TPS76818在电路分析设计过程中,计算机仿真是一种非常有效的辅助手段。在众多电路仿真软件中,SPICE①是应用最为广泛的一种仿真程序。SPICE中二极管的模型是以物理工作原理构造的,其大信号模型如图3.6.1b所示。

二极管的SPICE模型，(a)二极管符号 (b)大信号SPICE模型 (c)小信号SPICE模型

其中rs表示P区和N区体电阻,一般为几欧到几十欧。Cd为势垒电容和扩散电容的总和,且为非线性元件。电流源描述二极管的y~f特性,它们的

关系为

jD=rs(eD/nyr~1)         (3.6.1)

cd=JseJD/u+Cd/(1~up)m    (3.⒍2)

可见模型由8个参数确定,实际模型参数还包括反向击穿电压和电流等其他参数,它们的含义和默认值如表3.6.1所示。

二极管的SPICE模型主要参数,tD 系simulation Programs wit11 1ntegratcd Circlit Emphasis之字头,最早山关国加川大学伯克利分校于1970年开发.详附录A.

SPCE仿真仍题模型参数,1N4148的参数反向饱和电流,发射系数体电阻建电势

二极管的小信号SPIC E模型如图c所示,此时,rd就是3.4.2节中小信号模型中的动态电阻,Cd则为静态工作点o(7D、rD)下的电容,且为线性电容。

例SPE3.6.1 电路如图3.4.9a所示,图中R=10 kΩ,二极管选用1N4148,

且fs=10 nA,u=2o,对于vdD=10Ⅴ和vdD=1Ⅴ两种情况下,求rD和df的值,并与使用理想模型、恒压降模型和折线模型的手算结果进行比较。

解:设置直流工作点分析,得到如下结果:

当yDD=10v时,JD=0.941 mA,yD=0.589Ⅴ;

当yDD=1Ⅴ时,rD=55,8 uA,%=0.442Ⅴ。

所得结果与例3,4.3中折线模型的计算结果最接近。

例SPE3,6.2 一限幅电路如图3.4.10a所示,R=1 kΩ,yREF=3V,二极管及参数仍与例SPE3.6.1相同。(1)试绘出电路的电压传输特性vo=r(ef);

当vdd=6sind(Ⅴ)时,试绘出vo的波形,并与使用理想模型(图3,4.10d)和恒压降模型(图3.4.10e)分析的结果进行比较。

解:设置直流扫描分析和瞬态分析(设输入信号频率为F=1 kHz),得到如图3.6.2的结果。

仿真结果与例3.4.4恒压降模型的分析结果很接近。

例SPE3.6,3 对于例3,5,2所设计的稳压电路,用直流偏移为12.8Ⅴ,振幅为0,8V,频率为100 Hz的正弦信号源来模拟汽车电源yI,稳压管使用1N4739。试绘出负载上电压yL的波形,观察电路的稳压特性。

解:由负载上的电压和功率,得到负载电阻RL=(7L)2/PL=(9V)2/0,5W=162Ω。仿真电路的负载用RL替代。设置瞬态分析得到如图3.6,3的结果。

由图看出,yl波动时,yL波动很小,基本上保持恒定。由图b局部放大可知,当yI在12~13.6V之间波动1.6V时,yL在8.9985~9.1121V之间波动0.1136Ⅴ时,稳压效果明显。

二极管及其基本窀路,模型参数1N4148的参数,零偏压结电容,电容梯度因子渡越时间(寿命)绝对温度,反向击穿电压,反向击穿电流计数使能CEr 该信号和CEP做与运算后实现对本芯片的计数控制,当CEr・cEP=o,即两个计数使能端中有0时,不管有无CP脉冲作用,计数器都将停止计数,保持原有状态;当CR=PE=CEP=CET=1时处于计数状态,其状态转换与表6.5.5相同。与CEP不同的是,CEr还直接控制着进位输出信号rC,CEP和CFr的典型接法和作用将在例6.5.1中说明。

计数输出QⅣ(O3~q0) 计数器中4个触发器的Q端状态输出。

进位信号rC 只有当CEr=1且0302Q1O0=1111时,rC才为1,表明下一个CP上升沿到来时将会有进位发生。

综合上述功能可以得到74LⅤC161的典型时序图,如图6,5,15所示。图中,当清零信号CR=0时,各触发器置0,当CR=1时,若PE=0,在下一个时钟脉冲上升沿到来后,各触发器的输出状态与预置的输人数据相同。