pspice中的电路元器件类型描述
在运行于windows环境下的pspice中,均采用图形方式描述需要仿真的电路。即在pspice提供的绘图编辑器中,画出电路图,并将其存为扩展名为sch的图形文件(计算机自动生成扩展名)。电路中用到的元器件、电源和信号源可从pspice提供的库中直接调用。
一个完整的电路,不仅包括电路的结构,而且还包含各元器件、信号源及电源的有关参数。电路的结构可以通过元器件符号以及它们之间的连线来描述;而参数则是在元件属性(attributes)中描述的。描述一个元器件通常包括元器件符号名称、元器件在电路中的标号、元器件参数值等几部分内容。由于有源器件的参数较多,它们不直接在属性中给出,而是用专门的模型(model)来描述,属性中只给出它的模型名称。仿真时,pspice从模型库中调出该元器件的参数值进行仿真。下面对电路元件的描述作进一步的介绍。
表1.3.1
序号
类型名称
描述关键词
元器件类型
1
res
r
电阻器
2
cap
c
电容器
3
ind
l
电感器
4
d
d
二极管
5
npn
q
npn bjt三极管
6
pnp
q
pnp bjt三极管
7
lpnp
q
横向pnp bjt三极管
8
njf
j
n沟道jfet
9
pjf
j
p沟道jfet
10
nmos
m
n沟道mosfet
11
pmos
m
p沟道mosfet
12
gasfet
b
gaasfet
13
core
k
非线性磁芯(变压器)
14
vswitch
s
电压控制开关
15
iswitch
w
电流控制开关
16
dinput
n
数字输入器件
17
doutput
o
数字输出器件
18
uio
u
数字输入输出模型
19
ugate
u
标准门
20
utgate
u
三态门
21
ueff
u
边沿触发器
22
ugff
u
门触发器
23
uwdth
u
脉宽校验器
24
usuhd
u
复位和保持校验器
25
udly
u
数字延迟线
1. 电阻、电容和电感
在符号库(*.slb)中分别用关键字r、c和l来标识电阻、电容和电感元件(pspice中的元器件关键字见表1.3.1所示)。在电路中以关键字开头,后跟长度不超过8个字符的字母或数字作为它们的标号。例如,r2、ce、l5。它们的参数在元件属性的value项中定义。例如,value=10k。另外,在ic项中还可以设置电容的初始电压和电感的初始电流。r、c和l是不带模型的元件,因此,在做统计分析时必须将它们换成具有模型的元件,如rbreak、cbreak和lbreak分别是带模型的电阻、电容和电感元件。
2. 有源器件
有源器件在符号库中的名称(name)通常以关键字开头,后跟长度不超过8个字符的字母或数字命名,如q2n2222表示一种npn型bjt。74系列的数字集成电路芯片以它们的型号作为元器件名称。
有源器件的参数均在它们的模型中描述。在pspice中是按器件类型(device-type)来建立模型的,这些类型如表1.3.1所示。同一类型的器件有相同的模型结构,只是具体参数值有所不同。例如,q2n2222和q2n3904均属npn型bjt。
在模型库中,有源器件的模型名称(modelname)与符号库中器件名称的命名方法类似。符号库(扩展名为slb的磁盘文件)与模型库(扩展名为lib的磁盘文件)是通过模型名称建立联系的。例如,q2n2222、q2n2222-x。
电路仿真的精度主要由元器件所选用的模型和模型参数来决定。pspice中选用了较精确的模型,其模型参数也很多,在多数情况下,可以忽略其中许多参数。pspice在分析时使用这些参数的缺省值(default value 计算机自动给出的值,也称为默认值)。表1.3.2中给出了几种器件常用的模型参数。
表1.3.2 几种元器件常用的模型参数
元器件模型
参数名
定义
缺省值
单位
d
is
rs
n
cjo
vj
bv
ibv
饱和电流
寄生串联电阻
发射系数
零偏pn结电容
结电势
反向击穿电压
反向击穿电流
1e-14
0
1
0
1
¥
1e-10
a
w
f
v
v
a
bjt
bf
nf
vaf
br
nr
var
cje
cjc
rb
re
rc
vje
正向电流放大系数
正向电流发射系数
正向early电压
反向电流放大系数
反向电流发射系数
反向early电压
b-e结零偏压电容
b-c结零偏压电容
零偏压基极电阻
发射极电阻
集电极电阻
b-e结内建电势
100
1
¥
1
1
¥
0
0
0
0
0
0.75
v
v
f
f
w
w
w
v
mosfet
vto
kp
cbd
cbs
tox
cgdo
cgso
cgbo
零偏压阈值电压
跨导系数
零偏压漏极-衬底结电容
零偏压源极-衬底结电容
氧化层厚度
单位宽度的栅源覆盖电容
单位宽度的栅漏覆盖电容
单位长度的栅-衬底覆盖电容
0
0.02
0
0
1e-7
0
0
0
v
ma/v2
f
f
m
f/m
f/m
f/m
jeft
vto
beta
lambda
rd
rs
cgs
cgd
夹断电压
跨导系数
沟道长度调制系数
漏极电阻
源极电阻
零偏压栅源电容
零偏压栅漏电容
-2
0.1
0
0
0
0
0
v
ma/v2
v-1
w
w
f
f
gaas mesfet
vto
beta
is
夹断电压
跨导系数
栅pn结饱和电流
(其它与jfet相同)
-2.5
0.1
1e-14
v
a/ v2
a
3. 信号源及电源
在电路描述中,信号源和电源是必不可少的。实际上电源可以看作是一种特殊的信号源。在pspice中,信号源被分为两类:独立源和受控源。表1.3.3给出了几种主要独立源。在类型名前加v表示电压源,加i表示电流源。受控源共分为四类如表1.3.4所示,它们可用来描述等效电路。
信号源的参数可在其属性中定义。例如,脉冲源的初始电压v1、脉冲电压v2、延迟时间td、上升时间tr、下降时间tf、脉冲宽度pw、周期per等,均可在其属性窗中赋值。
1.3.3 几种主要的独立源
类型名
电源及信号源类型
应用场合
dc
固定直流源
直流电源、直流特性分析
ac
固定交流源
正弦稳态频率响应
sin
正弦信号源
瞬态分析、正弦稳态频率响应
pulse
脉冲源
瞬态分析
pwl
分段线性源
瞬态分析
src
简单源
可当作ac、dc或瞬态源
表1.3.4 受控源
元器件描述关键词
受控源类型
e
电压控制电压源
f
电流控制电流源
g
电压控制电流源
h
电流控制电压源
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