LTspice에서 이상하게 작동하는 강화 부하가있는 NMOS 인버터
녹색 선은 출력 전압이고 빨간색 선은 출력 전압의 활성화입니다.
나는이 회로를 시뮬레이션하고 있었고 미분은 끔찍한 변동을 보여줍니다. 왜 이런 일이 일어나는지 모르겠습니다.
답변
당신은 기본적인 사용하고 .dc여기에 포인트의 유한 한 양을 제공 시뮬레이션, 200(에서 0로 2에, 0.01단계). 파형 산술 미분 은 시뮬레이션이 진행됨에 따라 버퍼가 채워지 자마자 d()저장된 .raw데이터 인 저장된 데이터 에 대해 직접 작동합니다 . 도함수를 수행하는 경우 단위 값을 위해 수행하는 것입니다. 즉 10...100, 빈도 보다 높을 때 발생할 수있는 차이 가 과장 될 것입니다.
에서는 파형 압축을 비활성화하는를 .tran사용하여이 문제를 완화 할 수 있습니다 .opt plotwinsize=0. 에서 .dc유일한 방법은 더 많은 포인트를 사용하는 것입니다. a .dc는 시뮬레이션 포인트가있는 한 WYSIWYG 이므로 원하는만큼 늘릴 수 있지만 시뮬레이션 속도는 느려집니다.
허용 할 수있는 경우 입력에 램프 (예 : make to be 또는 ) 를 포함하는 .tran(with .opt plotwinsize=0)를 사용 하십시오 . 그런 다음 자신에게 적합한 타임 스텝을 사용하고 압축을 비활성화하면 .V2pwl 0 0 1 22 V/sd()
당신이 사용하게 될 경우에는 .tran, 내가 사용하지 않는 것이 좋습니다 것 d()대신에 VCCS 그에 대한 인덕터를 사용, 파생를 위해 :
내가 사용한 .tran디스플레이 d()와 함께 수행되는 파생물 G1+L1은 상당히 동일하고 시끄럽지 않습니다. 포인트의 기본 번호가 있기 때문이기도 .tran하다 1024. 나는을 사용하지 plotwinsize않았지만 (더 큰 .raw파일 의 비용으로) 해상도를 증가시킬뿐입니다 .
EDA 시뮬레이터는 유비쿼터스 설계 모델링에 사용할 때 매우 정확합니다. 당연히 소프트웨어 개발자는 수많은 일반적인 디자인을 수용하는 사용 사례에 대해 프로그램을 테스트합니다.
OP는 두 개의 적층 강화 NMOS의 동작을 조사합니다. 하단 트랜지스터가 차단됨에 따라 상단 트랜지스터의 소스 전극은 트랜지스터의 단락 된 게이트 및 드레인 전극에 의해 부과 된 조건으로 인해 끊임없이 올바른 전압을 찾고 있습니다. 이 전압 범위의 회로는 기존의 설계가 아닙니다. 그러나 일반적인 사용 사례를 벗어난 시뮬레이터 동작을 조사하는 것은 매우 유익합니다.
차단 모드의 트랜지스터는 시뮬레이터가 전압과 전류를 계산하는 데 문제가됩니다. 이유를 이해하려면 수정 된 절점 분석을 직접 수행하는 것이 매우 유용합니다. 표준 방법은 제로 전도 구성 요소와 병렬로 매우 큰 저항을 가진 전류 션트를 사용하는 것입니다.
이러한 션트를 OP 회로에 추가하면 저전압에서 "변동"이 사라집니다.
실제로 시뮬레이터 자체는 코드 내에서 이상적인 전류 소스, FET 및 다이오드를 포함하는 회로를 다룰 때이 절차를 수행합니다. 션트 값은 넷리스트에서 직접 할당 할 수있는 Gmin 매개 변수에 의해 제어됩니다. LTspice에서이 매개 변수의 기본값은 1E-12입니다.
그리고 OP의 시뮬레이션 :
이 기능의 이점을 통해 설계를 방해하지 않고 "변동"을 제거합니다.
우리가 단호하게 "증거의 단련"으로 전환하기로 결정한다면, Gmin의 증가는 우리의 유일한 공범입니다. 스윕 매개 변수 단계의 값을 줄이면 도움이되지 않습니다. .001 전압 단계의 시뮬레이션은 그래프의 불규칙성을 악화시킵니다.
그러나 우리는 Gmin 조정 기술을 매우주의해서 사용해야합니다.이 방법은 곡선을 매끄럽게 할뿐만 아니라 체계적인 방식으로 결과를 왜곡합니다. 예를 들어, Gmin = 1E-14의 시뮬레이션 결과를 참조하십시오. 값은 "실제"무한 저항에 더 가깝다고 가정합니다.
더 큰 스윕 전압에서의 그래프 데이터는 Gmin = 1E-12의 그래프와 다르지만, 이는 더 큰 "변동"에 의해 가려지고 뚜렷한 변화를 확인하기 위해 추가 처리가 필요합니다.
시뮬레이션 중에 어떤 일이 발생하는지 더 잘 이해하기 위해 시뮬레이션이 끝날 때 나타나는 오류 로그를 검토하는 것이 좋습니다 (팝업되지 않는 경우이 로그에 액세스하는 방법 설명서 참조).
Circuit: * C:\...\LTspiceXVII\Draft1.asc
Error on line 1073 : .model tn0702 nmos(level=3 rs=3.56e-3 nsub=1.0e15 delta=0.1 kappa=0.10123 tpg=1 cgdo=8.3432e-10 rf=0.2039 vto=0.900 vmax=1.0e7 eta=0.0223089 nfs=6.6e10 tox=7e-8 ld=1.698e-9 uo=862.425 xj=6.4666e-7 theta=1.0e-5 cgso=5.21798e-9 l=2.5e-6 w=2.0e-2)
* Unrecognized parameter "rf" -- ignored
Direct Newton iteration failed to find .op point. (Use ".option noopiter" to skip.)
Starting Gmin stepping
Gmin = 10
Gmin = 1.07374
...
Gmin = 3.12175e-015
Gmin = 0
Gmin stepping succeeded in finding the operating point.
Direct Newton iteration failed to find .op point. (Use ".option noopiter" to skip.)
Starting Gmin stepping
Gmin = 10
Gmin = 1.07374
...
Gmin = 2.90735e-014
vernier = 0.5
Gmin = 7.43443e-015
vernier = 0.666667
vernier = 0.888888
Gmin = 1.43537e-015
Gmin = 0
Gmin stepping succeeded in finding the operating point.
Direct Newton iteration failed to find .op point. (Use ".option noopiter" to skip.)
Starting Gmin stepping
Gmin = 10
Gmin = 1.07374
...
vernier = 0.000578703
Gmin = 1.14654e-014
vernier = 0.000771604
vernier = 0.000578703
vernier = 0.000434027
Gmin = 0
Gmin stepping succeeded in finding the operating point.
etc.
부드러운 그래프를 추구하지 않고 모델을 계산해야하기 때문에 시뮬레이션을 수행합니다. 같은 이유로 전압 암페어 특성을 과도 분석 결과로 대체하는 것은 까다로워 보일 수 있지만 옵션도 아닙니다.
시뮬레이터 작동의 미묘함과이를 최대한의 효과와 최소한의 노력으로 설계 및 생산에 사용하는 방법을 더 잘 이해하기 위해 엔지니어는 미적분 및 수치 방법을 배워야합니다.
시뮬레이터가 해결하는 미분 대수 방정식은 뻣뻣 하며, "변동 전압 미분"이 특정 경우에 어려움의 근원입니다.