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开发Spice宏模型的简单方法

开发Spice宏模型的简单方法

序论
许多比较老的线性器件,尤其是运算放大器,简称“运放”,都没有SPICE宏模型。即使有,通常使用的也是博伊尔(Boyle)宏模型,该模型以今天的标准来看准确度并不高,即使提供给用户也不能很好地代表实际器件。
这种基于晶体管的方法使用相对简单的方程式 —— 工程师可对这些方程式进行相应的修改,以满足各种放大器设计流程的需要。我们的理念是用来自产品说明书的几个参数来创建SPICE(TINA-TI™)宏模型,不管输入或输出拓扑结构如何。该技术基于这样的假设:大多数运算放大器都有一个远远超出单位增益带宽的次极。
一般而言,工程师需要以下参数:电源电压、开环增益与负载、单位增益带宽、压摆率、输入共模范围、共模抑制比(CMRR)、电源抑制比(PSRR)、Vos、Ios、Ib、开环输出阻抗、相位裕度、宽带噪声与1/f噪声、电源电流以及短路电流。对于轨至轨输出,工程师将需要输出饱和电压(输入输出电压差)以及汇点和源点电流。此外,还需要明确规定负载电阻RL。
以不同颜色突出显示的方程式是工程师需插入到网表中的方程式。蓝色方程式是为了方便工程师自己进行观察;红色方程式则是网表末尾的模型参数中可能需要的。
图1展示了双极性输入和互补金属氧化物半导体(CMOS)输出级的拓扑结构。
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