Подготовка описания моделей полупроводниковых приборов для библиотек программы MC7 ПРОГРАММА MODEL

Программа предназначена для создания модели (определение параметров моделей приборов, входящих в МС7) прибора из данных, полученных экспериментальным путем или же справочных данных. Данных обрабатываются численными методами и оптимизируются для получения наиболее точного вычисления параметров. ПРОГРАММА MODEL

MODEL может быть вызвана из меню программы МС7: ПРОГРАММА MODEL

MODEL может быть вызвана и непосредственно из каталога МС7 на диске: ПРОГРАММА MODEL

Начало работы с программой. После выбора пункта New… в окне New File Name производится выбор типа прибора для ввода данных с целью получения параметров модели. В этом же окне задается и путь до файла с расширением MDL – файла программы MODEL.

ПРОГРАММА MODEL Начало работы с программой: первое окно расчета параметров модели полупроводнико вого диода

Основные компоненты окна MODEL следующие: Текстовые поля: имеются четыре поля текстовые поля: 'T1', 'T2', 'T3', и 'T4'. 'T1' и 'T3 импортируются в библиотеки модели MC7. Поле 'T1' определяет название компонента и используется в библиотеке. Другие текстовые поля служат только как дополнительная документация. Числовые поля данных: имеют от одного до трех полей данных, в зависимости от Типа устройства и исходных графиков. В поле данных может быть введено от одной до пятидесяти позиций. Данные обычно получаются по ВАХ прибора. Если ВАХ нет, то может быть использована единственная пара значений, найденная в справочниках. Если же и в справочниках нет данных, то параметры модели задаются по умолчанию. Удалить данные из таблицы можно за счет нажатия горячих клавиш CTRL/D, или через пункт меню Edit – Delete Data, предварительно выбрав строчку данных ПРОГРАММА MODEL

В полях Model Parameters расположены значения модельных параметров. Они могут быть исправлены пользователем по экспертным значениям. Поля Условий эксперимента Measurement Condition: здесь приводят значение условия проведения эксперимента в процессе получения исходных данных. Начальные, по умолчанию параметры задаются в окне Model Default Editor ПРОГРАММА MODEL

После расчета параметров модели можно сохранить данные в форматах: В формате SPICE (файл с расширением LIB) и формате упакованного файла для MC7 (расширение LBR). Соответственно пункты меню: Create SPICE File Create Model Labrary ПРОГРАММА MODEL

В формате SPICE (файл с расширением LIB) Create SPICE File Содержимое файла в формате SPICE Содержимое файла в формате библиотеки LBR можно просмотреть непосредственно в программе MC7. ПРОГРАММА MODEL

Содержимое файла в формате библиотеки LBR можно просмотреть непосредственно в программе MC7. ПРОГРАММА MODEL

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ДИОД Описание полей первого экрана расчета параметров модели для диода Т1 – название прибора, только латинские буквы, Т2, Т3, Т4 – поля произвольных комментарий, можно использовать и кириллицу.

Полупроводниковый диод Расчет параметров моделиIS, N, и RS. Уравнение для модели при расчете: Vf=VT*log(If/IS)+If*RS Таблица данных эксперимента Параметры модели:

Полупроводниковый диод Схема эксперимента в МС7 для получения ВАХ

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ДИОД Экран после процесса инициализации и оптимизации. Параметры модели после оптимизации: Оптимизация выполняется с помощью прямого метода Пауэлла. Вводить данные можно как в таблицу, так и графически (щелчком мыши на графике).

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ДИОД Вольт-фарадная характеристика диода. В справочниках может быть приведено только одно значение емкости при обратном включении диода. Вводить значение напряжения можно только по абсолютной величине. EG – ширина запрещенной зоны в электрон вольтах (для кремния 1.11 эВ). XTI – температурный коэффициент тока насыщения (по умолчанию равен 3). Уравнение модели:C=CJO/((1+VR/VJ)^M)

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ДИОД Схема эксперимента в МС7 для получения вольт-фарадной характеристики. Вычисления Cd через значение Fрез контура

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ДИОД Обработка результатов с помощью Performance Analysis

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ДИОД Обработка результатов с помощью Performance Analysis После нажатия клавиши F5 можно получить цифровые данные

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ДИОД Обработка результатов с помощью Performance Analysis в программе MCAD Использование аналитики в программе MCAD Решение задачи по нахождению значения барьерной емкости диода

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ДИОД Уравнение модели:C=CJO/((1+VR/VJ)^M) Заполнение входной таблицы данных – напряжение смещения (абсолютное значение напряжения) и данные о емкости диода при этом напряжении. После проведения инициализации и оптимизации программа рассчитывает параметры модели:

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ДИОД BV – напряжение пробоя для диода. Может быть выбрана по справочным данным из предельно допустимого напряжения, может задаваться как 1.2 Umax. RL – сопротивление утечки диода. Уравнение для модели диода: Irev = Vrev/RL

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ДИОД Схема эксперимента в МС7. BV – напряжение пробоя для диода. Может быть выбрана по справочным данным из предельно допустимого напряжения, может задаваться как 1.2 Umax.

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ДИОД Определение времени жизни неосновных носителей из данных о времени восстановления обратного сопротивления диода

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ДИОД Числовая характеристика процесса восстановления равновесной концентрации определяется значением постоянной времени (обозначается как TT ) для диода (среднее время жизни носителей). Это время можно определить следующими способами: В общем случае постоянная времени для диода может быть определено: ТТ=tвос(1+ln(Iпр/Iобр) Постоянная времени для диода при сплавной технологии может быть определено как ТТ=4 tвос(1+ln(Iпр/Iобр) -- [ 4 Trr*(1+ln(Irr/If)]. где – tвос время восстановления обратного сопротивления, Iпр - значение прямого тока при котором было измерено значение времени восстановления обратного сопротивления (если данный параметр не указан в ТУ на диод, то вместо вводим значение постоянного прямого тока), Iобр - постоянный обратный ток. При диффузионной технологии можно положить TT = 1.6 tвос. При известной максимальной частоте выпрямления f max можно оценить время постоянную времени как TT = [1/(2*π f max)]

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ДИОД Схема измерения динамических характеристик диода в импульсном режиме и результаты работы

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ДИОД Обработка данных в программе MCAD для определения параметров модели:

Примечание: программа предоставляет возможность изучить влияние вариации отдельных параметров на вид различных характеристик через меню Step Model Parameters ПРОГРАММА MODEL

Меню Step Model Parameters После нажатия клавиши ОК программа будет готова к расчету исходного графика с заданными пределами изменения параметра модели. Изменение параметра модели и перестроение графика произойдет сразу после нажатия любой клавиши. Одновременно в окне Model Parameters будет указано значение этого параметра для перестроенного графика. ПРОГРАММА MODEL

После расчета параметров модели можно сохранить данные в форматах: В формате SPICE (файл с расширением LIB) и формате упакованного файла для MC7 (расширение LBR). Соответственно пункты меню: Create SPICE File Create Model Library ПРОГРАММА MODEL