Диод (SPICE-модель)#

block — Внешний вид блока в REPEAT VISION#

Блок Диод (SPICE-модель) представляет собой SPICE-модель диода, в которую добавлено параллельное сопротивление для учета эффектов утечки. Блок реализует следующую схему замещения :

Схем замещения содержит следующие элементы:

\(C_d\) – емкость p-n-перехода. Определяется аналитически в зависимости от параметров блока и напряжения на p-n-переходе;
\(I_d\) – источник тока, формирующий ток p-n-перехода. Определяется аналитически в зависимости от параметров блока и напряжения на p-n-переходе;
\(R_L\) – активное сопротивление, имитирующее паразитное параллельное сопротивление (эффект утечки);
\(R_S\) – активное сопротивление, имитирующее паразитное последовательное сопротивление.

Блок может реализует одно из двух условий:

наличие нелинейной зависимости от температуры;
отсутствие нелинейной зависимости от температуры.

Общим уравнением для двух условий зависимости от температуры является уравнение (1):

(1)#\[VT=\frac{k \cdot T}{q}\]

где:

\(k\) – постоянная Больцмана, \(k=1.38 \cdot 10^{-23}\) [Дж/К];

\(T\) – температура диода, [К];

\(q\) – элементарный электрический заряд электрона, \(q=1.602 \cdot 10^{-19}\) [Кл].

При отсутствии нелинейной зависимости от температуры используются следующие уравнения (2), (3), (4), (5), (6), (7), (8), (9), (10), (11), (12):

(2)#\[I_{nrm}=IS \cdot (e^{\frac{U_d}{VT\cdot N}}-1)\]

(3)#\[\begin{split}K_{inj} =\begin{cases}\sqrt{\frac{IKF\cdot AREA}{IKF \cdot AREA +I_{nrm}}} , & \ IKF>0\\1,& \ IKF=0 \end{cases}\end{split}\]

(4)#\[I_{rec}=ISR \cdot (e^{\frac{U_d}{VT\cdot NR}}-1)\]

(5)#\[K_{gen}=((1-\frac{U_d}{VJ})^2 + 0.005)^{M/2}\]

(6)#\[I_{fwd}=I_{nrm} \cdot K_{inj}+I_{rec} \cdot K_{gen}\]

(7)#\[I_{rev}= IBV \cdot AREA \cdot (e^{-(\frac{U_d+BV}{VT \cdot NBV})}-1)+IBVL \cdot AREA \cdot (e^{-(\frac{U_d+BV}{VT \cdot NBVL})}-1)\]

(8)#\[I_d=I_{fwd}-I_{rev}\]

(9)#\[G_d=\frac{dI_{vd}}{dU_d}\]

(10)#\[CT=TT \cdot G_d\]

(11)#\[\begin{split}CJ =\begin{cases} CJO \cdot(1-\frac{U_d}{VJ})^{-M}, & \ U_d \leq FC \cdot VJ\\CJO \cdot (1-FC)^{-(1+M)}\cdot (1-FC \cdot(1+M)+M \cdot \frac{U_d}{VJ}),& \ U_d>FC \cdot VJ \end{cases}\end{split}\]

(12)#\[C_d=CT+CJ\]

При наличии нелинейной зависимости от температуры используются следующие уравнения (13), (14), (15), (16), (17), (18), (19), (20), (21), (22), (23), (24), (25), (26), (27), (28), (29), (30), (31), (32):

(13)#\[IS(T)=IS \cdot AREA \cdot e^{((\frac{T}{TMEAS}-1)\cdot\frac{EG}{VT \cdot N})}\cdot (\frac{T}{TMEAS})^{\frac{XTI}{N}}\]

(14)#\[ISR(T)=ISR \cdot AREA \cdot e^{((\frac{T}{TMEAS}-1)\cdot\frac{EG}{VT \cdot NR})}\cdot (\frac{T}{TMEAS})^{\frac{XTI}{NR}}\]

(15)#\[IKF(T)=IKF \cdot AREA \cdot (1+TIKF \cdot (T-TMEAS))\]

(16)#\[BV(T)=BV \cdot (1+TBV1 \cdot (T-TMEAS) + TBV2 \cdot (T-TMEAS)^2)\]

(17)#\[RS(T)=RS \cdot (1+TRS1 \cdot (T-TMEAS) + TRS2 \cdot (T-TMEAS)^2)\]

(18)#\[EG_{TMEAS}=1.17 - \frac{0.000702 \cdot T^2}{TMEAS+1108}\]

(19)#\[EG_T=1.16 - \frac{0.000702 \cdot T^2}{T+1108}\]

(20)#\[VJ(T)=VJ\cdot(\frac{T}{TMEAS})-3 \cdot VT \cdot ln(\frac{T}{TMEAS})-EG_{TMEAS}(\frac{T}{TMEAS})+EG_T\]

(21)#\[CJO(T)=CJO\cdot AREA(1+M \cdot(0.0004 \cdot (T-TMEAS)+(1-\frac{VJ(T)}{VJ})))\]

(22)#\[I_{nrm}=IS(T)\cdot(e^{(\frac{U_d}{VT \cdot N})}-1)\]

(23)#\[\begin{split}K_{inj} =\begin{cases} \sqrt{\frac{IKF \cdot AREA}{IKF \cdot AREA + I_{nrm}}}, & \ IKF>0\\1,& \ IKF=0\end{cases}\end{split}\]

(24)#\[I_{rec}=ISR(T)\cdot(e^{(\frac{U_d}{VT \cdot NR})}-1)\]

(25)#\[K_{gen}=((1-\frac{U_d}{VJ(T)})^2+0.005)^{M/2}\]

(26)#\[I_{fwd}=I_nrm \cdot K_{inj}+I_{rec}\cdot K_{gen}\]

(27)#\[I_{rev}=IBV \cdot AREA \cdot (e^{-(\frac{U_d+BV(T)}{VT \cdot NBV})}-1)+IBVL \cdot AREA \cdot (e^{-(\frac{U_d+BV(T)}{VT \cdot NBVL})}-1)\]

(28)#\[I_d=I_{fwd}-I_{rev}\]

(29)#\[G_d=\frac{dI_{vd}}{dU_d}\]

(30)#\[CT=TT \cdot G_d\]

(31)#\[\begin{split}CJ =\begin{cases} CJO(T) \cdot (1-\frac{U_d}{VJ(T)})^{-M}, & \ U_d\leq FC \cdot VJ(T)\\CJO(T) \cdot(1-FC)^{-(1+M)}\cdot(1-FC \cdot(1+M)+M\cdot \frac{U_d}{VJ(T)}),& \ U_d>FC \cdot VJ(T)\end{cases}\end{split}\]

(32)#\[C_d=CT +CJ\]

1. Свойства#

Свойство	Значение по умолчанию	Описание	Единицы измерения
RL – активное сопротивление утечки	100000.0	–	Ом
T – температура диода	25.0	–	℃
AREA – относительная площадь диода	1.0E7	–	о.е.
IKF – предельный ток при высоком уровне инжекции	0.0042	–	А
VJ – контактная разность потенциалов	1.0	–	В
M – коэффициент плавности p-n-перехода	0.5	–	–
IBV – Начальный ток пробоя, соответствующий обратному напряжению пробоя	1.0E-10	–	А
BV – обратное напряжение пробоя	1.0E7	–	В
NBV – коэффициент неидеальности на участке пробоя	1.0	–	–
IBVL – начальный ток пробоя низкого уровня	0.0	–	А
NBVL – коэффициент неидеальности на участке пробоя низкого уровня	1.0	–	–
IS – ток насыщения	1.0E-15	–	А
ISR – параметр тока рекомбинации	0.0	–	В
RS – активное последовательное сопротивление (объемное)	0.0	–	Ом
N – коэффициент эмиссии	1.0	–	–
NR – коэффициент эмиссии для тока рекомбинации	2.0	–	–
CJO – барьерная ёмкость при нулевом смещении	0.0	–	Ф
TT – время переноса носителей заряда	0.0	–	с
FC – коэффициент нелинейности барьерной емкости прямосмещенного перехода	0.5	–	–
Нелинейная зависимость параметров от температуры	выкл	–	–
TMEAS – температура диода при измерении параметров	25.0	–	℃
XTI – температурный коэффициент IS, доступно при выборе `Нелинейная зависимость параметров от температуры` - `вкл`	3.0	–	–
EG – энергетический барьер (ширина запрещенной зоны), доступно при выборе `Нелинейная зависимость параметров от температуры` - `вкл`	1.11	–	эВ
TIKF – линейный температурный коэффициент для IKF, доступно при выборе `Нелинейная зависимость параметров от температуры` - `вкл`	0.0	–	–
TBV1 – линейный температурный коэффициент для BV, доступно при выборе `Нелинейная зависимость параметров от температуры` - `вкл`	0.0	–	–
TBV2 – квадратичный температурный коэффициент для BV, доступно при выборе `Нелинейная зависимость параметров от температуры` - `вкл`	0.0	–	–
TRS1 – линейный температурный коэффициент для RS, доступно при выборе `Нелинейная зависимость параметров от температуры` - `вкл`	0.0	–	–
TRS2 – квадратичный температурный коэффициент для RS, доступно при выборе `Нелинейная зависимость параметров от температуры` - `вкл`	0.0	–	–

2. Входы и выходы#

Параметры	вход/выход	Описание	Единицы измерения	Тип порта
Анод	Вход	-	-	Электроника
Катод	Выход	-	-	Электроника

Для того, чтобы посмотреть возможности подключения блока необходимо перейти на страницу Описание портов блоков