デジタル素子のデバイスモデリング

PSpiceのデジタル素子を活用したイメージ

デジタルICのデバイスモデリングのイメージです。デジタルICの場合、
等価回路的なデバイスモデリングではなく、PSpiceの場合、PSpiceの
デジタル素子ライブラリを活用したモデリングになります。

この手法でデバイスモデリングされた場合、PSpiceでしか動作しま
せん。

もう1つのデバイスモデリング手法は、アナログビヘイビアモデルを
活用して、等価回路モデルでデバイスモデリングする場合です。
高度なデバイスモデリング技術が必要ですが、この場合で完成した
スパイスモデルは、汎用性の高いスパイスモデルになり、PSpiceだけ
ではなく、LTspice等のSPICE系シミュレータで動作します。

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「シミュット・トリガ・インバータ」のシミュレーション

シミュット・トリガ・インバータのシミュレーション 

「シミュット・トリガ・インバータ」のシミュレーションです。
PSpiceにはデジタル素子ライブラリーがありますので、比較的、
デジタル素子のデバイスモデリングはデジタル素子ライブラリー
を素子を活用して、再現性を生み出すことが出来ます。しかし、
PSpiceのデジタル素子ライブラリーは、PSpiceでしか活用出来
ません。他のSPICE系シミュレータで共有化が出来ません。

他のSPICEでデジタル素子のスパイスモデルを作成するのは、
ABM(アナログ・ビヘイビア・モデル)ライブラリーを駆使して、
等価回路モデルを作成しなければなりません。この作成方法は、

基本中の基本のため、慣れれば、適応範囲、応用範囲が広がり

ます。

LTspiceにはコンポーネントにデジタルライブラリーがあります。
その中に、いくつかのデジタル素子が標準で提供されています。

シミュット・トリガ・インバータもあります。

しかし、デフォルト状態では、限定されたシミュレーション
しかできません。しかし、パラメータを設定することで、任意の
シミュット・トリガ・インバータを作成できます。

Vhigh:"H"レベル出力電圧
→Vhigh=1.3V

Vlow: "L"レベル出力電圧
→Vlow=0V

Vt:しきい値(スレッショルド)電圧
→Vt=0.5V

Vh: ヒステリシス幅
→Vh=0.4V

上記が設定可能です。このようにして、パラメータを設定する
だけで、デジタル素子も回路図に加えて、シミュレーションが
できます。

詳細は上記のプレゼン資料をご参照下さい。

シミュレーションの様子は下記の動画サイトで確認できます。



また、ホームページのスパイス-パーク-一般会員サイト、
回路解析シミュレータ技術情報からも技術情報をご参照、ダウンロードできます。

ぜひ、ご参照ください。

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HEX INVERTERのシミュレーション

HEX INVERTERのシミュレーションです。複数のデバイス構成ですが、1個の
デバイスのみを接続した場合、他のデバイスについて何の処理もしないと、
ツールが接続してくださいと言ってきます。今回はグランドに落としますが、
片方におきな抵抗を挿入し、関与をなくした事例です。

シミュレーション結果は下記のとおりになります。



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PSpice用デジタルICモデル

PSpice Models of Digital IC in SPICE PARK

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現在、公開しているデジタルICのスパイスモデルは、PSpice用の
スパイスモデルです。上記の資料はデジタルICのスパイスモデル
の種類です。

デジタルICモデルは、PSpiceのデジタル素子ライブラリを駆使して、
モデル化します。デバイスモデリングとは異なり、プログラミング
をしながら、回路解析シミュレーションをするような感覚のモデリ
ングプロセスです。スパイス・パークのデジタルICのカテゴリーに
て多くの事例が掲載されています。是非、ご参照下さい。

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HEX INVERTERの遅延のシミュレーション

HEX INVERTERの遅延のシミュレーションです。複数のデバイス構成ですが、1個の
デバイスのみを接続した場合、他のデバイスについて何の処理もしないと、
ツールが接続してくださいと言ってきます。今回はグランドに落としますが、
片方におきな抵抗を挿入し、関与をなくした事例です。

C1=50p
R=500

の設定です。シミュレーションの種類は過渡解析です。

シミュレーション結果は下記のとおりになります。



シミュレーションの様子は下記の動画です。



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HEX INVERTERのシミュレーション

HEX INVERTERのシミュレーションです。複数のデバイス構成ですが、1個の
デバイスのみを接続した場合、他のデバイスについて何の処理もしないと、
ツールが接続してくださいと言ってきます。今回はグランドに落としますが、
片方におきな抵抗を挿入し、関与をなくした事例です。

シミュレーション結果は下記のとおりになります。



拡大図は下記のスクリーンショットです。



シミュレーションの様子は下記の動画です。



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デバイスモデリング可能なデジタルICの種類

SPICE Model of Digital IC

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SPICEシミュレータは、アナログシミュレータの意味合いが強いですが、
デジタル素子のコンポーネント及びライブラリーを活用する事で、デジ
タルICのデバイスモデリングも可能であり、SPICEにて、アナログ・デジ
タル混在でのシミュレーションが可能です。

上記のリストは、2011年6月9日現在で、デバイスモデリング可能なデジ
タルICの種類になります。リスト以外にもデバイスモデリング可能な
場合もあります。是非、お問い合わせ下さい。

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バッファICの全体モデリング

SPICE Model of TC74AC244F

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上記のスパイスモデルはデジタルICであるバッファICの全体をデバイスモデリングした
モデルです。このデバイスモデリングの手法は、PSpiceのデジタル素子のライブラリー
を駆使し、モデリングするため、PSpiceでしかご利用出来ないスパイスモデルです。

他のSPICE系シミュレータでデジタルICのモデル化をする場合、デジタル素子ライブラリー
をABM(アナログ・ビヘイビア・モデル)にしなければならないので、大幅な作業を必要
とします。

デジタルICのスパイスモデルは、スパイス・パークにて数多くご提供しております。
デバイスモデリングの評価報告書(デバイスモデリングレポート)も参照可能ですので
是非、ご参照下さい。

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