1nuaaorcad教學(xué)ppt課件

1、 航天學(xué)院航天學(xué)院 導(dǎo)航、制導(dǎo)與控制導(dǎo)航、制導(dǎo)與控制 講師：李有光講師：李有光Lyghit163Lyghit163一一. . 仿真可以節(jié)省人力、物力、財力仿真可以節(jié)省人力、物力、財力進(jìn)行一次詳盡的仿真分析，比制作實際系統(tǒng)和進(jìn)行一次詳盡的仿真分析，比制作實際系統(tǒng)和樣機(jī)節(jié)省大量的經(jīng)費。而且，制作實際系統(tǒng)需要樣機(jī)節(jié)省大量的經(jīng)費。而且，制作實際系統(tǒng)需要計算元器件的定額，但仿真就不用。仿真還能發(fā)計算元器件的定額，但仿真就不用。仿真還能發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在的問題、確定最優(yōu)參數(shù)，從而增加試現(xiàn)系統(tǒng)存在的問題、確定最優(yōu)參數(shù)，從而增加試驗樣機(jī)一次成功的可能性。驗樣機(jī)一次成功的可能性。對于新的電路和參數(shù)器件新的裕度進(jìn)行實對

2、于新的電路和參數(shù)器件新的裕度進(jìn)行實驗，電路拓?fù)涞淖兓蛯嶒灳鶡o需成本。驗，電路拓?fù)涞淖兓蛯嶒灳鶡o需成本。提高了設(shè)計效率，減少了設(shè)計周期。提高了設(shè)計效率，減少了設(shè)計周期。 仿真能在各種假定的條件下，甚至是在目前無法實現(xiàn)仿真能在各種假定的條件下，甚至是在目前無法實現(xiàn)的條件下，對電路進(jìn)行研究。如不管是考慮安全因素還是的條件下，對電路進(jìn)行研究。如不管是考慮安全因素還是成本，實驗室里都不宜做的破壞性實驗。但是仿真卻可以成本，實驗室里都不宜做的破壞性實驗。但是仿真卻可以做各種故障和非正常性的實驗。做各種故障和非正常性的實驗。 在研究一個系統(tǒng)的方案的初期，可以將影響系統(tǒng)的一在研究一個系統(tǒng)的方案的初期，可以

3、將影響系統(tǒng)的一些次要因素去掉，如雜散電容、漏電感等，以免它們對系些次要因素去掉，如雜散電容、漏電感等，以免它們對系統(tǒng)的基本原理和性能產(chǎn)生影響，從而混淆了對系統(tǒng)的正確統(tǒng)的基本原理和性能產(chǎn)生影響，從而混淆了對系統(tǒng)的正確理解。但在制作一個實際系統(tǒng)中卻作不到這一點。一旦系理解。但在制作一個實際系統(tǒng)中卻作不到這一點。一旦系統(tǒng)出現(xiàn)異常，有時你甚至不知道問題出自主電路設(shè)計問題統(tǒng)出現(xiàn)異常，有時你甚至不知道問題出自主電路設(shè)計問題還是寄生電路引起的問題；還是寄生電路引起的問題； 仿真時，可以簡化部分電路，從而研究電路中的某一特仿真時，可以簡化部分電路，從而研究電路中的某一特定部分，對于實際系統(tǒng)這是不可能的。定部分

4、，對于實際系統(tǒng)這是不可能的。 可以觀察到器件和電路在各種條件下的工作性能可以觀察到器件和電路在各種條件下的工作性能 可以檢驗處于電路設(shè)計初始階段的各種決策可以檢驗處于電路設(shè)計初始階段的各種決策 有時計算機(jī)仿真是唯一可行或唯一安全的分析和評價技有時計算機(jī)仿真是唯一可行或唯一安全的分析和評價技術(shù)術(shù) 借助仿真，可以擁有各種高功率設(shè)備和測量儀器儀表借助仿真，可以擁有各種高功率設(shè)備和測量儀器儀表 計算非線性電路的平均功率、有效值、功率因數(shù)等，而計算非線性電路的平均功率、有效值、功率因數(shù)等，而 這在硬件電路中是難以實現(xiàn)的這在硬件電路中是難以實現(xiàn)的 能夠?qū)﹄娏﹄娮酉到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計能夠?qū)﹄娏﹄娮酉?/p>

5、統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計 進(jìn)行一些特殊的分析，比如進(jìn)行極限狀態(tài)和最壞情況分進(jìn)行一些特殊的分析，比如進(jìn)行極限狀態(tài)和最壞情況分析，進(jìn)行容差分析和優(yōu)化設(shè)計析，進(jìn)行容差分析和優(yōu)化設(shè)計 1. 設(shè)計依賴于設(shè)計師的經(jīng)驗。 2. 設(shè)計依賴于現(xiàn)有的通用元器件。 3. 設(shè)計后期的仿真不易實現(xiàn)和調(diào)試復(fù)雜。 4. 自下而上設(shè)計思想的局限。 5. 設(shè)計實現(xiàn)周期長，靈活性差，耗時 耗力，效率低下。 其方案驗證與設(shè)計、系統(tǒng)邏輯綜合、布局布線、性其方案驗證與設(shè)計、系統(tǒng)邏輯綜合、布局布線、性能仿真、器件編程等均由能仿真、器件編程等均由 EDA EDA工具一體化完成。工具一體化完成。設(shè)計思想不同：設(shè)計思想不同： 自上而下的設(shè)計

6、方法。自上而下的設(shè)計方法。 自上而下是指將系統(tǒng)的整體逐步分解為各個子系統(tǒng)自上而下是指將系統(tǒng)的整體逐步分解為各個子系統(tǒng)和模塊，若子系統(tǒng)規(guī)模較大，則還需將子系統(tǒng)進(jìn)一步分和模塊，若子系統(tǒng)規(guī)模較大，則還需將子系統(tǒng)進(jìn)一步分解為更小的子系統(tǒng)和?？?，層層分解，直至整個系統(tǒng)中解為更小的子系統(tǒng)和?？?，層層分解，直至整個系統(tǒng)中各個子系統(tǒng)關(guān)系合理，并便于電路級的設(shè)計和實現(xiàn)為止。各個子系統(tǒng)關(guān)系合理，并便于電路級的設(shè)計和實現(xiàn)為止。 自上而下設(shè)計中可逐層描述，逐層仿真，保證滿足自上而下設(shè)計中可逐層描述，逐層仿真，保證滿足系統(tǒng)指標(biāo)。系統(tǒng)指標(biāo)。 Pspice Pspice應(yīng)用改進(jìn)的節(jié)點分析法建立電路方程應(yīng)用改進(jìn)的節(jié)點分析法建

7、立電路方程MNAMNA），能進(jìn)行直流分析包括直流工作點、直流），能進(jìn)行直流分析包括直流工作點、直流轉(zhuǎn)移特性、直流傳輸曲線、直流靈敏度分析等），交轉(zhuǎn)移特性、直流傳輸曲線、直流靈敏度分析等），交流分析包括電路噪聲和失真分析和大信號暫態(tài)分流分析包括電路噪聲和失真分析和大信號暫態(tài)分析包括離散傅立葉分析）。析包括離散傅立葉分析）。 Pspice Pspice輸出內(nèi)容可包括：直流輸出、交流輸出、輸出內(nèi)容可包括：直流輸出、交流輸出、暫態(tài)輸出、噪聲輸出等，也可包括任意節(jié)點的電壓、暫態(tài)輸出、噪聲輸出等，也可包括任意節(jié)點的電壓、支路電流。輸出可采用數(shù)據(jù)和曲線形式。支路電流。輸出可采用數(shù)據(jù)和曲線形式。 通用仿真分析

8、主要有下面的幾種軟件通用仿真分析主要有下面的幾種軟件: : Saber軟件十分適用數(shù)字軟件十分適用數(shù)字模擬混合電路的仿真分析，模擬混合電路的仿真分析，電力電子電路往往正是這樣的電路。電力電子電路往往正是這樣的電路。Saber十分適合電力十分適合電力電子系統(tǒng)的仿真。電子系統(tǒng)的仿真。Saber包括各種分析技術(shù)，它們是：電包括各種分析技術(shù)，它們是：電子、電力電子、機(jī)電、機(jī)械、光電、光學(xué)、液壓控制、系子、電力電子、機(jī)電、機(jī)械、光電、光學(xué)、液壓控制、系統(tǒng)離散數(shù)字系統(tǒng)等。統(tǒng)離散數(shù)字系統(tǒng)等。Saber有包括電力電子器件在內(nèi)非常有包括電力電子器件在內(nèi)非常全面的元器件庫。全面的元器件庫。Saber可進(jìn)行的分析有

9、：直流工作點分可進(jìn)行的分析有：直流工作點分析、暫態(tài)分析、交流小信號頻率響應(yīng)分析、零極點分析、析、暫態(tài)分析、交流小信號頻率響應(yīng)分析、零極點分析、頻譜分析、參數(shù)分析、直流傳輸分析、統(tǒng)計分析應(yīng)力分析、頻譜分析、參數(shù)分析、直流傳輸分析、統(tǒng)計分析應(yīng)力分析、故障分析等。故障分析等。Saber還有硬件描述語言還有硬件描述語言MAST。 MatlabMatrix Laboratory由由Mathworks公司推出的當(dāng)前公司推出的當(dāng)前國際上最流行的數(shù)學(xué)分析軟件，是一種以矩陣為基本編程單元國際上最流行的數(shù)學(xué)分析軟件，是一種以矩陣為基本編程單元程序設(shè)計語言。它提供了各種矩陣的運(yùn)算與操作，并有較強(qiáng)的程序設(shè)計語言。它提

10、供了各種矩陣的運(yùn)算與操作，并有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)可視化功能。數(shù)據(jù)可視化功能。由于由于Matlab有強(qiáng)大的矩陣運(yùn)算和繪圖功能，許多控制界的名有強(qiáng)大的矩陣運(yùn)算和繪圖功能，許多控制界的名家在自己擅長的專業(yè)領(lǐng)域編寫了一些具有特殊意義的工具箱家在自己擅長的專業(yè)領(lǐng)域編寫了一些具有特殊意義的工具箱Toolbox）,如控制工具箱、電力系統(tǒng)工具箱、系統(tǒng)辨識工具如控制工具箱、電力系統(tǒng)工具箱、系統(tǒng)辨識工具箱、小波信號工具箱、信號處理工具箱等。箱、小波信號工具箱、信號處理工具箱等。1992年年Mathworks公司又推出的交互式模型輸入與仿真環(huán)境公司又推出的交互式模型輸入與仿真環(huán)境Simulink使得使得Matlab為控制系

11、統(tǒng)的仿真與為控制系統(tǒng)的仿真與CAD應(yīng)用打開了嶄新局面。應(yīng)用打開了嶄新局面。利用利用Simulink的模塊的功能，對電力電子系統(tǒng)層面的仿真變得的模塊的功能，對電力電子系統(tǒng)層面的仿真變得十分方便和容易?；谑址奖愫腿菀??；贛atlab的仿真方法將成為電力電子系的仿真方法將成為電力電子系統(tǒng)仿真分析和統(tǒng)仿真分析和CAD的重要發(fā)展方向。的重要發(fā)展方向。 （4 4） EWB: EWB: 該軟件統(tǒng)稱電子工作臺具該軟件統(tǒng)稱電子工作臺具有學(xué)習(xí)容易，使用簡便和仿真結(jié)果直觀有學(xué)習(xí)容易，使用簡便和仿真結(jié)果直觀清晰等特點。同時提供了多種虛擬儀器，清晰等特點。同時提供了多種虛擬儀器，用戶可以利用虛擬儀器對電路進(jìn)行仿真

12、用戶可以利用虛擬儀器對電路進(jìn)行仿真實驗，就如同在實驗室中使用真實的儀實驗，就如同在實驗室中使用真實的儀器進(jìn)行電路調(diào)試。因此他很適合做電子器進(jìn)行電路調(diào)試。因此他很適合做電子技術(shù)課程的輔助實驗教學(xué)技術(shù)課程的輔助實驗教學(xué). . （5 5） System View: System View: 該軟件是一個用于現(xiàn)該軟件是一個用于現(xiàn)代電子系統(tǒng)設(shè)計、仿真的動態(tài)電路分析代電子系統(tǒng)設(shè)計、仿真的動態(tài)電路分析工具，是一個系統(tǒng)級的工作平臺，具有工具，是一個系統(tǒng)級的工作平臺，具有很強(qiáng)的專業(yè)應(yīng)用性特點。主要應(yīng)用于通很強(qiáng)的專業(yè)應(yīng)用性特點。主要應(yīng)用于通信應(yīng)用的系統(tǒng)設(shè)計、分析，可以進(jìn)行數(shù)信應(yīng)用的系統(tǒng)設(shè)計、分析，可以進(jìn)行數(shù)字信號

13、處理系統(tǒng)、模仿、數(shù)字通信系統(tǒng)，字信號處理系統(tǒng)、模仿、數(shù)字通信系統(tǒng)，信號處理和控制系統(tǒng)的仿真分析。信號處理和控制系統(tǒng)的仿真分析。 對電力電子器件的建模也是電力電子系統(tǒng)仿真的一對電力電子器件的建模也是電力電子系統(tǒng)仿真的一個重要方面，建立起一個精確的器件模型是非常困難的。個重要方面，建立起一個精確的器件模型是非常困難的。器件模型分為三種：器件模型分為三種：1.1.簡單模型簡單模型 2.2.一般模型一般模型 3.3.精確模型精確模型SGDDSVDSCGSCGDCGDVGSVDRSRGRDJ人才市場需求/ 軟件專區(qū) / = 工程科學(xué) =/ = 電子設(shè)計自動化 (EDA)

14、=/ Orcad.10.5.電子電路設(shè)計設(shè)設(shè) 計計 指指 標(biāo)標(biāo) 要要 求求確確 定定 電電 路路 方方 案案確確 定定 電電 路路 參參 數(shù)數(shù)選選 定定 分分 析析 方方 法法修修 改改 電電 路路 參參 數(shù)數(shù)修修 改改 電電 路路 方方 案案數(shù)數(shù) 學(xué)學(xué) 方方 法法C CA AC CA A實實 驗驗 方方 法法結(jié)結(jié) 果果性性 能能 滿滿 足足 要要 求求確確 定定 電電 路路輸輸出出結(jié)結(jié)果果輸輸入入電電路路的的拓拓?fù)鋼湫判畔⑾⒑秃驮靥匦孕越饨夥椒匠坛糖笄髷?shù)數(shù)值值解解確確定定器器件件模模型型并并處處理理建建立立電電路路方方程程lSPICE于1973年4月12日在加拿大滑鐵盧的第16屆中西

15、部電路理論會議上，由美國加州大學(xué)伯克利分校的Donald O. Pederson教授發(fā)布。lthe Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis (SPICE) Donald O. Pederson, Professor Emeritus in the Department of Electrical Engineering and Computer Sciences. l 是為非線性直流、非線性瞬態(tài)、和線性是為非線性直流、非線性瞬態(tài)、和線性交流電路分析而編制的通用電路模擬程序。電交流電路分析而編制的通用電路模擬程序。電路中可以包含電阻

16、路中可以包含電阻(resistor)、電容、電容(capacitor)、電感電感 (inductor)、互感、互感(mutual inductor)、獨立、獨立電壓源電壓源(voltage source)和電流源和電流源(current source)、五種最常用的半導(dǎo)體元件：二極、五種最常用的半導(dǎo)體元件：二極管管(diode)、BJT、JFET、MESFET和和MOSFET。 PSPICE PSPICE則是由美國則是由美國MicrosimMicrosim公司在公司在SPICE 2GSPICE 2G版本的基礎(chǔ)版本的基礎(chǔ)上升級并用于上升級并用于PCPC機(jī)上的機(jī)上的SPICESPICE版本，其中采

17、用自由格式語版本，其中采用自由格式語言的言的5.05.0版本自版本自8080年代以來在我國得到廣泛應(yīng)用，并且從年代以來在我國得到廣泛應(yīng)用，并且從6.06.0版本開始引入圖形界面。版本開始引入圖形界面。20192019年著名的年著名的EDAEDA商業(yè)軟件商業(yè)軟件開發(fā)商開發(fā)商ORCADORCAD公司與公司與MicrosimMicrosim公司正式合并，自此公司正式合并，自此MicrosimMicrosim公司的公司的PSPICEPSPICE產(chǎn)品正式并入產(chǎn)品正式并入ORCADORCAD公司的商業(yè)公司的商業(yè)EDAEDA系統(tǒng)中。與傳統(tǒng)的系統(tǒng)中。與傳統(tǒng)的SPICESPICE軟件相比，軟件相比，PSPICE

18、 9.0PSPICE 9.0在三在三大方面實現(xiàn)了重大變革：首先，在對模擬電路進(jìn)行直流、大方面實現(xiàn)了重大變革：首先，在對模擬電路進(jìn)行直流、交流和瞬態(tài)等基本電路特性分析的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了蒙特交流和瞬態(tài)等基本電路特性分析的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了蒙特卡羅分析、最壞情況分析以及優(yōu)化設(shè)計等較為復(fù)雜的電卡羅分析、最壞情況分析以及優(yōu)化設(shè)計等較為復(fù)雜的電路特性分析；第二，不但能夠?qū)δM電路進(jìn)行，而且能路特性分析；第二，不但能夠?qū)δM電路進(jìn)行，而且能夠?qū)?shù)字電路、數(shù)夠?qū)?shù)字電路、數(shù)/ /?；旌想娐愤M(jìn)行仿真；第三，集成度?；旌想娐愤M(jìn)行仿真；第三，集成度大大提高，電路圖繪制完成后可直接進(jìn)行電路仿真，并大大提高，電路圖繪制完成后

19、可直接進(jìn)行電路仿真，并且可以隨時分析觀察仿真結(jié)果。且可以隨時分析觀察仿真結(jié)果。V1V1V2V2TRCTRCTRDTRDTFDTFDTFCTFCt tV(V)V(V)V1V1V2V2TRTRTDTDTFTFt tV(V)V(V)PERPERPWPWV(V)V(V)T1T1T2T2T3T3T4T4T5T5T6T6V1V1V2V2V3V3V4V4V5V5V6V6t t+ P18 BC2 + P19C3 + P20A4 + .l語句格式：l.WCASE (analysis) (output variable) l例：.WCASE TRAN V(10) YMXl.WCASE DC IC(Q6) YMAX

20、 VARY DEVl.WASE AC VP(5，0) YMAX DEVICE RQ OUTPUT ALLl .WCASE 語句中的前三項(analysis) (output variable) 均與.MC語甸中的含意一樣,是任選項， 可沒有，也可選下列幾種：l?.WASE 語句是對電路進(jìn)行靈敏度和最壞情況分析。該語句是在參數(shù)變化時，對所選的分析多次運(yùn)行,與.MC不同的是.WCASE每次運(yùn)行只改變一個器件參數(shù)，而monte carlo統(tǒng)計分析是參數(shù)按指定的統(tǒng)計規(guī)律同時隨機(jī)的變化。由于.WCASE每次運(yùn)行時可求出每個參數(shù)對輸出變量(波形)的靈敏度，在所有的靈敏度都得到后，在最后一次運(yùn)行中使各個參數(shù)

21、同時按容差范圍內(nèi)各自的最大變化量改變，這樣就進(jìn)行了最壞情況分析了。如果器件參數(shù)有5個， .WCASE 開始按參數(shù)的標(biāo)稱值進(jìn)行第一次分析，然后由各自容差分別改變一個參數(shù)共運(yùn)行5次，最后進(jìn)行最壞情況分析，所以.WCASE 共進(jìn)行參數(shù)變量加二次等于7次分析。0R21kV11Vac0VdcR11kL110uH12L210uH12R51kV31Vac0Vdc-+-E1E0R41kR31kC11n0C21nL610uH12R61kL510uH12L410uH12L310uH12V41Vac0VdcR7500megC11n0C21nL610uH12R61kL510uH12L410uH12L310uH12V4

22、1Vac0VdcR8500megR91k1Vac0VdcC31n0R101kR111GV71Vac0Vdc0V61Vac0Vdc0V81Vac0VdcL710uH12使用OFF項在直流計算時，可關(guān)斷所有對直流計算是截止的半導(dǎo)體器件。偏置點首先是假定被設(shè)定的器件都是在截止時得到的，收斂后再允許這些器件中有電流通過，以使它們的端電壓與實際相符，處于正常工作，然后繼續(xù)迭代至收斂。因此ONOFF項不影響偏置點的最終解，只影響對初始迭代的估計。所以，這種方法對非線性工作區(qū)是最有效。使用.NODESET語句 .NODESET 語句是節(jié)點電壓設(shè)置語句，用它可以對電路中某些節(jié)點設(shè)置初始電壓。在直流分析時將對予

23、置節(jié)點接上設(shè)定的電壓源，進(jìn)行迭代直至收斂，再將這些電壓源去掉繼續(xù)迭代直至收斂到最終解。因此該語句僅起幫助收斂的作用并不影響直流偏置點的最終解。 放寬分析精確度收斂的最終判據(jù)是用相對誤差和絕對誤差來表示的，這些誤差直接反映了分析的精度。如果放寬了分析的精度也就放寬了收斂的條件。如果設(shè)置RELTOL0.02，ABSTOL10-10，VNTOL=10-4,且把ITL1設(shè)為300，這就比用它們的缺省值都大，即放寬了收斂條件，如果這時收斂了，就記下非線性元件控制節(jié)點的直流電壓值，并把這些節(jié)點的電壓用.NODESET語句設(shè)定記下的節(jié)點直流電壓值，然后恢復(fù)上述任選項的值，即提高分析精度，再運(yùn)行一次，看是否收

24、斂。使用UIC開關(guān) 在以上方法都不能使直流偏置點收斂時，使用開關(guān)UIC可作為最后的償試。該法獲得正確結(jié)果的可能性約98。這種方法是在不用直流(DC)和交流(AC)分析時只進(jìn)行瞬態(tài)分析，并用獲得的穩(wěn)態(tài)輸出值作為給節(jié)點進(jìn)行電壓值設(shè)定，再按要求，重新進(jìn)行所需的分析。 具體步驟如下：1、如果在輸入文件中有.OP和.AC語句，則去掉這些語句，只進(jìn)行瞬態(tài)分析。去掉所有脈沖，指數(shù)或正弦輸入源。 2、設(shè)置合理的模擬時間。 3、使用.TRAN語句中的UIC開關(guān)，這將允許在沒有求解靜態(tài)工作點的情況下就進(jìn)行瞬態(tài)計算。 4、對電路的輸入文件中的每一個非線性控制節(jié)點添加觀察項5、運(yùn)行該分析。6、從輸出曲線圖中每一節(jié)點的

25、輸出波形取值。將這些電壓值作為節(jié)點設(shè)置來決定每個非線性控制節(jié)點的初始電壓。7、重新加上所需要的獨立電源、.OP和.AC語句。8、.TRAN語句中去掉UIC開關(guān),再開始分析。l電容值與電壓和溫度的關(guān)系為：電容值與電壓和溫度的關(guān)系為：Cnew=Value*C* 1+Vc1*V+Vc2*V2*1+Tc1*(T-T0)+Tc2*(T-T0)21E+3l磁疇壁折曲常數(shù)磁疇壁折曲常數(shù) C缺省值為缺省值為0.2l磁疇壁約束常數(shù)磁疇壁約束常數(shù) K缺省值為缺省值為500：i2=4kT/RSRsACdKID頻率特性主要是由擴(kuò)散電容描述的電荷頻率特性主要是由擴(kuò)散電容描述的電荷 為了模擬晶體管中的電荷存貯效應(yīng)采用電容

26、模型來模擬。為了模擬晶體管中的電荷存貯效應(yīng)采用電容模型來模擬。晶體管中的存貯電荷一部分是由晶體管中的存貯電荷一部分是由PN結(jié)的空間電荷區(qū)存貯的，結(jié)的空間電荷區(qū)存貯的，并用結(jié)勢壘電容來表示，另一部分是由于注入的少數(shù)載流子引并用結(jié)勢壘電容來表示，另一部分是由于注入的少數(shù)載流子引起的，這部分電荷用注入的載流子電荷或擴(kuò)散電容來表示。其起的，這部分電荷用注入的載流子電荷或擴(kuò)散電容來表示。其中中B-E結(jié)電容為：結(jié)電容為： Cbe = B-E結(jié)電容結(jié)電容= Ctbe + areaCjbeCtbe = 擴(kuò)散電容擴(kuò)散電容 = tfGbetf = 有效度越時間有效度越時間 = TF(1+XTF(Ibe1/(Ibe

27、1+areaITF)2eVbc/(1.44VTF)Gbe = B-E直流電導(dǎo)直流電導(dǎo) = (dIbe)/(dVb)Ibe = Ibe1 + Ibe2Cjbe = CJE(1-Vbe/VJE)-MJE Vbe FCVJE B-C結(jié)電容為：結(jié)電容為：Cbc = B-C結(jié)電容結(jié)電容= Ctbc + areaXCJCCjbcCtbc =擴(kuò)散電容擴(kuò)散電容 = TRGbcGbc = B-C直流電導(dǎo)直流電導(dǎo) = (dIbc)/(dVbc)基極串聯(lián)電阻對直流特性基極串聯(lián)電阻對直流特性(特別在大電流時特別在大電流時)，對頻率特，對頻率特性等有較大影響。定義性等有較大影響。定義Rb 為實際的基極為實際的基極(寄生

28、寄生)電阻，可用電阻，可用RB 考慮晶體管的準(zhǔn)飽和效應(yīng)，在本征集電極和集電極串聯(lián)考慮晶體管的準(zhǔn)飽和效應(yīng)，在本征集電極和集電極串聯(lián)電阻之間加入了一個新的節(jié)點，并加上了受控電流源，二個受電阻之間加入了一個新的節(jié)點，并加上了受控電流源，二個受控電容分別用控電容分別用Qw和和Qo，表示。如果模型參數(shù)，表示。如果模型參數(shù)RCO0，則準(zhǔn)，則準(zhǔn)飽和效應(yīng)就考慮飽和效應(yīng)就考慮.Iepi = area(VO(Vt(K(Vbc)-K(Vbn)-ln(1+K(Vbc)/(1+K(Vbn)+Vbc-Vbn)/RCO(|Vbc-Vbn|+VO)Qo = areaQCO( K(Vbc)-1-GAMMA/2 )Qw = ar

29、eaQCO( K(Vbn)-1-GAMMA/2 )K(v) = (1+GAMMAe(v/Vt)1/2在模型參數(shù)中，直流特性由下列參數(shù)確定。在模型參數(shù)中，直流特性由下列參數(shù)確定。VTO和和BETA決定漏電流隨柵壓的變化，決定漏電流隨柵壓的變化，LAMBDA決定輸決定輸出電導(dǎo)，出電導(dǎo)，IS是兩個柵結(jié)的飽和電流。模型中還包括兩個歐姆是兩個柵結(jié)的飽和電流。模型中還包括兩個歐姆電阻電阻RD和和RS。電荷貯存效應(yīng)由兩個柵結(jié)的非線性耗盡層電。電荷貯存效應(yīng)由兩個柵結(jié)的非線性耗盡層電容模擬，該電容隨結(jié)電壓的容模擬，該電容隨結(jié)電壓的-1/2冪變化并由零偏壓時冪變化并由零偏壓時CGS、CGD和結(jié)電勢和結(jié)電勢PB所決

30、定。所決定。 當(dāng)當(dāng)VTO0，表明是耗盡型，表明是耗盡型JFET，不論是，不論是N溝還是溝還是P溝，溝，VTO0，表明器件是增強(qiáng)型，表明器件是增強(qiáng)型JFET。直流模型直流模型Ig = 柵極電流柵極電流 = area(Igs + Igd)Igs =柵源結(jié)的泄漏電流柵源結(jié)的泄漏電流= In + IrKgIn = PN結(jié)傳輸電流結(jié)傳輸電流 = IS(e Vgs/(NVt)-1)Ir = 復(fù)合電流復(fù)合電流 = ISR(e Vgs/(NRVt)-1)Kg = 產(chǎn)生因子產(chǎn)生因子 = (1-Vgs/PB)2+0.005)M/2Igd =柵漏結(jié)的泄漏電流柵漏結(jié)的泄漏電流= In + IrKg + IiIn =

31、PN結(jié)傳輸電流結(jié)傳輸電流 = IS(e Vgd/(NVt)-1)Ir =復(fù)合電流復(fù)合電流 = ISR(e Vgd/(NRVt)-1)Kg =產(chǎn)生因子產(chǎn)生因子 = (1-Vgd/PB)2+0.005)M/2Ii = 碰撞電流碰撞電流Ii = IdrainALPHAvdife-VK/vdif 0 Vgs-VTO 0：Idrain = 0Vgs-VTO 0Idrain = BETA(1+LAMBDAVds)Vds(2(Vgs-VTO)-Vds) Vds Vgs-VTOIdrain = BETA(1+LAMBDAVds)(Vgs-VTO)2 0 Vgs-VTO VdsVds 0：僅需將上面公式中所有的源和漏對調(diào)一下即可。僅需將上面公式中所有的源和漏對調(diào)一下即可。柵源柵源P