LTspiceを使った回路設計手法 6、J-FET, Diodeの定数設定詳細
 

半導体素子のモデルパラメータの解説の最後は、J-FETとダイオードです。

●J-FETのモデルパラメータ

基本的な書式は、.model Tr_name NJF(param1 param2) で、N-chはNJF、P-chはPJFで定義します。例えば、

.model K30A NJF(Beta=1m Rd=10 Rs=10 Lambda=1m Vto=-2 Cgd=8p Cgs=8p mfg=Toshiba)
.model J74 PJF(Beta=55m Rd=1 Rs=3 Lambda=10m Vto=-0.38 Cgs=75p Cgd=120p mfg=Toshiba)

素子の定義ファイルは、C:\Program Files\LTC\LTspiceIV\lib\cmp\standard.jft にまとめて入っており、
品種をピックアップする際は、シンボルのNJF/PJFで自動的にNch/Pchが区別されます。


設定
項目
省略時の
デフォルト値
内容
Beta=100uIdの係数。Idss=Bata*Vp^2で与えられる。
Id=1mA時のgm=(gm/1mA)と定義すると、Beta=(gm/1mA)^2/4m で計算できる。
Rd=0飽和時のドレイン内部抵抗
Rs=0ソース内部抵抗
電流増加時のgmの√Idからの減少を表現できる。
Lambda=0出力インピーダンス(VAの逆数)
Vto=-2ピンチオフ電圧
デプレッション型のNchではマイナスの値。
Cgs=0ゼロバイアス接合容量
Ciss-Crsで設定する。
Cgd=0同上 (=Ciss-Crs) Crsの値ではない。
普通は接合型J-FETではソースとドレインの構造は対称なので同じ。
一部J74のように非対称な構造のものもある。
mfg=メーカー名:PickUPリストの表示項目


LTspiceのHELPを見ると、他にも沢山のパラメータがありますが、オーディオ用途で普通に動作させている状態では設定しなくても特に問題ありません。




●ダイオードのモデルパラメータ

基本的な書式は、.model D_name D(param1 param2) で、Paramの中で"Type="を使って種類を定義します。

Type=Silicon:(普通の)シリコンDi
Type=Schottky: ショットキーバリアDi
Type=Zener: 定電圧ダイオード
Type=LED : 発光ダイオード
Type=Varactor: 可変容量Di

例えば、シリコンダイオードでは、
.model 1SS133 D(Is=.1n Rs=.4 N=1.5 Cjo=2p M=.4 tt=5n Iave=200m Vpk=80 mfg=Rohm type=silicon)

LEDでは、
.model LED-Red D(Is=1e-23 Rs=2 N=1.5 Cjo=42p type=LED)
.model LED-Blue D(Is=1e-24 Rs=5 N=2 Cjo=42p type=LED)

定電圧ダイオードでは、
.model HZ-6L D(Is=.8n Rs=.5 Cjo=185p nbv=3 bv=6 Ibv=1m Vpk=6 mfg=Hitachi type=Zener)

素子の定義ファイルは、C:\Program Files\LTC\LTspiceIV\lib\cmp\standard.dio にまとめて入っており、
品種をピックアップする際は、上から順に全部ごちゃ混ぜにリストアップされます。

普通のダイオードで回路シンボルを置いた後、品種でLEDやZener等を選ぶと、シンボルは自動的にLEDやZenerの形に置き換わります。
最初にZenerのシンボルを選んでも、ピックアップリストでZenerが優先的に選ばれるわけではありません。


設定
項目
省略時の
デフォルト値
内容
Is=10f伝達飽和電流:この値とNで順方向電圧Vfが決まる。
25fAで1mA時Vf=600mV*N
Rs=0内部直列抵抗
N=1Vfの倍数(大きいほど動作抵抗が上昇)
1mA時の動作抵抗=26*N
Cjo=0ゼロバイアス接合容量
逆電圧印加時の容量Cj=Cjo/(Vr/Vj+1)^M
M=0.5拡散効果:Cjの電圧特性を決める
Ikf=高電流限界:高注入でVfが指数関数からずれ始める電流。
Eg=1.11活性化電圧
シリコンで1.11V、ゲルマで0.67V、ショットキーで0.69V
Vj=1接合ポテンシャル:低電圧でのCj変化を記述
Isr=0再結合電流:逆電圧印加時の漏れ電流
Nr=2Isrの拡散効果
BV=逆耐圧:ブレークダウン電圧を指定できる
Ibv=.1nBV時の電流
tt=0遷移時間:スイッチング時間
XTI=3Isの温度係数
Iave=平均整流出力電流:PickUPリストの表示項目
Vpk=逆耐圧電圧:PickUPリストの表示項目
mfg=メーカー名:PickUPリストの表示項目
type=siliconこれで品種を指定する


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