전원 설계 기술 정보 사이트

기술 자료 다운로드

2020.01.22 시뮬레이션

SPICE 디바이스 모델 : 다이오드 예 – 제2장

전자 회로 시뮬레이션의 기초

다이오드 예 – 제1장」에 이어서, 다이오드의 SPICE 디바이스 모델을 예로, 디바이스 모델에 대한 설명을 하겠습니다.

SPICE 디바이스 모델 : 다이오드 디바이스 모델의 파라미터 조정

디바이스 모델은 파라미터를 설정하므로, 기술되어 있는 설정치를 바꾸어 쓰면 그것이 시뮬레이션 결과에 반영된다는 것을 쉽게 상상할 수 있을 것입니다. 하기는 제1장에서 게재한 다이오드 디바이스 모델의 VF를 조정한 예입니다.

다이오드의 VF를 조정하기 위해서는 IS (포화 전류)를 변경합니다. 「IF=IS*exp(Vd/(N*Vt)-1)」는 「제1장」에서 게재한 IF의 식입니다. 식에서 IS의 증감이 IF에 비례한다는 것을 알 수 있습니다. 그래프는 IS의 값을 10배와 1/10로 조정한 경우의 IF-VF 특성의 시뮬레이션 결과입니다. VF=0.7V일 때의 IF가 10배와 1/10이 됩니다.

파라미터와 다이오드의 특성 관계를 이해하기 위해서는, 모델 식과 파라미터를 이해해야 합니다.

SPICE 디바이스 모델의 제한

디바이스 모델은 기본적으로 이론식의 특성을 나타냅니다. 따라서, 이론식으로는 나타낼 수 없는 특성은 시뮬레이션 결과에 반영되지 않습니다. 시뮬레이션 결과 해석 시에는 이러한 점을 염두에 두어야 합니다.

하기 그래프는 상기와는 다른 다이오드의 IF-VF 특성입니다. 왼쪽은 데이터 시트에 게재되어 있는 실제의 대표 특성이며, 오른쪽은 해당 다이오드의 디바이스 모델에 의한 시뮬레이션 결과입니다.

IF-VF 특성의 직선성을 비교하면, 시뮬레이션 결과는 이론식에 근거한 결과임을 알 수 있습니다.

키 포인트

・SPICE 모델의 형식에는 「디바이스 모델」과 「Sub-circuit 모델」의 2종류가 있다.

・디바이스 모델의 파라미터를 변경함으로써 특성을 조정할 수 있다.

・디바이스 모델은 이론식에 근거하므로, 시뮬레이션은 식이 나타내는 범위의 결과가 된다. (실제와 다른 경우가 있다.)