تعریف مقاومت و خازن در hspice

در این قسمت از آموزش hspice می خواهیم به شرح چگونگی تعریف عناصر مداری در hspice بپردازیم. کار را با تعریف مقاومت ها، خازن ها شروع می کنیم و در قسمت بعد به سراغ سلف ها و سلف های دارای تزویج می رویم. بعد از آن هم به نحوه معرفی انواع ترازیستور خواهیم پرداخت. در هر بخش ابتدا شکل کلی دستور معرفی می شود و هر کدام از پارامترهای آن جداگانه تشریح می شوند و در دنباله ی آن هم یک یا چند مثال از کاربرد دستور ارائه می شود.

 

1- مقاومت

شکل کلی دستور تعریف مقاومت:

 

1	Rxxx n1 n2 mname Rval [TC1 TC2 TC]

 

تشریح دستور:

• Rxxx در واقع نام مقاومت است که باید لزوما با حرف R شروع شود و در ادامه ی نام مقاومت می توانیم تا 1023 کاراکتر حرف یا عدد دیگر هم داشته باشم.
• n1 و n2 به ترتیب مربوط به گره سر مثبت و منفی مقاومت است.
• mname نام مدلی است که می خواهیم برای مقاومت به کار ببریم. این پارامتر اختیاری بوده و استفاده از آن الزامی نیست.
• Rval در واقع مقدار مقاومت عنصر است و تنها پارامتر اجباری در تعریف مقاومت در hspice می باشد.
• TCها مربوط به ثابت دمایی مقاومت می شوند که در ادامه راجع به آن ها توضیح خواهیم داد.
• در hspice برای مقاومت پارامتر های دیگری هم می توان تعریف کرد که معمولا این کار در مدل مقاومت صورت می گیرد.
• برای مقاومت می توانیم یک رابطه ی جبری دلخواه هم در نظر بگیریم. در این صورت مقدار مقاومت بین گره n1 و n2 از این رابطه پیروی خواهد کرد.

چند مثال:

1- یک مقاومت 1کیلو اهمی ساده بین گره ورودی و خروجی مدار

 

1	R_feedback out in 1k

 

2- تعریف مقاومت با اثر دمایی

رابطه ی مقاومت عنصر با دما در hspice به شکل زیر مدل می شود:

اگر برای TC1 و TC2 در دستور مقدار قراردهیم رابطه مقاومت عنصر با دما به شکل معادله ی درجه دوم فوق خواهد بود و اگر فقط TC1 را مقدار دهی کنیم معادله از جنس درجه یک خواهد بود. TC هم دقیقا معادل TC1 است و در صورتی که بخواهیم رابطه ی مقاومت با دما را به شکل درجه یک تعریف کنیم می توانیم از TC به جای TC1 استفاده کنیم.

 

1	R1 n_45 0 1k TC=0.01
2	R2 n_45 0 1k TC1=0.1 TC2=0.01

 

در مثال بالا دو مقاومت R1 و R2 را بین گره n_45 و زمین تعریف کرده ایم که رابطه ی اولی با دما به صورت درجه یک و رابطه ی دومی با دما به صورت درجه دو می باشد.

3- تعریف مقاومت با رابطه ی دلخواه

 

1	R2 1 0 'abs(v(c)) + abs(v(d))'

 

مقدار مقاومت بالا برابر حاصل جمع قدر مطلق ولتاژ گره های c و d خواهد بود.

 

1	R4 in out R='100.0 + sqrt(HERTZ)/1000.0'

 

مقاومت R4 در بالا یک مقاومت 100اهمی است که مقدار آن با فرکانس تغییر می کند. استفاده از عبارت HERTZ در نوشتن معادله ی مقاومت باعث می شود hspice اثرات این وابستگی فرکانسی را در تحلیل مدار لحاظ کند.

2- خازن

شکل کلی دستور تعریف خازن در hspice  به صورت زیر است:

 

1	Cxxx n1 n2 mname [C=]capacitance
2	+ [TC1=val] [TC2=val] [IC=val]

 

در دستور بالا Cxxx نام خازن است که باید لزوما با C شروع شود و در ادامه می تواند 1023 کاراکتر حرفی یا عددی داشته باشد. n1 و n2 گره های سر مثبت و منفی خازن هستند و C مقدار ظرفیت خازن. TC1 و TC2 وابستگی ظرفیت خازن به دما را مدل می کنند و بالاخره IC هم مقدار ولتاژ اولیه ی خارن را تعریف می کند. همچنین اگر بخواهیم برای خازن از مدل هم استفاده کنیم به جای mname نام مدل را قرار می دهیم. در ادامه چند مثال از تعریف خازن ها را در hspice با هم مرور می کنیم.

1- خازن ساده ی 10میکرو فاراد بین گره ورودی و خروجی مدار

 

1	C_feedback out in 10u

 

2- تعریف خازن با در نظر گرفتن اثر تغییر دما

رابطه ی ظرفیت خازن با دما در hspice به شکل زیر مدل می شود:

اگر برای TC1 و TC2 در دستور مقدار قراردهیم رابطه ظرفیت با دما به شکل معادله ی درجه دوم فوق خواهد بود و اگر فقط TC1 را مقدار دهی کنیم معادله از جنس درجه یک خواهد بود. TC هم دقیقا معادل TC1 است و در صورتی که بخواهیم رابطه ی خازن با دما شکل درجه یک باشد می توانیم از TC به جای TC1 استفاده کنیم.

 

1	C1 n_45 0 10u TC=0.01
2	C2 n_45 0 10u TC1=0.1 TC2=0.01

 

در مثال بالا رابطه C1 با دما به صورت درجه یک و رابطه ی C2 با دما به صورت درجه دو تعریف شده است.

3- تعریف خازن با رابطه دلخواه

 

1	Cload driver output C='1u*v(control)' IC=0.2v

 

در مثال بالا خازن Cload بین گره های drvier و output طوری تعریف شده است که ظرفیت آن توسط ولتاژ گرهی با نام control کنترل می شود. در همین مثال همانطور که می بینید برای خازن مقدار ولتاژ اولیه ای برابر با 0.2 ولت در نظر گرفتیم.