시뮬레이션 모델 생성하기

개요

이 문서에서는 Altium Designer에서 시뮬레이션 모델을 생성, 가져오기, 정의 및 관리하여 회로 부품을 시뮬레이션에 사용할 수 있도록 준비하는 방법을 설명합니다. 제조업체에서 제공하는 파일이나 직접 작성한 모델 파일 등 모델을 확보하는 일반적인 방법을 살펴본 다음, 워크스페이스 시뮬레이션 모델을 생성하고 저장하는 방법, 모델 이름, 파일, 설명, 파라미터 등 주요 모델 정보를 정의하는 방법, 필요에 따라 모델을 수정하는 방법을 안내합니다. 부품의 시뮬레이션을 준비하고 워크스페이스에서 모델을 체계적으로 관리하는 방법을 찾고 있다면 계속 읽어보세요. 이 가이드가 자신 있게 작업을 진행하는 데 도움이 될 것입니다.

- 제조업체 파일 다운로드, 텍스트 기반 모델 복사, 서브회로 파일 직접 작성 등 시뮬레이션 모델을 생성하거나 확보하는 방법
- Altium Designer와 연결된 워크스페이스에서 워크스페이스 시뮬레이션 모델을 생성, 저장, 연결 및 편집하는 방법
- 모델 이름, 참조 파일, 모델 수준 파라미터 등 시뮬레이션 모델을 올바르게 정의하는 데 필요한 정보
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Altium Designer의 Mixed-Signal Circuit Simulator를 사용하여 회로 설계를 시뮬레이션하려면 회로의 모든 컴포넌트가 시뮬레이션 가능한 상태여야 합니다. 즉, 각 컴포넌트에 시뮬레이션 모델이 연결되어 있어야 합니다.

모델의 유형과 확보 방법은 주로 컴포넌트에 따라 달라지며, 어느 정도는 설계자의 개인적인 선호도에 따라서도 달라집니다. 많은 소자 제조업체가 자사 소자에 해당하는 시뮬레이션 모델을 제공합니다. 일반적으로 필요한 모델 파일을 다운로드하여 Schematic 컴포넌트에 연결하기만 하면 됩니다. 설계에 시뮬레이션 모델 추가하기에 대해 자세히 알아보세요.

일부 모델은 처음부터 직접 작성해야 할 수도 있습니다. 예를 들어, 계층적 하위 회로 구문을 사용하여 필요한 하위 회로 모델 파일(*.ckt)을 생성할 수 있습니다.

새 시뮬레이션 모델 생성하기

일부 모델은 제조업체 및 공급업체에서 다운로드 가능한 텍스트 파일로 제공합니다. 때로는 모델의 세부 정보가 다운로드 파일 대신 브라우저 페이지의 텍스트로 제공되기도 합니다. 이 경우 Altium Designer에서 새 모델 파일을 생성하고 브라우저 페이지의 내용을 복사하여 새 모델 파일에 붙여넣을 수 있습니다. 아래와 같이 File » New » Mixed Simulation 하위 메뉴에서 해당 명령을 사용하세요.

내용이 없는 새 모델 파일을 생성하는 명령입니다.
내용이 없는 새 모델 파일을 생성하는 명령입니다.

올바른 모델 유형(*.MDL, *.CKT 등)을 확인하려면 모델의 텍스트 내용을 검토하세요.

그런 다음 모델 파일 정보를 복사 / Paste하여 모델 Editor에 입력할 수 있습니다.

시뮬레이션 모델의 텍스트 내용 예시입니다.
시뮬레이션 모델의 텍스트 내용 예시입니다.

  • 함수형 소스 값 표현식에서 인덕턴스를 통과하는 전류를 사용할 수 있습니다.
  • 하위 회로 내에서 초기 조건 지시문(.IC)을 사용할 수 있습니다.
  • 반복되는 과도 버스트를 시뮬레이션하려면 독립 소스에서 다음 매개변수와 함께 EXP 함수를 사용할 수 있습니다.

    EXP(V1 V2 Td1 Tau1 Td2 Tau2 Tpulse Npulse Tburst),

    여기서:

    • Tpulse – 펄스 주기
    • Npulse – 버스트당 펄스 수
    • Tburst – 버스트 반복 주기
  • P채널 트랜지스터(BJT, JFET, MOSFET, MESFET)의 Output 전류는 유입 전류로 처리되어 N채널 트랜지스터와 일관성을 유지합니다.
  • 이제 다른 모델을 기반으로 모델을 생성할 때 AKO 모델 키워드를 사용할 수 있습니다. 아래 예시에서 모델 QP는 BF가 변경되고 VA가 설정된 점을 제외하면 모델 QP350와 모든 매개변수가 동일합니다.

    .MODEL QP350 PNP(IS=1.4E-15 BF=70 CJE=.012P CJC=.06P RE=20 RB=350 RC=200)

    .MODEL QP AKO:QP350 PNP(BF=150 VA=100)

    AKO 구문을 사용할 때 모델 정의에 무한 재귀( 이미지 보기)가 있거나 기본 모델이 누락된 경우( 이미지 보기) 오류가 감지됩니다.

워크스페이스 시뮬레이션 모델 생성하기

Altium Designer는 연결된 워크스페이스와 연동하여 워크스페이스 시뮬레이션 모델을 생성하고 관리하는 기능을 제공합니다. 워크스페이스 시뮬레이션 모델을 생성하면 이를 사용하여 하나 이상의 워크스페이스 컴포넌트를 생성할 수 있습니다.

컴포넌트 Editor의 싱글 컴포넌트 편집 모드에서 정의 중인 컴포넌트에 시뮬레이션 모델 파일을 추가한 다음 해당 컴포넌트를 워크스페이스에 저장하면 워크스페이스 시뮬레이션 모델이 자동으로 생성됩니다. 또한 아래 설명과 같이 워크스페이스에서 직접 워크스페이스 시뮬레이션 모델을 생성할 수도 있습니다.

  1. Components Panel을 열고 Panel 상단의  버튼을 클릭한 다음 Models을 선택하여 모델이 표시되도록 설정합니다.

    Components Panel에서 Models이 표시되도록 설정
    Components Panel에서 Models이 표시되도록 설정

  2. Simulations 카테고리로 이동하여  버튼 메뉴에서 Create Component을 선택합니다.

    Components Panel에서 시뮬레이션 모델로 이동한 다음 새 모델을 생성하는 명령 선택 
    Components Panel에서 시뮬레이션 모델로 이동한 다음 새 모델을 생성하는 명령 선택

  3. 열리는 Create New Item 대화상자에서 필요한 정보를 입력하고 Open for editing after creation 옵션이 활성화되어 있는지 확인한 후 OK을 클릭합니다. 워크스페이스 시뮬레이션 모델이 생성되고 임시 SimModel Editor가 열리며, 설계 공간에서 .SimModel 문서가 활성 문서로 표시됩니다. 이 문서의 이름은 Item-리비전에 따라 <Item><Revision>.SimModel 형식으로 지정됩니다(예: SIM-001-0001-1.SimModel).

    워크스페이스 시뮬레이션 모델의 초기 리비전을 편집하는 예시 – 임시 SimModel Editor에서 시뮬레이션 모델을 정의할 문서를 제공합니다.
    워크스페이스 시뮬레이션 모델의 초기 리비전을 편집하는 예시 – 임시 SimModel Editor에서 시뮬레이션 모델을 정의할 문서를 제공합니다.

  4. 이 문서를 사용하여 필요에 맞게 워크스페이스 시뮬레이션 모델을 정의합니다. 자세한 방법은 시뮬레이션 모델 정의하기를 참조하세요.
  5. Projects Panel 내 시뮬레이션 모델 항목 오른쪽에 있는 Save to Server 컨트롤을 사용하여 모델을 워크스페이스에 저장합니다. Edit Revision 대화상자가 나타나면 필요에 따라 이름과 설명을 변경하고 릴리스 노트를 추가할 수 있습니다. 저장 후 문서와 Editor가 닫힙니다.
  6. 원본 시뮬레이션 모델 정의가 포함된 문서인 *.SimModel은 워크스페이스 시뮬레이션 모델의 리비전에 저장됩니다. 시뮬레이션 모델은 Components Panel의 Simulations 카테고리에 표시됩니다.

    Components Panel에 저장된 워크스페이스 시뮬레이션 모델
    Components Panel에 저장된 워크스페이스 시뮬레이션 모델

    워크스페이스에 저장되는 데이터는 .SimModel 파일의 모델 정의와 참조된 .mdl 또는 .ckt 파일로 구성됩니다. Explorer Panel에서 Preview 보기 탭으로 전환한 다음 참조된 파일을 클릭하면 해당 내용의 미리보기를 볼 수 있습니다. 해당하는 경우 모델 수준의 매개변수도 표시됩니다.

    Explorer Panel에서 저장된 워크스페이스 시뮬레이션 모델을 찾아봅니다. 저장된 데이터를 보려면 Preview 보기 탭으로 전환하세요.
    Explorer Panel에서 저장된 워크스페이스 시뮬레이션 모델을 찾아봅니다. 저장된 데이터를 보려면 Preview 보기 탭으로 전환하세요.

저장된 워크스페이스 시뮬레이션 모델은 컴포넌트 Editor의 싱글 컴포넌트 편집 또는 일괄 컴포넌트 편집 모드에서 컴포넌트를 정의할 때 워크스페이스 컴포넌트에 연결할 수 있습니다.

  • 설계자의 관점에서 워크스페이스 컴포넌트는 모든 설계 도메인에서 해당 컴포넌트를 표현하는 데 필요한 모든 정보를 하나의 개체로 모은 것입니다. 따라서 모든 도메인 모델과 매개변수 정보를 담는 '버킷', 즉 컨테이너라고 생각할 수 있습니다. 다양한 도메인에서의 표현과 관련하여, 워크스페이스 컴포넌트에는 워크스페이스 도메인 모델 자체가 포함되는 것이 아니라 해당 모델에 대한 링크가 포함됩니다. 이러한 링크는 컴포넌트를 정의할 때 지정합니다.
  • 기존의 이전 세대 컴포넌트 라이브러리(SchLib, PcbLib, IntLib, DbLib, SVNDbLib)를 가져오는 과정에서도 워크스페이스에 워크스페이스 시뮬레이션 모델을 생성할 수 있습니다. 이 프로세스의 인터페이스인 Library Importer은 처음 선택한 라이브러리를 워크스페이스로 가져오는 직관적인 작업 흐름을 제공합니다. Library Importer에 대해 자세히 알아보세요.

시뮬레이션 모델 정의하기

SimModel 파일에서 모델을 정의하는 데 필요한 정보는 다음과 같습니다.

  • Model Name – 이 필드를 사용하여 모델 이름을 지정합니다. 워크스페이스에 다시 저장하면 이 입력값이 시뮬레이션 모델 Item 리비전의 Name로 사용됩니다.

    이 이름은 참조하는 모델 또는 서브회로 파일에 표시된 이름과 같아야 합니다.

    MDL 파일을 참조하는 경우, 이름은 모델 정의의 .MODEL 행에 표시된 이름이어야 합니다. 다음과 같이 정의된 다이오드 모델을 예로 들어 보겠습니다.

    .MODEL 1N4002 D(IS=2.55E-9 RS=0.042 N=1.75 TT=5.76E-6 CJO=1.85E-11 + VJ=0.75 M=0.333 BV=100 IBV=1E-5 )

    여기서 모델 이름은 1N4002입니다. 이 이름을 Model Name 필드에 입력해야 합니다.

    CKT 파일을 참조하는 경우, 이름은 모델 정의의 .SUBCKT 행에 표시된 이름이어야 합니다. 다음과 같이 정의된 퓨즈 모델을 예로 들어 보겠습니다.

    .SUBCKT FUSE 1 2 PARAMS: CURRENT=1 RESISTANCE=1m SW1 1 2 3 0 SMOD OFF BNLV 3 0 V=(abs(v(1,2)))
    .MODEL SMOD SW (VT=\{(CURRENT*RESISTANCE)\} RON=1g ROFF=\{RESISTANCE\})
    .ENDS FUSE

    여기서 모델 이름은 FUSE입니다. 이 이름을 Model Name 필드에 입력해야 합니다.

  • Model File – .mdl 또는 .ckt 파일을 사용하여 정의된 모델의 경우, Browse 버튼을 사용하여 사용 가능한 라이브러리에서 필요한 파일을 지정합니다.
  • Description – 모델의 용도 등 모델에 대한 설명을 입력합니다. 워크스페이스에 다시 저장하면 이 입력값이 시뮬레이션 모델 리비전의 Description로 사용됩니다.
  • Parameters – 모델의 모델 수준 파라미터입니다(모델 수준 파라미터 참조).
  • Model Preview – 참조된 .mdl 또는 .ckt 파일의 내용을 읽기 전용으로 표시합니다.

모델 수준 파라미터

해당하는 경우 모델 수준 파라미터는 본래 모델 정의의 일부이므로 SimModel 파일 내에서 직접 정의할 수 있습니다. 문서의 Parameters Region에는 선택한 모델에 해당하는 파라미터가 자동으로 채워집니다. 파라미터 값은 제자리 편집으로 수정할 수 있습니다. 목록에서 파라미터에 해당하는 Parameter Value 필드를 클릭하고 필요한 값을 직접 입력하면 됩니다.

내장 SPICE3f5, 지원되는 PSpice 및 서브회로 모델 유형의 경우, 사용 가능한 파라미터가 Parameters Region에 자동으로 나열됩니다.

제자리 편집을 사용하여 모델 정의의 일부로 모델 파라미터를 직접 정의합니다.
제자리 편집을 사용하여 모델 정의의 일부로 모델 파라미터를 직접 정의합니다.

시뮬레이션이 가능한 컴포넌트를 설계에 배치하면, 컴포넌트 수준의 시뮬레이션 파라미터 값은 모델 수준의 동일한 파라미터 값과 다를 수 있습니다. 넷리스트가 생성될 때는 컴포넌트 수준 파라미터가 우선 적용됩니다. 컴포넌트 수준 파라미터는 본래 해당 컴포넌트의 일부로 정의됩니다. 자세한 내용은 새 워크스페이스 라이브러리 컴포넌트 생성을 참조하세요.

워크스페이스 시뮬레이션 모델 편집

언제든지 워크스페이스 시뮬레이션 모델로 돌아가 직접 편집할 수 있습니다. 컴포넌트 Panel에서 Simulations 범주를 선택하고(이 범주에 접근하려면 Panel의 메뉴에서 Models 옵션을 활성화해야 함), 시뮬레이션 모델 항목을 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭한 다음 컨텍스트 메뉴에서 Edit 명령을 선택합니다. 그러면 임시 Editor가 다시 열리고, 워크스페이스 시뮬레이션 모델에 포함된 파일(소스 시뮬레이션 모델 정의 포함)이 편집할 수 있도록 열립니다. 필요에 따라 변경한 다음 문서를 워크스페이스 시뮬레이션 모델의 다음 리비전에 저장합니다.

워크스페이스 시뮬레이션 모델을 변경하고 그 변경 사항을 모델의 새 리비전에 저장하는 순간, 해당 모델을 사용하는 워크스페이스 컴포넌트는 이전 리비전을 계속 사용하므로 사실상 최신 상태가 아니게 됩니다. 대부분의 경우 해당 워크스페이스 컴포넌트의 모델 링크를 사용 가능한 최신 리비전으로 업데이트한 후 다시 저장해야 할 것입니다. 이 과정을 간소화하기 위해 워크스페이스는 Altium Designer와 연동하여, 직접 편집 기능으로 워크스페이스 시뮬레이션 모델을 수정한 후 다시 저장할 때 상위 컴포넌트를 업데이트하는 기능을 제공합니다.

도메인 모델을 저장할 때 상위 컴포넌트를 업데이트하는 방법에 대한 자세한 내용은 콘텐츠 생성 및 편집 페이지를 참조하세요.

SimModel 파일 생성

Tools » Generate SimModel Files 명령을 사용하여 활성 Schematic 라이브러리 문서 또는 데이터베이스 라이브러리 문서에서 SimModel 파일을 생성할 수 있습니다.

  • 이 기능은 표준 데이터베이스 라이브러리(DbLib)에서만 사용할 수 있습니다. SVN 데이터베이스 라이브러리(SVNDbLib)에서는 SimModel 파일을 생성할 수 없습니다.
  • SimModel 파일을 생성할 때는 현재 활성화된 테이블의 컴포넌트만 고려됩니다.

명령을 실행하면 Generate SimModel Files 대화상자가 나타납니다. 각 SimModel 파일과 그 안에 포함된 시뮬레이션 모델 정의는 활성 Schematic 라이브러리의 Schematic 컴포넌트에 대한 시뮬레이션 모델 링크 또는 활성 데이터베이스 라이브러리의 컴포넌트 레코드에 대한 시뮬레이션 정보를 기반으로 생성됩니다. 대화상자의 컨트롤을 사용하여 필요에 따라 하나 이상의 SimModel 파일 생성을 구성합니다. 기본적으로 Sim Models 이름의 하위 폴더가 생성됩니다. 필요에 따라 더 적합한 이름으로 변경하세요. 지정된 폴더가 있으면 해당 폴더를 사용하고, 없으면 새로 생성합니다.

Generate SimModel Files 대화상자
Generate SimModel Files 대화상자

필요에 따라 옵션을 설정한 후 OK을 클릭합니다. 생성 작업이 진행되고, 프로세스가 완료되면 생성된 SimModel 파일 수를 알려주는 확인 대화상자가 나타납니다. 참조된 .mdl, .ckt 또는 .scb 파일도 SimModel 파일과 함께 저장됩니다.

생성된 SimModel 파일 자체를 사용하여 연결된 워크스페이스에 있는 시뮬레이션 모델 Item의 새 리비전을 생성할 수 있습니다. SimModel 파일을 열고 File » Save to Server 명령을 사용한 다음, 표시되는 Choose Planned Item Revision 대화상자에서 워크스페이스에 있는 시뮬레이션 모델 Item의 계획된 Item 리비전을 선택하거나 즉석에서 새로 생성합니다.

통합 라이브러리에서 마이그레이션하는 경우, Altium Designer에서 IntLib를 열고 소스 라이브러리 추출을 선택하여 소스 Schematic 라이브러리(SchLib)를 얻을 수 있습니다. 데이터베이스 라이브러리에서 SimModel 파일을 생성할 때는 현재 활성화된 테이블의 컴포넌트만 고려됩니다.

SimModel 파일의 이름은 소스 라이브러리 유형에 따라 지정됩니다.

  • Schematic Library - 각 SimModel 파일의 이름은 시뮬레이션 모델 이름을 사용하여 지정됩니다. 여러 Schematic 컴포넌트에 동일한 시뮬레이션 모델 구현(이름이 같은 시뮬레이션 모델)이 포함되어 있으면, 해당 이름을 사용하는 SimModel 파일 하나만 생성됩니다.
  • Database Library - 각 SimModel 파일의 이름은 컴포넌트 레코드의 Sim Model Name 필드에 지정된 시뮬레이션 모델 이름을 사용하여 지정됩니다. 활성화된 테이블 전반의 여러 컴포넌트 레코드에 동일한 시뮬레이션 모델 구현(Sim Model Name 필드의 입력값이 동일함)이 포함되어 있으면, 해당 이름을 사용하는 SimModel 파일 하나만 생성됩니다.

SPICE 모델 Wizard

SPICE에 내장된 일부 아날로그 소자 모델은 고급 동작 특성을 파라미터로 정의할 수 있는 관련 모델 파일(*.mdl)을 지원합니다(예: 반도체 저항, 다이오드, BJT). 이 모델 파일을 직접 작성한 다음 필요한 Schematic 컴포넌트에 수동으로 연결하는 작업은 상당히 번거로울 수 있습니다. SPICE Model Wizard는 이 작업을 간편하게 해 줍니다. Wizard를 사용하면 사용자가 확보한 데이터를 기반으로 이러한 소자의 특성을 정의할 수 있습니다. 직접 입력하거나 제공된 데이터에서 추출한 파라미터는 모델 파일에 자동으로 기록되며, 해당 파일은 지정된 Schematic 컴포넌트에 연결됩니다.

SPICE Model Wizard는 다양한 아날로그 소자의 SPICE 시뮬레이션 모델을 생성하고 연결할 수 있는 편리한 반자동 솔루션을 제공합니다. 이러한 소자는 SPICE에 내장되어 있으며 연결된 모델 파일(*.mdl)이 필요합니다. 모델의 동작 특성은 Wizard에 제공하는 정보를 기반으로 정의됩니다. 필요한 정보의 범위는 모델을 생성하려는 소자 유형에 따라 달라집니다. 모델 파라미터를 간단히 입력하는 경우부터 제조업체의 데이터시트나 실제 소자 측정에서 얻은 소자 데이터를 입력하는 경우까지 다양합니다.

다음 섹션에서는 Wizard에 액세스하는 방법부터 검증까지 사용 방법을 설명합니다.

Wizard 액세스

Schematic 심볼 Editor의 주 메뉴에서 Tools » XSpice Model Wizard 명령을 선택하여 Wizard에 액세스합니다.

SPICE Model Wizard
SPICE Model Wizard

의 첫 페이지. 이어지는 Wizard의 두 페이지에서는 다음 항목을 선택할 수 있습니다.

  • 지원되는 소자 유형 목록에서 모델링할 소자.
  • 이후 생성되는 SPICE 모델을 라이브러리 문서의 기존 컴포넌트에 추가할지, 아니면 Wizard가 생성하여 해당 문서에 추가하는 새 컴포넌트에 추가할지 여부.
SPICE 모델 Wizard는 기본적으로 지원되는 소자 모델마다 하나씩 제공되는 Wizard의 모음입니다.

지원되는 소자 유형

Wizard를 사용하여 다음 아날로그 소자 유형의 SPICE 모델을 생성할 수 있습니다.

  • 다이오드
  • 반도체 커패시터
  • 반도체 저항
  • 전류 제어 스위치
  • 전압 제어 스위치
  • 바이폴라 접합 트랜지스터
  • 손실 전송선
  • 균일 분포 RC 전송선

모델 이름 지정

Wizard의 각 페이지를 진행하면서 수행하는 가장 중요한 단계 중 하나는 생성 중인 모델의 이름을 지정하는 것입니다. 이름을 입력해야만 Wizard의 파라미터 정의 단계로 진행할 수 있습니다.

생성 후에는 이 이름이 Sim Model 대화상자의 Model Name 필드에 표시됩니다. 모델 파일 자체도 이 이름(<ModelName>.mdl)으로 생성됩니다. Wizard를 사용하여 새 라이브러리 컴포넌트에 모델을 추가하는 경우, 모델에 지정한 이름이 컴포넌트 이름으로도 사용됩니다.

모델 이름을 지정할 때 간단한 설명을 입력할 수도 있습니다. 모델의 기능(예: Semiconductor Resistor)이나 특정 값 또는 구성에 대한 구체적인 설명(예: NPN BJT)을 입력할 수 있습니다.

모델링할 특성

모델 이름을 지정한 후에는 모델링할 특성을 설정하는 하나 이상의 페이지로 진행합니다. Wizard에서 지원하는 모델 유형은 다음 두 그룹으로 분류할 수 있습니다.

소자의 모델 파일에 지정된 파라미터는 SPICE 엔진에 내장된 기본값보다 우선 적용됩니다.
  • 선택한 소자 특성을 정의하는 파라미터를 추출하기 위해 데이터를 입력해야 하는 모델. 입력 데이터는 실제 소자를 직접 측정한 결과나 제조업체의 데이터시트에서 얻습니다. 자세한 내용은 데이터에서 파라미터를 추출하여 생성하는 소자 모델 섹션을 참조하십시오.
Wizard는 모델 파일 내에서 정의할 수 있는 파라미터만 처리합니다. 소자의 컴포넌트 수준에서 정의할 수 있는 파라미터는 Wizard가 모델 파일 생성을 완료한 후 Sim Model 대화상자의 Parameters 탭에서 설정해야 합니다.

모델 생성

필요한 데이터/파라미터를 정의하면 Wizard에 생성된 모델이 표시됩니다. 이 내용이 MDL 파일에 저장됩니다.

생성된 모델 파일 내용 미리보기.
생성된 모델 파일 내용 미리보기.

이 페이지에서 모델을 직접 편집할 수 있으므로 모델 사양을 원하는 대로 조정할 수 있습니다.

모델 정의가 만족스러우면 Next를 클릭하여 Wizard의 마지막 단계로 이동합니다. Finish를 클릭하면 모델을 저장할 수 있습니다. Save SPICE Model File 대화상자에서 생성된 MDL 파일을 저장할 위치를 지정하십시오. 기본적으로 파일은 Schematic 라이브러리 문서와 동일한 디렉터리에 저장됩니다. 원하는 경우 이 단계에서 파일 이름을 변경할 수도 있습니다.

모델을 새 컴포넌트에 연결하도록 선택한 경우, 해당 컴포넌트가 생성되어 라이브러리 문서에 추가됩니다.

모델은 새 컴포넌트 또는 기존 컴포넌트에 자동으로 연결되지만, Schematic 컴포넌트 핀과 모델 핀 간의 매핑을 확인하는 습관을 들이는 것이 좋습니다. 연결된 모델의 Sim Model 대화상자를 열고 대화상자의 Pin Mapping 영역에서 핀 매핑을 확인한 후 필요한 경우 수정하십시오. 필요에 따라 대화상자의 Parameters 탭에서 모델에 사용할 수 있는 추가 파라미터의 값을 정의하십시오.

파라미터 직접 입력으로 생성하는 소자 모델

다음 소자 모델의 경우 Wizard는 입력된 데이터에서 파라미터 정보를 추출하지 않습니다. 대신 관련 파라미터의 값을 직접 입력하여 모델을 생성합니다. 파라미터 값을 입력할 때는 다음 사항에 유의하십시오.

  • 파라미터 값을 지정하지 않으면 생성되는 모델 파일에 해당 항목이 포함되지 않습니다. 이 경우 SPICE 내부에 저장된 기본값이 사용됩니다. 다시 말해, 모델 파일에 파라미터 값을 지정하면 모델 파일의 값이 해당 파라미터의 기본값보다 우선 적용됩니다.
  • Wizard에서 파라미터의 기본 입력값이 '-'이고 해당 파라미터의 값을 별도로 입력하지 않으면, 계산 시 SPICE 내부 기본값인 0이 사용됩니다.

반도체 커패시터

Wizard를 사용하여 이 소자 모델에 대해 다음 파라미터를 정의할 수 있습니다. 값을 입력하면 해당 파라미터가 생성되는 MDL 파일에 기록됩니다.

CJ

 

접합 바닥면 커패시턴스(단위: F/m²).

CJSW

 

접합 측벽 커패시턴스(단위: F/m).

DEFW

 

Default 소자 폭(단위: m). (Default = 1e-6).

NARROW

 

측면 식각으로 인한 폭 감소량(단위: m). (Default = 0).

반도체 저항

Wizard를 사용하여 이 소자 모델에 대해 다음 파라미터를 정의할 수 있습니다. 값을 입력하면 해당 파라미터가 생성된 MDL 파일에 기록됩니다.

TC1

 

1차 온도 계수(단위: Ohms/˚C). (Default = 0)

TC2

 

2차 온도 계수(단위: Ohms/˚C2). (Default = 0)

RSH

 

면저항(단위: Ohms).

DEFW

 

Default 폭(단위: 미터). (Default = 1e-6).

NARROW

 

측면 에칭으로 인한 폭 감소량(단위: 미터). (Default = 0).

TNOM

 

파라미터 측정 온도(단위: ˚C). 값을 지정하지 않으면 Advanced Analyses Settings 대화 상자의 Advanced 탭에서 TNOM에 할당된 기본값이 사용됩니다(Default = 27).

전류 제어 스위치

Wizard를 사용하여 이 소자 모델에 대해 다음 파라미터를 정의할 수 있습니다. 값을 입력하면 해당 파라미터가 생성된 MDL 파일에 기록됩니다.

IT

 

임계 전류(단위: Amps). (Default = 0).

IH

 

히스테리시스 전류(단위: Amps). (Default = 0).

RON

 

ON 저항(단위: Ohms). (Default = 1).

ROFF

 

OFF 저항(단위: Ohms). 기본적으로 1/GMIN으로 설정됩니다. GMIN은(는) Advanced Analyses Settings 대화 상자의 Advanced 탭에서 지정하는 고급 SPICE 파라미터입니다. 회로 내 모든 소자의 최소 컨덕턴스(최대 저항)를 설정합니다. 기본값은 1e-12 mhos이며, 이에 따라 ROFF의 기본값은 1000G Ohms가 됩니다.

전압 제어 스위치

Wizard를 사용하여 이 소자 모델에 대해 다음 파라미터를 정의할 수 있습니다. 값을 입력하면 해당 파라미터가 생성된 MDL 파일에 기록됩니다.

VT

 

임계 전압(단위: Volts). (Default = 0).

VH

 

히스테리시스 전압(단위: Volts). (Default = 0).

RON

 

ON 저항(단위: Ohms). (Default = 1).

ROFF

 

OFF 저항(단위: Ohms). 기본적으로 1/GMIN으로 설정됩니다. GMIN은(는) Advanced Analyses Settings 대화 상자의 Advanced 탭에서 지정하는 고급 SPICE 파라미터입니다. 회로 내 모든 소자의 최소 컨덕턴스(최대 저항)를 설정합니다. 기본값은 1e-12 mhos이며, 이에 따라 ROFF의 기본값은 1000G Ohms가 됩니다.

손실 전송선

Wizard를 사용하여 이 소자 모델에 대해 다음 파라미터를 정의할 수 있습니다. 값을 입력하거나 플래그를 설정하면 해당 파라미터가 생성된 MDL 파일에 기록됩니다.

R

 

단위 길이당 저항(단위: Ohms/단위 길이). (Default = 0).

L

 

단위 길이당 인덕턴스(단위: Henrys/단위 길이). (Default = 0).

G

 

단위 길이당 컨덕턴스(단위: mhos/단위 길이). (Default = 0).

C

 

단위 길이당 커패시턴스(단위: Farads/단위 길이). (Default = 0).

LEN

 

전송선 길이.

REL

 

중단점 제어(임의 단위). (Default = 1).

ABS

 

중단점 제어(임의 단위). (Default = 1).

NOSTEPLIMIT

 

설정하면 시간 스텝을 전송선 지연보다 작게 제한하는 제약을 해제하는 플래그입니다. (Default = 설정 안 됨).

NOCONTROL

 

설정하면 컨볼루션 오차 기준에 따른 시간 스텝 제한을 방지하는 플래그입니다. (Default = 설정 안 됨).

LININTERP

 

설정하면 지연된 신호를 계산할 때 기본 2차 보간 대신 선형 보간을 사용하는 플래그입니다. (Default = 설정 안 됨).

MIXEDINTERP

 

설정하면 평가 지표를 사용하여 2차 보간의 적용 가능 여부를 판단하고, 적용할 수 없으면 선형 보간을 사용하는 플래그입니다. (Default = 설정 안 됨).

COMPACTREL

 

컨볼루션에 사용되는 과거 이력 값의 압축을 제어하는 특정 수치입니다. 기본적으로 Advanced Analyses Settings 대화 상자의 Advanced 탭에 정의된 상대 시뮬레이션 오차 허용치 파라미터(RELTOL)에 지정된 값을 사용합니다.

COMPACTABS

 

컨볼루션에 사용되는 과거 이력 값의 압축을 제어하는 특정 수치입니다. 기본적으로 Advanced Analyses Settings 대화 상자의 Advanced 탭에 정의된 절대 전류 오차 허용치 파라미터(ABSTOL)에 지정된 값을 사용합니다.

TRUNCNR

 

설정하면 시간 스텝 제어 루틴에서 적절한 시간 스텝을 결정하기 위해 뉴턴-랩슨 반복법을 사용하도록 하는 플래그입니다. (Default = 설정 안 됨. 이 경우 이전 시간 스텝을 매번 절반으로 줄이는 시행착오 방법이 사용됩니다).

TRUNCDONTCUT

 

설정하면 임펄스 응답 관련 수치의 실제 계산에서 오차를 제한하기 위해 기본적으로 수행되는 시간 스텝 축소를 해제하는 플래그입니다. (Default = 설정 안 됨).

생성된 모델을 시뮬레이션하려면 R, L, G, C 파라미터 중 적어도 두 개에 값을 지정하고 LEN 파라미터에도 값을 입력해야 합니다. 이 조건을 충족해야 Wizard에서 다음 단계로 진행할 수 있습니다.

균일 분포 RC 전송선

Wizard를 사용하여 이 소자 모델에 대해 다음 파라미터를 정의할 수 있습니다. 값을 입력하면 해당 파라미터가 생성된 MDL 파일에 기록됩니다.

K

 

전파 상수. (Default = 2).

FMAX

 

관심 대상 최대 주파수(단위: Hertz). (Default = 1.0G).

RPERL

 

단위 길이당 저항(단위: Ohms/미터). (Default = 1000).

CPERL

 

단위 길이당 커패시턴스(단위: Farads/미터). (Default = 1.0e-15).

ISPERL

 

단위 길이당 포화 전류(단위: Amps/미터). (Default = 0).

RSPERL

 

단위 길이당 다이오드 저항(단위: Ohms/미터). (Default = 0).

 

데이터에서 파라미터를 추출하여 생성한 소자 모델

다이오드 및 BJT 소자의 경우, Wizard는 입력한 데이터에서 파라미터 정보를 추출합니다. 모델 파일에 포함하기 위해 추출되는 구체적인 파라미터는 모델링하려는 다이오드 또는 BJT의 특성에 따라 달라집니다.

데이터 입력 방법은 특성마다 다릅니다. 어떤 경우에는 데이터 값을 직접 입력해야 하고, 다른 경우에는 그래프 데이터를 입력해야 합니다. 어떤 경우든 모든 데이터는 소자의 직접 측정 결과, 제조업체 데이터시트 또는 이 둘의 조합에서 가져옵니다.

그래프 기반 데이터의 경우, 데이터 포인트를 더 많이 입력할수록 Wizard가 원본 데이터를 더 정확하게 파악할 수 있으므로 추출되는 파라미터 값의 정확도가 높아집니다.

그래프 데이터를 입력해야 하는 경우, 원본 그래프 데이터에서 얻은 일련의 데이터 포인트를 Wizard에서 제공하는 그리드에 입력합니다. 데이터가 쉼표로 구분된 값 형식(*.csv)으로 저장되어 있다면 제공되는 Import Data 버튼을 사용하여 데이터를 가져올 수 있습니다. Wizard는 입력한 데이터를 사용하여 필요한 모델 파라미터를 추출합니다. 추출 결과는 Wizard의 다음 페이지에 추출된 파라미터 값과 함께, 입력한 데이터와 추출된 파라미터로 계산한 값을 비교하는 그래프로 표시됩니다. 아래 이미지는 이러한 파라미터 결과 표시의 예를 보여줍니다.

Wizard가 필요한 모델 파라미터를 추출할 수 있도록 원본 데이터를 입력합니다.
Wizard가 필요한 모델 파라미터를 추출할 수 있도록 원본 데이터를 입력합니다.

추출된 파라미터 값을 편집하여 다이오드 모델의 정확도를 더욱 높일 수 있습니다. 비교 그래프는 변경 사항을 반영하여 업데이트됩니다.

다이오드

다음 섹션에서는 다이오드 소자에 대해 모델링할 수 있는 각 특성을 자세히 설명합니다. 각 섹션에서는 추출되는 파라미터와 Wizard가 해당 파라미터를 추출하는 데 필요한 원본 데이터를 설명합니다.

바이폴라 접합 트랜지스터(BJT)

바이폴라 접합 트랜지스터(BJT) 모델을 생성할 때 SPICE 모델 Wizard에서 파라미터 정보를 추출할 원본 데이터를 선택해야 합니다.

  • 측정 데이터 – 실제 소자를 측정하여 얻은 원본 데이터를 사용하고 DC 동작의 모든 측면을 설명하는 정확한 모델을 개발하려면 이 옵션을 선택합니다.
  • 제조업체 데이터시트 – 데이터시트에서 얻은 원본 데이터를 사용하려면 이 옵션을 선택합니다. 일반적으로 데이터시트에는 BJT 소자의 모든 측면을 모델링하는 데 필요한 수준의 정보가 포함되어 있지 않습니다. 하지만 대개 순방향 활성 영역에서만 사용할 소자 모델을 생성하기에는 충분한 정보가 포함되어 있습니다.
BJT 모델을 생성할 때 Wizard에서 트랜지스터의 극성(NPN 또는 PNP)도 지정해야 합니다.

이 두 옵션의 차이는 주로 BJT의 DC 전류-전압 특성을 모델링하는 파라미터의 추출 방식에 영향을 줍니다. 역바이어스 접합 커패시턴스와 통과 시간의 경우 두 옵션의 파라미터 추출 방식은 동일합니다.

다음 섹션에서는 원본 데이터 유형(측정 데이터 또는 데이터시트)에 따라 BJT 소자에 대해 모델링할 수 있는 각 특성을 자세히 설명합니다. 각 경우에 추출되는 파라미터와 해당 파라미터를 추출하기 위해 Wizard에 필요한 원본 데이터를 살펴봅니다.

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