltage temperature coefficient, dBV/dT — температурный коэффициент обратного пробивного напряжения
0 (по умолчанию)

Модуляция напряжения обратного пробоя . Если вы определяете напряжение обратного пробоя как положительную величину, то положительное значение означает, что величина напряжения обратного пробоя уменьшается с температурой.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Parameterization значение Use an I-V data point at second measurement temperature, Specify saturation current at second measurement temperature, or Specify the energy gap, EG.

Device simulation temperature — температура моделирования устройства
25 °C (по умолчанию)

Укажите значение температуры , при которой будет моделироваться устройство.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Parameterization значение Use an I-V data point at second measurement temperature, Specify saturation current at second measurement temperature, or Specify the energy gap, EG.

Примеры