A TRANZ-TRAN 2 áramköranalízis program

Tartalom

1. Bevezetés 5
1.1. Számítógépes áramkörtervezés 5
1.2. A TRANZ-TRAN programrendszer általános jellemzése 6
1.2.1. Felépítés, szolgáltatások 6
1.2.2. A TRANZ-TRAN programrendszer változatai 8

2. A hálózategyenletek előállítása és megoldása 11
2.1. A csomóponti admittanciamátrix 11
2.1.1. Lineáris n-pólus mátrix-reprezentációja 11
2.1.2. A csomóponti admittanciamátrix előállítása 14
2.1.3. Az impedancia- és admittanciamátrix redukciója 16
2.2. A hálózategyenletek generálása 17
2.2.1. Topológiai mátrixok, Kirchhoff-egyenletek 17
2.2.2. Ág-egyenletek. Az általános ág 19
2.3. Az egyenáramú szimuláció 20
2.3.1. Lineáris hálózat egyenáramú megoldása 20
2.3.2. Nemlineáris hálózat egyenáramú analízise 22
2.3.3. A nemlineáris egyenletrendszer megoldása 23
2.3.4. A nemlineáris egyenáramú analízis megoldóalgoritmusa 25
2.4. Nemlineáris tranziens szimuláció 29
2.4.1. A hálózategyenletek felírása 29
2.4.2. A nemlineáris differenciálegyenlet-rendszer megoldása 30
2.4.3. A nemlineáris tranziens analízis megoldóalgoritmusa 33
2.5. Kisjelű, lineáris váltakozóáramú szimuláció 34
2.5.1. A hálózategyenletek felírása 34
2.5.2. A hálózategyenletek megoldása 35
2.5.3. A TRANZ-TRAN váltakozóáramú megoldóalgoritmusa 37

3. Modellek 39
3.1. A modellezés általános kérdései 39
3.1.1. A modell fogalma 39
3.1.2. Modellek az áramkör szimulációban 40
3.1.3. A szimulációs algoritmus és a modellek kapcsolata 42
3.2. A pn átmenet modellezése 46
3.2.1. A pn átmenet Ebers-Moll típusú modellje 46
3.2.2. A pn átmenet töltésvezérelt modellje 47
3.2.3. Másodlagos hatások figyelembevétele 48
3.2.4. Hőmérséklet függés 50
3.3. A bipoláris tranzisztor modellezése 51
3.3.1. Ebers-Moll tranzisztormodell 53
3.3.2. A töltésvezérelt (Beaufoy-Sparkes) modell 54
3.3.3. A Linvill-féle tranzisztormodell 57
3.3.4. Az Ebers-Moll modell gyakorlati problémái 60
3.4. A térvezérelt tranzisztor modellezése 62
3.4.1. Egyszerű modell a növekményes MOS tranzisztorra 62
3.4.2. Az MOS tranzisztor pontosabb modellje 64
3.5. Induktív elemek modellezése 67
3.5.1. Induktivitás modellezése 67
3.5.2. Transzformátor modellezése 69
3.6 Funkcionális modellek 71
3.6.1. Monolitikus műveleti erősítők modellezése 71
3.6.2. Lineáris műveleti erősítő modell 72
3.6.3. Nemlineáris műveleti erősítő modell 73
3.6.4. Komparátorok modellezése 75
3.6.5. Analóg szorzók modellezése 76

4. Modellparaméterek és identifikációjuk 78
4.1. A pn átmenet (félvezetődióda) paraméterei 78
4.1.1. A modellparaméterek definíciója 78
4.1.2. A pn átmenet paramétereinek megállapítása 81
4.2. A bipoláris tranzisztor paraméterei 87
4.2.1. A modellparaméterek definíciója 87
4.2.2. A bipoláris tranzisztor modellparamétereinek megállapítása 88
4.3. Szigetelt vezérlőelektródás térvezérelt tranzisztor (MOSFET) 95
4.3.1. Az MOS tranzisztorok MOS-1 jelű modellje 95
4.3.2. Paraméter megállapítás a MOS-1 modellhez 96
4.3.3. A növekményes MOS tranzisztor MOS-E jelű modellje 98
4.3.4. Paraméter megállapítás a MOS-E modellhez 99
4.4. Záróréteges térvezérelt tranzisztor (FET) 99
4.4.1. A modell és paraméterei 99
4.4.2. Paraméter megállapítás a FET tranzisztorhoz 102

5. A programrendszer használata 104
5.1. A nyomtatási képek értelmezéséhez 104
5.2. A TRANZ-TRAN analízisprogram ESzR-FORTRAN változatainak közös
korlátozásai 106
5.3. Gyakorlati tudnivalók 107
5.4. Alkalmazási példák 110

II. RÉSZ: A TRANZ-TRAN program használati utasítása 119

Témakörök