Criando um modelo de simulação

Num relance

Este artigo explica como preparar componentes de circuitos para simulação no Altium Designer, criando, importando, definindo e gerenciando modelos de simulação. Ele apresenta as formas mais comuns de obter modelos, incluindo arquivos de fabricantes e arquivos de modelo criados manualmente. Em seguida, mostra como criar e salvar modelos de simulação no Workspace, definir informações essenciais, como nome do modelo, arquivo, descrição e parâmetros, e editar esses modelos posteriormente, conforme necessário. Se você precisa de orientações claras para preparar componentes para simulação e organizar esses modelos no seu Workspace, este guia ajudará você a avançar com confiança. Continue lendo.

- Como os modelos de simulação são criados ou obtidos, incluindo arquivos baixados de fabricantes, modelos copiados em formato de texto e arquivos de subcircuitos escritos manualmente.
- Como criar, salvar, vincular e editar modelos de simulação no Altium Designer e em um Workspace conectado.
- Quais informações são necessárias para definir corretamente um modelo de simulação, incluindo nomes de modelos, arquivos referenciados e parâmetros no nível do modelo.
Aprofunde-se com a IA:

Para simular um projeto de circuito usando o Simulador de Circuitos de Sinal Misto do Altium Designer, todos os componentes do circuito precisam estar prontos para simulação — ou seja, cada um deles precisa ter um modelo de simulação vinculado.

O tipo de modelo e a forma de obtê-lo dependerão, em grande parte, do componente e, até certo ponto, da preferência pessoal do projetista. Muitos fabricantes de dispositivos fornecem modelos de simulação correspondentes aos dispositivos que fabricam. Normalmente, basta baixar o arquivo de modelo necessário e vinculá-lo ao componente do esquemático. Saiba mais sobre Como adicionar modelos de simulação ao projeto.

Alguns modelos podem precisar ser escritos do zero — por exemplo, usando a sintaxe de subcircuito hierárquico para criar o arquivo de modelo de subcircuito necessário (*.ckt).

Como criar um novo modelo de simulação

Alguns modelos são fornecidos por fabricantes e fornecedores como arquivos de texto para download. Às vezes, os detalhes do modelo são apresentados como texto em uma página do navegador, em vez de um arquivo para download; nessa situação, você pode criar um novo arquivo de modelo no Altium Designer e copiar/colar o conteúdo da página do navegador no novo arquivo de modelo. Use o comando correspondente no submenu File » New » Mixed Simulation, conforme mostrado abaixo.

Comandos para criar um novo arquivo de modelo vazio.
Comandos para criar um novo arquivo de modelo vazio.

Para determinar o tipo correto de modelo (*.MDL, *.CKT etc.), examine o conteúdo de texto do modelo.

Em seguida, você pode copiar/colar as informações do arquivo de modelo no editor de modelos.

Exemplo de conteúdo de texto de um modelo de simulação.
Exemplo de conteúdo de texto de um modelo de simulação.

  • O uso de correntes através de indutâncias é compatível com expressões de valor de fontes funcionais.
  • A diretiva de condição inicial (.IC) é compatível com o uso dentro de um subcircuito.
  • Para simular rajadas repetidas de transientes, você pode usar a função EXP em fontes independentes com os seguintes parâmetros:

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

    onde:

    • Tpulse – período do pulso
    • Npulse – número de pulsos por rajada
    • Tburst – período de repetição das rajadas
  • As correntes de saída dos transistores de canal P (BJT, JFET, MOSFET, MESFET) são tratadas como correntes de entrada, tornando-as consistentes com as dos transistores de canal N.
  • Ao criar um modelo baseado em outro modelo, agora você pode usar a palavra-chave de modelo AKO. No exemplo mostrado abaixo, o modelo QP tem todos os mesmos parâmetros do modelo QP350, exceto que BF é alterado e VA é definido.

    .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)

    A detecção de erros é aplicada ao usar a sintaxe AKO, nos casos em que a definição do modelo envolve recursão infinita ( mostrar imagem) ou um modelo base ausente ( mostrar imagem).

Como criar um modelo de simulação do Workspace

O Altium Designer, em conjunto com um Workspace conectado, permite criar e gerenciar modelos de simulação do Workspace. Depois que um modelo de simulação do Workspace é criado, ele pode ser usado na criação de um ou mais componentes do Workspace.

Embora os modelos de simulação do Workspace sejam criados automaticamente quando você adiciona um arquivo de modelo de simulação a um componente que está sendo definido no Editor de Componentes em seu modo de edição de componente único e depois salva esse componente no Workspace, você também pode criar modelos de simulação do Workspace diretamente no Workspace, conforme descrito abaixo.

  1. Abra o painel Components e habilite a visibilidade dos modelos clicando no botão  na parte superior do painel e selecionando Models.

    Habilite a visibilidade de Models no painel Components
    Habilite a visibilidade de Models no painel Components

  2. Navegue até a categoria Simulations e selecione Create Component no menu do botão .

    Navegue até os modelos de simulação no painel Components e selecione o comando para criar um novo modelo 
    Navegue até os modelos de simulação no painel Components e selecione o comando para criar um novo modelo

  3. Na caixa de diálogo Create New Item que se abre, insira as informações necessárias, certifique-se de que a opção Open for editing after creation esteja habilitada e clique em OK. O modelo de simulação do Workspace será criado e o editor temporário SimModel será aberto, apresentando um documento .SimModel como documento ativo na área de projeto. Esse documento será nomeado de acordo com o item e sua revisão, no formato: <Item><Revision>.SimModel (por exemplo, SIM-001-0001-1.SimModel).

    Exemplo de edição da revisão inicial de um modelo de simulação do Workspace — o editor temporário SimModel fornece o documento no qual definir seu modelo de simulação.
    Exemplo de edição da revisão inicial de um modelo de simulação do Workspace — o editor temporário SimModel fornece o documento no qual definir seu modelo de simulação.

  4. Use o documento para definir o modelo de simulação do Workspace conforme necessário. Para obter mais informações sobre como fazer isso, consulte Como definir o modelo de simulação.
  5. Salve o modelo no Workspace usando o controle Save to Server à direita da entrada do modelo de simulação no painel Projects. A caixa de diálogo Edit Revision será exibida, na qual você poderá alterar o nome e a descrição, além de adicionar notas de versão conforme necessário. O documento e o editor serão fechados após o salvamento.
  6. O documento que contém a definição de origem do modelo de simulação, *.SimModel, será armazenado na revisão do modelo de simulação do Workspace. O modelo de simulação será apresentado no painel Components, na categoria Simulations.

    Um modelo de simulação do Workspace salvo no painel Components
    Um modelo de simulação do Workspace salvo no painel Components

    Os dados salvos no Workspace consistem na definição do modelo no arquivo .SimModel, bem como em qualquer arquivo .mdl ou .ckt referenciado. No painel Explorer, alterne para a guia de visualização de aspecto Preview e clique em um arquivo referenciado para visualizar uma prévia de seu conteúdo. Os parâmetros no nível do modelo também serão apresentados, quando aplicável.

    Navegue pelo modelo de simulação do Workspace salvo no painel Explorer. Alterne para a guia de visualização de aspecto Preview para ver os dados salvos.
    Navegue pelo modelo de simulação do Workspace salvo no painel Explorer. Alterne para a guia de visualização de aspecto Preview para ver os dados salvos.

Um modelo de simulação do Workspace salvo pode então ser vinculado a um componente do Workspace ao definir o componente no Editor de Componentes em seu modo de edição de componente único ou edição de componentes em lote.

  • Do ponto de vista do projetista, um componente do Workspace reúne, em uma única entidade, todas as informações necessárias para representar esse componente em todos os domínios de projeto. Nesse sentido, ele pode ser considerado um contêiner — um “repositório” no qual todos os modelos de domínio e informações paramétricas são armazenados. Em termos de sua representação nos vários domínios, um componente do Workspace não contém os próprios modelos de domínio do Workspace, mas sim vínculos para esses modelos. Esses vínculos são especificados ao definir o componente.
  • Os modelos de simulação do Workspace também podem ser criados no Workspace como parte da importação de bibliotecas de componentes existentes de gerações anteriores (SchLib, PcbLib, IntLib, DbLib, SVNDbLib). A interface desse processo — o Library Importer — apresenta um fluxo intuitivo que usa as bibliotecas selecionadas inicialmente e as importa para o Workspace. Saiba mais sobre o Importador de Bibliotecas.

Como definir o modelo de simulação

As informações necessárias para definir o modelo em um arquivo SimModel são as seguintes:

  • Model Name – use este campo para especificar o nome do modelo. Ao salvar no Workspace, esta entrada será usada como Name da revisão do item de modelo de simulação.

    Este deve ser o nome tal como aparece em qualquer arquivo de modelo ou subcircuito referenciado.

    Ao referenciar um arquivo MDL, o nome deve ser aquele que aparece na linha .MODEL da definição do modelo. Considere um modelo de diodo com a seguinte definição:

    .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 )

    O nome do modelo aqui é 1N4002. Este é o nome que deve ser inserido no campo Model Name.

    Ao referenciar um arquivo CKT, o nome deve ser aquele que aparece na linha .SUBCKT da definição do modelo. Considere um modelo de fusível com a seguinte definição:

    .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

    O nome do modelo aqui é FUSE. Este é o nome que deve ser inserido no campo Model Name.

  • Model File – para um modelo definido usando um arquivo .mdl ou .ckt, use o botão Browse para selecionar o arquivo necessário em uma biblioteca disponível.
  • Description – insira uma descrição do modelo, por exemplo, sua finalidade. Ao salvar no Workspace, esta entrada será usada como Description da revisão do modelo de simulação.
  • Parameters – parâmetros no nível do modelo (consulte Parâmetros no nível do modelo).
  • Model Preview – exibição somente leitura do conteúdo do arquivo .mdl ou .ckt referenciado.

Parâmetros no nível do modelo

Quando aplicável, os parâmetros no nível do modelo podem ser definidos diretamente no arquivo SimModel, pois fazem parte da definição de um modelo. A região Parameters do documento será preenchida automaticamente com os parâmetros aplicáveis ao modelo escolhido. Os valores dos parâmetros podem ser editados no próprio local - clique no campo Parameter Value associado a um parâmetro na lista e insira diretamente o valor necessário.

Para os tipos de modelo SPICE3f5 integrado, PSpice compatível e subcircuito, os parâmetros disponíveis serão listados automaticamente na região Parameters.

Defina os parâmetros do modelo como parte de sua definição, editando-os diretamente no próprio local.
Defina os parâmetros do modelo como parte de sua definição, editando-os diretamente no próprio local.

Quando um componente pronto para simulação é colocado em um projeto, um parâmetro de simulação pode ter um valor no nível do componente diferente daquele do mesmo parâmetro no nível do modelo. Quando a netlist for gerada, o parâmetro no nível do componente terá prioridade. Os parâmetros no nível do componente são definidos como parte desse componente. Para obter mais detalhes, consulte Criar um novo componente de biblioteca do Workspace.

Editar um modelo de simulação do Workspace

A qualquer momento, você pode retornar a qualquer modelo de simulação do Workspace e editá-lo diretamente. Selecione a categoria Simulations no painel Components (a opção Models deve estar habilitada no menu do painel para acessar esta categoria), clique com o botão direito na entrada de um modelo de simulação e escolha o comando Edit no menu de contexto. Novamente, o editor temporário será aberto, com o arquivo (que contém a definição de origem do modelo de simulação) contido no modelo de simulação do Workspace aberto para edição. Faça as alterações necessárias e salve o documento na próxima revisão do modelo de simulação do Workspace.

Quando você altera um modelo de simulação do Workspace, assim que salva essa alteração em uma nova revisão do modelo, todos os componentes do Workspace que usam esse modelo ficam efetivamente desatualizados, ainda usando a revisão anterior. Na maioria dos casos, você certamente desejará salvar novamente esses componentes do Workspace, com os respectivos vínculos de modelo atualizados para usar as revisões mais recentes disponíveis. Para agilizar esse processo, o Workspace, em conjunto com o Altium Designer, permite atualizar os componentes pai no momento em que um modelo de simulação do Workspace é salvo novamente, após quaisquer modificações feitas nesse modelo por meio do recurso de edição direta.

Para obter mais informações sobre a atualização de componentes pai ao salvar um modelo de domínio, consulte a página Criar e editar conteúdo.

Gerar arquivos SimModel

Os arquivos SimModel podem ser gerados a partir do documento de biblioteca de esquemáticos ou de biblioteca de banco de dados ativo usando o comando Tools » Generate SimModel Files.

  • Este recurso está disponível apenas para bibliotecas de banco de dados padrão (DbLibs). Não é possível gerar arquivos SimModel a partir de bibliotecas de banco de dados SVN (SVNDbLibs).
  • Apenas os componentes em tabelas atualmente habilitadas serão considerados ao gerar arquivos SimModel.

Após executar o comando, a caixa de diálogo Generate SimModel Files será exibida. Cada arquivo SimModel (e a definição do modelo de simulação que o compõe) é criado com base no vínculo do modelo de simulação de um componente de esquemático na biblioteca de esquemáticos ativa (ou nas informações de simulação de um registro de componente na biblioteca de banco de dados ativa). Use os controles da caixa de diálogo para configurar a geração de um ou mais arquivos SimModel conforme necessário. Por padrão, será criada uma subpasta chamada Sim Models. Altere esse nome para algo mais adequado, se necessário. Se a pasta especificada existir, ela será usada; caso contrário, será criada.

A caixa de diálogo Generate SimModel Files
A caixa de diálogo Generate SimModel Files

Após definir as opções conforme necessário, clique em OK. A geração será iniciada e, quando o processo for concluído, uma caixa de diálogo de confirmação será exibida, informando quantos arquivos SimModel foram gerados. Todos os arquivos .mdl, .ckt ou .scb referenciados também serão armazenados junto aos arquivos SimModel.

O próprio arquivo SimModel gerado pode então ser usado para criar uma nova revisão de um item de modelo de simulação no Workspace conectado. Abra um arquivo SimModel e use o comando File » Save to Server para escolher uma revisão planejada de um item de modelo de simulação no Workspace (ou criar uma na hora) por meio da caixa de diálogo Choose Planned Item Revision que será aberta.

Se estiver migrando de uma biblioteca integrada, as bibliotecas de esquemáticos de origem (SchLib) podem ser obtidas abrindo a IntLib no Altium Designer e optando por extrair as bibliotecas de origem. Ao gerar arquivos SimModel a partir de uma biblioteca de banco de dados, apenas os componentes em tabelas atualmente habilitadas serão considerados.

A nomenclatura dos arquivos SimModel depende do tipo de biblioteca de origem:

  • Schematic Library - cada arquivo SimModel recebe o nome do modelo de simulação. Quando vários componentes de esquemático incluem a mesma implementação de modelo de simulação (modelo de simulação com o mesmo nome), apenas um arquivo SimModel será gerado, usando esse nome.
  • Database Library - cada arquivo SimModel recebe o nome do modelo de simulação, conforme especificado no campo Sim Model Name de um registro de componente. Quando vários registros de componentes (nas tabelas habilitadas) incluem a mesma implementação de modelo de simulação (mesma entrada no campo Sim Model Name), apenas um arquivo SimModel será gerado, usando esse nome.

Assistente de modelos SPICE

Certos modelos de dispositivos analógicos integrados ao SPICE permitem associar um arquivo de modelo (*.mdl) no qual é possível definir parametricamente características comportamentais avançadas (por exemplo, resistor semicondutor, diodo, BJT). Criar esse arquivo de modelo manualmente e depois vinculá-lo ao componente esquemático desejado pode ser bastante trabalhoso. O SPICE Model Wizard facilita essa tarefa. Usando o Assistente, as características desse tipo de dispositivo podem ser definidas com base em dados obtidos pelo usuário. Os parâmetros — inseridos diretamente ou extraídos dos dados fornecidos — são gravados automaticamente em um arquivo de modelo, que é vinculado ao componente esquemático indicado.

O SPICE Model Wizard oferece uma solução prática e semiautomatizada para criar e vincular um modelo de simulação SPICE para diversos dispositivos analógicos — dispositivos integrados ao SPICE que exigem um arquivo de modelo vinculado (*.mdl). As características comportamentais do modelo são definidas com base nas informações fornecidas ao Assistente. A quantidade de informações necessárias depende do tipo de dispositivo para o qual você deseja criar um modelo — desde a simples inserção de parâmetros do modelo até a inserção de dados do dispositivo obtidos na folha de dados do fabricante ou por medições realizadas no próprio dispositivo físico.

As seções a seguir abordam o uso do Assistente — do acesso à verificação.

Acessando o Assistente

O Assistente é acessado no editor de símbolos esquemáticos, selecionando o comando Tools » XSpice Model Wizard nos menus principais.

A página inicial do SPICE Model Wizard
A página inicial do SPICE Model Wizard

Nas duas páginas seguintes do Assistente, você poderá escolher:

  • Qual dispositivo específico deseja modelar, na lista de tipos de dispositivos compatíveis.
  • Se deseja adicionar o modelo SPICE gerado posteriormente a um componente existente no documento de biblioteca ou a um novo componente criado pelo Assistente e adicionado a esse documento.
O Assistente de Modelos SPICE é essencialmente um conjunto de assistentes — um para cada modelo de dispositivo compatível.

Tipos de dispositivos compatíveis

O Assistente pode ser usado para criar modelos SPICE para os seguintes tipos de dispositivos analógicos:

  • Diodo
  • Capacitor semicondutor
  • Resistor semicondutor
  • Chave controlada por corrente
  • Chave controlada por tensão
  • Transistor bipolar de junção
  • Linha de transmissão com perdas
  • Linha de transmissão RC uniformemente distribuída

Nomeando o modelo

Uma das etapas mais importantes ao percorrer as páginas do Assistente é fornecer um nome para o modelo que você está criando. Na verdade, você não poderá avançar para a etapa de definição de parâmetros do Assistente até inserir um nome.

Após a criação, esse nome aparecerá no campo Model Name da caixa de diálogo Sim Model. O próprio arquivo de modelo também é criado com esse nome (<ModelName>.mdl). Ao usar o Assistente para adicionar um modelo a um novo componente de biblioteca, o nome especificado para o modelo também será usado para nomear o componente.

Ao nomear o modelo, você também tem a opção de inserir uma breve descrição. Ela pode indicar a função do modelo (por exemplo, Semiconductor Resistor) ou uma referência mais específica a um valor ou configuração (por exemplo, NPN BJT).

Características a serem modeladas

Após dar um nome ao modelo, você avançará para uma ou mais páginas que tratam das características a serem modeladas. Os tipos de modelos compatíveis com o Assistente podem ser classificados nos dois grupos a seguir:

Um parâmetro especificado no arquivo de modelo de um dispositivo substituirá seu valor padrão (inerente ao mecanismo SPICE).
O Assistente considera apenas os parâmetros que podem ser definidos em um arquivo de modelo. Todos os parâmetros que podem ser definidos no nível do componente para um dispositivo devem ser configurados na aba Parameters da caixa de diálogo Sim Model, depois que o Assistente concluir a criação do arquivo de modelo.

Gerando o modelo

Após a definição dos dados/parâmetros necessários, o Assistente exibirá o modelo gerado. Esse é o conteúdo que será salvo no arquivo MDL.

Prévia do conteúdo do arquivo de modelo gerado.
Prévia do conteúdo do arquivo de modelo gerado.

O modelo pode ser editado diretamente nesta página, proporcionando controle total sobre sua especificação.

Quando estiver satisfeito com a definição do modelo, clique em Next para avançar até o final do Assistente. Clicar em Finish permitirá salvar o modelo. Use a caixa de diálogo Save SPICE Model File para determinar onde o arquivo MDL resultante deve ser salvo. Por padrão, o arquivo será salvo no mesmo diretório do documento de biblioteca de esquemáticos. Você também pode alterar o nome do arquivo nesta etapa, se desejar.

Se você tiver solicitado que o modelo seja associado a um novo componente, esse componente será criado e adicionado ao documento de biblioteca.

Embora o modelo seja vinculado automaticamente ao componente — novo ou existente —, é recomendável criar o hábito de verificar o mapeamento dos pinos do componente esquemático para os pinos do modelo. Acesse a caixa de diálogo Sim Model do modelo associado e verifique o mapeamento de pinos na região Pin Mapping da caixa de diálogo, fazendo alterações, se necessário. Defina os valores de quaisquer parâmetros adicionais disponíveis para o modelo — na aba Parameters da caixa de diálogo — conforme necessário.

Modelos de dispositivos criados por inserção direta de parâmetros

Para os modelos de dispositivos a seguir, o Assistente não extrai informações de parâmetros dos dados inseridos. Em vez disso, os modelos são criados com base na inserção direta de valores para os parâmetros associados a eles. Ao inserir valores de parâmetros, há alguns pontos a considerar:

  • Se o valor de um parâmetro não for especificado, não haverá uma entrada para ele no arquivo de modelo criado. Nesse caso, será usado o valor padrão armazenado internamente no SPICE. Em outras palavras, se o valor de um parâmetro for especificado em um arquivo de modelo, o valor do arquivo substituirá o valor padrão desse parâmetro.
  • Se a entrada padrão de um parâmetro no Assistente for '-' e um valor para esse parâmetro não for inserido explicitamente, será usado um valor padrão de zero (interno ao SPICE) nos cálculos.

Capacitor semicondutor

Os parâmetros a seguir podem ser definidos para este modelo de dispositivo usando o Assistente. A inserção de um valor fará com que esse parâmetro seja gravado no arquivo MDL gerado.

CJ

 

Capacitância do fundo da junção (em F/m²).

CJSW

 

Capacitância da parede lateral da junção (em F/m).

DEFW

 

Largura padrão do dispositivo (em metros). (Padrão = 1e-6).

NARROW

 

Estreitamento devido à corrosão lateral (em metros). (Padrão = 0).

Resistor semicondutor

Os parâmetros a seguir podem ser definidos para este modelo de dispositivo usando o Assistente. Ao inserir um valor, o parâmetro correspondente será gravado no arquivo MDL gerado.

TC1

 

Coeficiente de temperatura de primeira ordem (em Ohms/˚C). (Padrão = 0)

TC2

 

Coeficiente de temperatura de segunda ordem (em Ohms/˚C2). (Padrão = 0)

RSH

 

Resistência de folha (em Ohms).

DEFW

 

Largura padrão (em metros). (Padrão = 1e-6).

NARROW

 

Estreitamento devido à corrosão lateral (em metros). (Padrão = 0).

TNOM

 

Temperatura de medição dos parâmetros (em ˚C). Se nenhum valor for especificado, será usado o valor padrão atribuído a TNOM na aba Advanced da caixa de diálogo Advanced Analyses Settings (Padrão = 27).

Chave controlada por corrente

Os parâmetros a seguir podem ser definidos para este modelo de dispositivo usando o Assistente. Ao inserir um valor, o parâmetro correspondente será gravado no arquivo MDL gerado.

IT

 

Corrente de limiar (em amperes). (Padrão = 0).

IH

 

Corrente de histerese (em amperes). (Padrão = 0).

RON

 

Resistência no estado ligado (em Ohms). (Padrão = 1).

ROFF

 

Resistência no estado desligado (em Ohms). Por padrão, é definida como 1/GMIN. GMIN é um parâmetro avançado do SPICE, especificado na aba Advanced da caixa de diálogo Advanced Analyses Settings. Ele define a condutância mínima (resistência máxima) de qualquer dispositivo no circuito. Seu valor padrão é 1e-12 mhos, resultando em um valor padrão de 1000G Ohms para ROFF.

Chave controlada por tensão

Os parâmetros a seguir podem ser definidos para este modelo de dispositivo usando o Assistente. Ao inserir um valor, o parâmetro correspondente será gravado no arquivo MDL gerado.

VT

 

Tensão de limiar (em volts). (Padrão = 0).

VH

 

Tensão de histerese (em volts). (Padrão = 0).

RON

 

Resistência no estado ligado (em Ohms). (Padrão = 1).

ROFF

 

Resistência no estado desligado (em Ohms). Por padrão, é definida como 1/GMIN. GMIN é um parâmetro avançado do SPICE, especificado na aba Advanced da caixa de diálogo Advanced Analyses Settings. Ele define a condutância mínima (resistência máxima) de qualquer dispositivo no circuito. Seu valor padrão é 1e-12 mhos, resultando em um valor padrão de 1000G Ohms para ROFF.

Linha de transmissão com perdas

Os parâmetros a seguir podem ser definidos para este modelo de dispositivo usando o Assistente. Ao inserir um valor (ou ativar uma opção), o parâmetro correspondente será gravado no arquivo MDL gerado.

R

 

Resistência por unidade de comprimento (em Ohms/unidade). (Padrão = 0).

L

 

Indutância por unidade de comprimento (em henrys/unidade). (Padrão = 0).

G

 

Condutância por unidade de comprimento (em mhos/unidade). (Padrão = 0).

C

 

Capacitância por unidade de comprimento (em farads/unidade). (Padrão = 0).

LEN

 

Comprimento da linha de transmissão.

REL

 

Controle de pontos de quebra (em unidades arbitrárias). (Padrão = 1).

ABS

 

Controle de pontos de quebra (em unidades arbitrárias). (Padrão = 1).

NOSTEPLIMIT

 

Uma opção que, quando ativada, remove a restrição que limita os passos de tempo a valores menores que o atraso da linha. (Padrão = desativada).

NOCONTROL

 

Uma opção que, quando ativada, impede a limitação do passo de tempo com base em critérios de erro de convolução. (Padrão = desativada).

LININTERP

 

Uma opção que, quando ativada, utiliza interpolação linear em vez da interpolação quadrática padrão para o cálculo de sinais atrasados. (Padrão = desativada).

MIXEDINTERP

 

Uma opção que, quando ativada, utiliza uma métrica para determinar se a interpolação quadrática é aplicável e, caso não seja, utiliza interpolação linear. (Padrão = desativada).

COMPACTREL

 

Uma grandeza específica usada para controlar a compactação dos valores do histórico usados na convolução. Por padrão, essa grandeza utiliza o valor especificado para o parâmetro de tolerância de erro relativo da simulação (RELTOL), definido na aba Advanced da caixa de diálogo Advanced Analyses Settings.

COMPACTABS

 

Uma grandeza específica usada para controlar a compactação dos valores do histórico usados na convolução. Por padrão, essa grandeza utiliza o valor especificado para o parâmetro de tolerância de erro absoluto de corrente (ABSTOL), definido na aba Advanced da caixa de diálogo Advanced Analyses Settings.

TRUNCNR

 

Uma opção que, quando ativada, habilita o uso do método de iteração de Newton-Raphson para determinar um passo de tempo adequado nas rotinas de controle do passo de tempo. (Padrão = desativada, caso em que é usado um método de tentativa e erro, reduzindo o passo de tempo anterior à metade a cada tentativa).

TRUNCDONTCUT

 

Uma opção que, quando ativada, remove a redução padrão do passo de tempo usada para limitar erros no cálculo efetivo de grandezas relacionadas à resposta ao impulso. (Padrão = desativada).

Para que o modelo resultante possa ser simulado, é necessário atribuir valores a pelo menos dois dos parâmetros R, L, G e C, além de inserir um valor para o parâmetro LEN. Não será possível avançar no Assistente até que essas condições sejam atendidas.

Linha de transmissão RC uniformemente distribuída

Os parâmetros a seguir podem ser definidos para este modelo de dispositivo usando o Assistente. Ao inserir um valor, o parâmetro correspondente será gravado no arquivo MDL gerado.

K

 

Constante de propagação. (Padrão = 2).

FMAX

 

Frequência máxima de interesse (em hertz). (Padrão = 1.0G).

RPERL

 

Resistência por unidade de comprimento (em Ohms/metro). (Padrão = 1000).

CPERL

 

Capacitância por unidade de comprimento (em farads/metro). (Padrão = 1.0e-15).

ISPERL

 

Corrente de saturação por unidade de comprimento (em amperes/metro). (Padrão = 0).

RSPERL

 

Resistência do diodo por unidade de comprimento (em Ohms/metro). (Padrão = 0).

 

Modelos de dispositivos criados por extração de parâmetros a partir de dados

Para diodos e transistores BJT, o Assistente extrai informações de parâmetros dos dados inseridos. Os parâmetros específicos extraídos para inclusão no arquivo de modelo dependerão das características específicas do diodo ou BJT que você escolheu modelar.

O método de entrada de dados varia conforme a característica. Em alguns casos, será necessário inserir valores diretamente; em outros, dados de gráficos. Em todos os casos, os dados serão obtidos de medições diretas no dispositivo, de uma folha de dados do fabricante ou de uma combinação das duas fontes.

Para dados baseados em gráficos, inserir mais pontos de dados fornecerá ao Assistente uma representação mais fiel dos dados de origem, o que, por sua vez, resultará em maior precisão dos valores dos parâmetros extraídos.

Quando for necessário inserir dados de gráficos, insira uma série de pontos de dados obtidos do gráfico de origem na grade fornecida pelo Assistente. Se os dados estiverem armazenados no formato de valores separados por vírgulas (*.csv), você poderá importá-los usando o botão Import Data disponível. O Assistente utilizará os dados inseridos para extrair os parâmetros necessários do modelo. Os resultados da extração são apresentados em uma página subsequente do Assistente, na forma dos próprios valores dos parâmetros extraídos e de um gráfico comparativo entre os dados inseridos e os valores calculados usando os parâmetros extraídos. A imagem abaixo ilustra um exemplo dessa apresentação dos resultados dos parâmetros.

Insira os dados de origem para que o Assistente possa extrair os parâmetros necessários do modelo.
Insira os dados de origem para que o Assistente possa extrair os parâmetros necessários do modelo.

Você pode editar os valores dos parâmetros extraídos para aprimorar ainda mais a precisão do modelo do diodo. A comparação gráfica será atualizada para refletir as alterações.

Diodo

As seções a seguir detalham cada uma das características que você pode escolher modelar para um diodo. Cada seção aborda os parâmetros extraídos e os dados de origem necessários para que o Assistente realize a extração.

Transistor bipolar de junção (BJT)

Ao criar um modelo de transistor bipolar de junção (BJT), o Assistente de Modelos SPICE exige que você escolha a fonte de dados da qual as informações dos parâmetros serão extraídas:

  • Dados medidos – selecione esta opção se os dados de origem forem provenientes de medições no dispositivo físico e você desejar desenvolver um modelo preciso que descreva todos os aspectos do comportamento em CC.
  • Folha de dados do fabricante – selecione esta opção se os dados de origem forem provenientes de uma folha de dados. Em geral, as folhas de dados não contêm o nível de informação necessário para modelar todos os aspectos do dispositivo BJT. No entanto, normalmente contêm informações suficientes para criar um modelo de dispositivo para uso apenas na região ativa direta.
Ao criar um modelo BJT, o Assistente também exige que você especifique a polaridade do transistor — NPN ou PNP.

As diferenças entre essas duas opções afetam principalmente a forma como são extraídos os parâmetros que modelam as características de corrente-tensão em CC do BJT. Com relação às capacitâncias das junções com polarização reversa e aos tempos de trânsito, a forma de extração dos parâmetros é idêntica nas duas opções.

As seções a seguir detalham cada uma das características que você pode optar por modelar para um dispositivo BJT, de acordo com o tipo de dados de origem (dados medidos ou folha de dados). São discutidos os parâmetros extraídos em cada caso e os dados de origem exigidos pelo Assistente para permitir sua extração.

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