Модели интегральных схем для LTSpice

Sagittarius

Витя "интеграторовед" Подлец сквернослов плагиатор
1 Мар 2017
28,741
5,579
Гейропы
ru.wikipedia.org
Менять для всех pnp или только для входных?
Если они в ответственные входные цепи такое поставили, то я прям не знаю.
Ждём данных по току ГСТ входного дифа.
 

Точка опоры

Постоялец
23 Ноя 2019
120
148
49
36 мкА для 1-4 и 32 мкА для 7-4, измерено при тех-же условиях прибором M890G. Обе половины включены повторителями с коррекцией по 30 пФ. Выход при измерении уходит от нуля на +5.0-5.5 В, так-что получается, что это весь ток дифпары.
Хотел померять и "классическим" М24 на 100 мкА, но не могу его найти с ходу.
 
Последнее редактирование:

Точка опоры

Постоялец
23 Ноя 2019
120
148
49
Спасибо за проделанную работу! Но "меня терзают смутные сомнения", почему в библиотеке одна единственная модель транзистора каждой проводимости на ИМС? Не хотите-ли попробовать ещё приблизить модель ИМС к реальности?

Тут я немного отступлю ко времени появления этой мысли и поиску дополнительной "информации к размышлению" - книг определённой направленности и фото кристаллов. Фото были в предыдущем сообщении и будут позже. А книга нашлась от Ганса Камензинда, автора "555 time machine", - "Designing Analog Chips".

В книге указан как известный мне доселе факт о том, что нужно учитывать площадь эмиттера (с поправкой на стр. 1-19 на концентрацию больших токов на стороне эмиттера, обращённой к коллектору - "active emitter length" вместо "emitter area", который я искал), так и пара неочевидных доселе фактов (я не технолог ИМС - имею
только обзорные знания), связанных с утечками через подложку:
Для NPN транзистора - в режимах близких к насыщению (что происходит и в дискретных транзисторах), как указано на стр. 1-20
Для PNP транзистора - не только вблизи насышения, а утечка есть всегда! На стр. 1-23 автор оценивает её как "In normal operation a current about half the magnitude of the base current flows from the emitter to the substrate terminal".
И всё это расписано ещё раз с прицелом на более корректные SPICE-модели транзисторов, оформляемые как "subcircuits" (в главе "The Bipolar Transistor Model", стр. 2-10 и далее).

Таким образом можно попытаться не только "разложить" токи более правдоподобно по каскадам, но и по ИМС в целом...

Возвращаясь к первоначально заинтересовавшей меня К157УД2 и снимкам её кристалла - представляю Вам фото с выделенными структурами.
157UD2_sch.JPG
Всё достаточно очевидно, кроме Т-образной области, содержащей (нумерация - по схеме из Радиоежегодника 1986, ) R1, VT10, VT1, R6, VT19, R7 и VT20:
Взаимовлияние каналов о котором я подумал - экранируется тем, что эта эпитаксиальная N область находится под потенциалом положительного питания и утечек можно не опасаться. Этот-же ответ и на вопрос "Почему R6 и VT19 в одном кармане" - потому, что потенциал R6 достаточно низок по сравнению с потенциалом коллектора
VT19.
Вопрос "Где-жё чёртов VT1" я разрешил, поместив его в "ножку" этой буквы Т. Там ему самое место, а светлая область под его надписью отлично подходит на роль затвора (формируется совместно с базовыми областями NPN транзисторов).

Относительные размеры эмиттерных областей (кв. пикс.) для PNP: VT6, VT15 - 415; VT4, VT11, VT23, VT25 - 400; VT26 - 1550; VT34 - 625; VT38 - 8280.
Для NPN: VT2, VT8, VT11, VT13, VT17, VT19, VT28, VT33 - 576; VT10 - 729; VT27 - 415; VT37 - 830.
Так-что желательно либо формировать в модели VT26 и VT38 из паралелльно включенных LPNP подмоделей, либо вводить отдельные подмодели для этих транзисторов. Также - и для VT10 с VT37. Как минимум.
Размеры контактных площадок - 92х92 пикс. Исходя из размеров КП ИМС той-же серии (и завода?) 0,12х0,12 мм получаем 1,30 мкм/пикс (см. ).
Отсюда я заключаю, что использование отношений площадей эмиттеров (типичные линейные размеры эмиттеров в каскадах предварительного усиления и задания режимов - 26..30 мкм) не противоречит рекомендованной на стр. 1-19 границе плотности тока в 1.5 мА/мкм.


По поводу обсуждавшегося LM318/140УД11 - нашлись фото его близнеца LM218:

и 140УД11: radiopicture.listbb.ru/viewtopic.php?f=3&t=2&p=7021 (но тут изображения потеряны, если кто зарегистрирован там - написать автору?)
Похоже, что вызвавший дискуссии Q5 повёрнут к входным транзисторам именно эмиттерами. Может он PNP (базой к эмиттеру Q6 и коллектору Q10, и близок по схеме к перевёрнутому Q6)? Что если рассмотреть этот мозговыносящий кусочек в таком ключе?
 

Rus2000

I=U/R
17 Окт 2017
13,143
6,660
Плюк
"меня терзают смутные сомнения", почему в библиотеке одна единственная модель транзистора каждой проводимости на ИМС? Не хотите-ли попробовать ещё приблизить модель ИМС к реальности?
Конечно, желательно иметь как можно более точные модели ОУ.
Однако, тут встает вопрос - стоит ли овчинка выделки?
Обычно достаточно более-менее точно описать входной каскад, выходной каскад и токовые режимы того, что между ними.
Усилительные и частотные свойства подгоняются уточнением параметров транзисторов и подгонкой внутренней коррекции.
Модели ОУ, поставляемые с программой, в большинстве своем представлены, как пара транзисторов входного каскада, плюс математическое описание нулей, полюсов и прочих параметров на базе идеальных источников тока, напряжения и т.д.
 

Sagittarius

Витя "интеграторовед" Подлец сквернослов плагиатор
1 Мар 2017
28,741
5,579
Гейропы
ru.wikipedia.org
Я вот тоже думаю: намного ли изменит параметры моделей учёт разницы площадей структур? Там и резисторы к подложке имеют ёмкость. Надо глянуть, насколько критичны такие изменения.
 

Точка опоры

Постоялец
23 Ноя 2019
120
148
49
Я в моделировании не силён. Как уже писал - можно "накидывать" на более строгой основе.
Накидал транзисторов в Главное Зеркало, по 100 мкА каждый ...

Или уточнять "тёмные" места схемотехники "по живому".
Таки кои-шо получилось. .....
Долго думал над входным ДК. Никак там ПНП двухэмиттерник не клеился. .....
 

Sagittarius

Витя "интеграторовед" Подлец сквернослов плагиатор
1 Мар 2017
28,741
5,579
Гейропы
ru.wikipedia.org
Я в моделировании не силён. Как уже писал - можно "накидывать" на более строгой основе.
Или уточнять "тёмные" места схемотехники "по живому".
Я с тобой согласен. Понятно, что функционально разные узлы работают с разными токами, их транзисторы рассеивают разные мощности и площади переходов у них тоже разные. Кроме того, коэффициенты отражения зеркал заданы соотношением площадей эмиттеров. Но как эту разницу площадей эмиттеров выразить модели, я не знаю. Пробовал сдваивать выходники в 140УД11, но понимания нет: правильно это, или мало.
 

Точка опоры

Постоялец
23 Ноя 2019
120
148
49
Но как эту разницу площадей эмиттеров выразить модели, я не знаю.
Думаю, так-же, как мы параллелим дискретные транзисторы. Два транзистора (удвоенная площадь эмиттера) - вдвое больший ток.
Пошарился тут поиском по всемирной помойке... глубина эпитаксиального слоя - до 10 мкм. При этом - надо разместить в ней 3 активных слоя. Так-что можно считать, что глубина эмиттерной диффузии на порядок меньше его площади, которую мы видим на фотках кристаллов, по-этому - площадями боковых стенок можно пренебрегать.

Возвращаясь к К157УД2 можно попробовать такую "раскладку" транзисторов (с учётом бритвы Оккама):
Модель "PNP #1" для VT4, VT6, VT11, VT15, VT23, VT25, VT34. Для 34 считаем, что увеличение площади компенсируется уменьшением беты из-за толстой базы. Для VT26 - параллелим две модели.
Модель "PNP #2" для выходного VT38 (с током в прыжке КЗ аж 45 мА). Или - 20 моделей #1 в параллель.
Модель "NPN #1" для VT2, VT8, VT11, VT13, VT17, VT19, VT28, VT33. И VT10 с полуторной площадью - туда-же.
Модель "NPN #2" для VT27. Для выходного VT37 - параллелим две модели.

Но, конечно, остаётся вопрос - как делать две модели под принциписально разные площади эмиттеров. Как я понимаю, используете сильно упрощенные модели транзисторов... без всяких IS, BF, IKF, NK и т.п.
 

Rus2000

I=U/R
17 Окт 2017
13,143
6,660
Плюк
Как я понимаю, используете сильно упрощенные модели транзисторов... без всяких IS, BF, IKF, NK и т.п.
Из модели 544УД2:
.model NP NPN(BF=250 Cje=.3p Cjc=.3p Rb=500 VAF=100)
.model PN LPNP(BF=200 Cje=.4p Cjc=.4p Rb=250 VAF=100)

Из модели 157УД2:
.model NP NPN(BF=125 Cje=.5p Cjc=.5p Rb=500 VAF=100)
.model PN LPNP(BF=125 Cje=.3p Cjc=1.5p Rb=250 VAF=70)
 

Sagittarius

Витя "интеграторовед" Подлец сквернослов плагиатор
1 Мар 2017
28,741
5,579
Гейропы
ru.wikipedia.org

Sagittarius

Витя "интеграторовед" Подлец сквернослов плагиатор
1 Мар 2017
28,741
5,579
Гейропы
ru.wikipedia.org
Возвращаясь к К157УД2 можно попробовать такую "раскладку" транзисторов (с учётом бритвы Оккама):
Модель "PNP #1" для VT4, VT6, VT11, VT15, VT23, VT25, VT34. Для 34 считаем, что увеличение площади компенсируется уменьшением беты из-за толстой базы. Для VT26 - параллелим две модели.
Модель "PNP #2" для выходного VT38 (с током в прыжке КЗ аж 45 мА). Или - 20 моделей #1 в параллель.
Модель "NPN #1" для VT2, VT8, VT11, VT13, VT17, VT19, VT28, VT33. И VT10 с полуторной площадью - туда-же.
Модель "NPN #2" для VT27. Для выходного VT37 - параллелим две модели.
Приведи схему, к которой это относится. А то мы их тут наклепали...
 

Точка опоры

Постоялец
23 Ноя 2019
120
148
49
Приведи схему, к которой это относится. А то мы их тут наклепали...
Ссылка на схему из Радиоежегодника 1986 - в сообщении 304.


Ну или - текущая схема модели К157УД2 та-же, что в 207 сообщении? Если да - могу составить "look-up table".

P.S. Ещё - попробовал поискать ширпотребных транзисторов, специфицированных для микротокового режима и их модели. Нашлись NPN 2N929/2N930 (судя по старым источникам - вполне себе производятся уже более 40 лет) и PNP 2N2904/2N2905. У обоих макс. напряжение 45 В, макс. ток 25..30 мА и нормированная бета (hfe) при коллекторном токе 10 мкА. Единственно, PNP модель будет явно не горизонтальным транзистором. Но можно будет попробовать убавить бету, добавить ёмкостей и какого-нть времени транзита...
А-а-а... к чему-же я это всё. Опять-же к тому, что-бы попробовать вставить их в модели ОУ. Как микротоковые и "слабенькие".

Но и ёмкости удваиваются. Не знаю, должно ли так быть (с расширением только-эмиттера) и критично ли это.
Конечно должно, ведь примерно в той-же кратности увеличатся все остальные горизонтальные размеры.

P.S. Петраков О.М.
 

Sagittarius

Витя "интеграторовед" Подлец сквернослов плагиатор
1 Мар 2017
28,741
5,579
Гейропы
ru.wikipedia.org

Точка опоры

Постоялец
23 Ноя 2019
120
148
49
Ошибка! 2N2604/2N2605

30-45 МГц для NPN и 30 МГц для PNP.
 
Последнее редактирование:

О Нас

  • Наше сообщество существует уже много лет и гордится тем, что предлагает беспристрастные и критические обсуждения среди любителей радиоэлектроники. Мы каждый день работаем над тем, чтобы быть лучше.

Быстрая Навигация

Пользовательское Меню