SPICEの半導体デバイス

スパイス（ S エミュレーション P rogram、私 統合された C ircuit E mphesis）電子シミュレーションプログラムは、半導体の回路要素とモデルを提供します。 SPICEエレメント名はd、q、j、またはmで始まり、それぞれダイオード、BJT、JFET、およびMOSFETエレメントに対応します。これらの要素には、対応する「モデル」が付属しています。これらのモデルには、デバイスを説明するパラメータの広範なリストがあります。ただし、ここではリストしません。このセクションでは、半導体用の単純なスパイスモデルの非常に簡単なリストを提供します。モデルの詳細とモデルパラメータの広範なリストについては、Kuphaldtを参照してください。[TRK]このリファレンスには、SPICEの使用方法も記載されています。

モデル：

ダイオード

ダイオード： ダイオードステートメントは、「d」とオプションの文字で始まる必要があるダイオード要素名で始まります。ダイオード要素名の例には、d1、d2、dtest、da、db、d101などがあります。2つのノード番号は、他のコンポーネントへのアノードとカソードの接続をそれぞれ指定します。ノード番号の後には、「。model」ステートメントを参照するモデル名が続きます。

モデルステートメントの行は「.model」で始まり、その後に1つ以上のダイオードステートメントに一致するモデル名が続きます。次は、ダイオードがモデル化されていることを示す「d」です。モデルステートメントの残りの部分は、ParameterName =ParameterValueの形式のオプションのダイオードパラメータのリストです。以下の例では何も示されていません。リストについては、リファレンス「ダイオード」を参照してください。[TRK]

一般的な形式：d [name] [anode] [cathode] [model] .model [modelname] d（[parmtr1 =x] [parmtr2 =y]..。）例：d1 1 2 mod1 .model mod1 d

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特定のダイオード部品番号のモデルは、多くの場合、半導体ダイオードの製造元から提供されます。これらのモデルにはパラメーターが含まれています。それ以外の場合、パラメータは、例のように、デフォルトでいわゆる「デフォルト値」になります。

バイポーラ接合トランジスタ（BJT）

BJT、バイポーラ接合トランジスタ： BJT要素ステートメントは、要素名で始まります。要素名は、「q」で始まり、回路記号指定文字が関連付けられている必要があります。例：q1、q2、qa、qgood。 BJTノード番号（接続）は、コレクター、ベース、エミッターの配線をそれぞれ識別します。ノード番号に続くモデル名は、モデルステートメントに関連付けられています。

一般的な形式：q [name] [collector] [base] [emitter] [model] .model [modelname] [npn or pnp]（[parmtr1 =x]..。）例：q1 2 3 0 mod1 .model mod1 pnp例：q2 7 8 9 q2n090 .model q2n090 npn（bf =75）

モデルステートメントは、「。model」で始まり、モデル名、「npn」または「pnp」のいずれかが続きます。オプションのパラメータのリストが続き、行継続記号「+」とプラスで始まる数行続く場合があります。上に示されているのは、仮想のq2n090モデルに対して75に設定されたフォワードβパラメーターです。詳細なトランジスタモデルは、多くの場合、半導体メーカーから入手できます。

電界効果トランジスタ（FET）

FET、電界効果トランジスタ 電界効果トランジスタの要素ステートメントは、いくつかの一意の文字に関連付けられたJFETの「j」で始まる要素名で始まります。例：j101、j2b、jalphaなど。ノード番号は、それぞれドレイン、ゲート、およびソース端子に続きます。ノード番号は、他の回路コンポーネントへの接続を定義します。最後に、モデル名は使用するJFETモデルを示します。

一般的な形式：j [name] [drain] [gate] [source] [model] .model [modelname] [njf or pjf]（[parmtr1 =x]..。）例：j1 2 3 0 mod1 .model mod1 pjf j3 4 5 0 mod2 .model mod2 njf（vto =-4.0）

JFETモデルステートメントの「.model」の後にモデル名が続き、それを使用するJFET要素ステートメントに対してこのモデルを識別します。モデル名の後には、それぞれpチャネルまたはnチャネルJFETのpjfまたはnjfが続きます。 JFETパラメータの長いリストが続くかもしれません。 nチャネルJFETモデルのVp、ピンチオフ電圧を-4.0Vに設定する方法のみを示します。それ以外の場合、このvtoパラメータのデフォルトはnチャネルまたはpチャネルデバイスでそれぞれ-2.5Vまたは2.5Vです。

金属酸化物電界効果トランジスタ（MOSFET）

MOSFET、金属酸化物電界効果トランジスタ MOSFETのエレメント名は「m」で始まる必要があり、エレメントステートメントの最初の単語です。以下は、それぞれドレイン、ゲート、ソース、および基板の4つのノード番号です。次はモデル名です。この例では、ソースと基板の両方が同じノード「0」に接続されていることに注意してください。ディスクリートMOSFETは3つの端子デバイスとしてパッケージ化されており、ソースと基板は同じ物理端子です。統合MOSFETは4つの端子デバイスです。基板は4番目の端子です。統合MOSFETには、ソースとは別に、同じ基板を共有する多数のデバイスが含まれる場合があります。ただし、ソースはまだ共通の基板に接続されている可能性があります。

一般的な形式：m [名前] [ドレイン] [ゲート] [ソース] [基板] [モデル] .model [モデル名] [nmosまたはpmos]（[parmtr1 =x]。。。。）例：m1 2 3 0 0 mod1 m5 5 6 0 0 mod4 .model mod1 pmos .model mod4 nmos（vto =1）

MOSFETモデルステートメントは、「。model」で始まり、モデル名の後に「pmos」または「nmos」のいずれかが続きます。オプションのMOSFETモデルパラメータは次のとおりです。可能なパラメータのリストは長いです。詳細については、第5巻「MOSFET」を参照してください。 [TRK] MOSFETメーカーが詳細なモデルを提供しています。それ以外の場合は、デフォルトが有効です。

このセクションでは、最低限の半導体SPICE情報を提供します。ここに示すモデルでは、基本的な回路のシミュレーションが可能です。特に、これらのモデルは高速または高周波動作を考慮していません。シミュレーションは、第5巻の第7章「SPICEの使用...」に示されています。

レビュー：

• 半導体はSPICEを使用してコンピューターでシミュレートできます。
• SPICEは、ダイオード、BJT、JFET、およびMOSFETの要素ステートメントとモデルを提供します。