Подготовка описания моделей полупроводниковых приборов для библиотек программы MC7

1. ПРОГРАММА MODEL Подготовка описания моделей полупроводниковых приборов для библиотек программы MC7

2. 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.

3. ПРОГРАММА MODEL • MODEL может быть вызвана из меню программы МС7:

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

5. 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.

6. ПРОГРАММА MODEL Начало работы с программой: первое окно расчета параметров модели полупроводникового диода

7. ПРОГРАММА MODEL • 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

8. 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

9. 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

10. 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.

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

12. ПРОГРАММА MODEL

13. 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.

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

15. Полупроводниковый диод Схема эксперимента в МС7 для получения ВАХ

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

17. 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

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

19. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ДИОД Обработка результатов с помощью Performance Analysis

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

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

22. 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 Уравнение модели:C=CJO/((1+VR/VJ)^M)

23. 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

24. 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.

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

26. 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 fmax можно оценить время постоянную времени как TT = [1/(2*π f max)]

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

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

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

30. 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 ModelParameters будет указано значение этого параметра для перестроенного графика.

31. 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