PSPICE中的电路元器件类型描述

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