PSPICE中的电路元器件类型描述

PSPICE中的电路元器件类型描述

在运行于Windows环境下的PSPICE中，均采用图形方式描述需要仿真的电路。即在PSPICE提供的绘图编辑器中，画出电路图，并将其存为扩展名为sch的图形文件（计算机自动生成扩展名）。电路中用到的元器件、电源和信号源可从PSPICE提供的库中直接调用。

　　一个完整的电路，不仅包括电路的结构，而且还包含各元器件、信号源及电源的有关参数。电路的结构可以通过元器件符号以及它们之间的连线来描述；而参数则是在元件属性（Attributes）中描述的。描述一个元器件通常包括元器件符号名称、元器件在电路中的标号、元器件参数值等几部分内容。由于有源器件的参数较多，它们不直接在属性中给出，而是用专门的模型（Model）来描述，属性中只给出它的模型名称。仿真时，PSPICE从模型库中调出该元器件的参数值进行仿真。下面对电路元件的描述作进一步的介绍。

表1.3.1 序号 类型名称 描述关键词 元器件类型 1 RES R 电阻器 2 CAP C 电容器 3 IND L 电感器 4 D D 二极管 5 NPN Q npn BJT三极管 6 PNP Q pnp BJT三极管 7 LPNP Q 横向pnp BJT三极管 8 NJF J N沟道JFET 9 PJF J P沟道JFET 10 NMOS M N沟道MOSFET 11 PMOS M P沟道MOSFET 12 GASFET B GaAsFET 13 CORE K 非线性磁芯（变压器） 14 VSWITCH S 电压控制开关 15 ISWITCH W 电流控制开关 16 DINPUT N 数字输入器件 17 DOUTPUT O 数字输出器件 18 UIO U 数字输入输出模型 19 UGATE U 标准门 20 UTGATE U 三态门 21 UEFF U 边沿触发器 22 UGFF U 门触发器 23 UWDTH U 脉宽校验器 24 USUHD U 复位和保持校验器 25 UDLY U 数字延迟线

1. 电阻、电容和电感

　　在符号库（*.slb）中分别用关键字R、C和L来标识电阻、电容和电感元件（PSPICE中的元器件关键字见表1.3.1所示）。在电路中以关键字开头，后跟长度不超过8个字符的字母或数字作为它们的标号。例如，R2、Ce、L5。它们的参数在元件属性的VALUE项中定义。例如，VALUE=10k。另外，在IC项中还可以设置电容的初始电压和电感的初始电流。R、C和L是不带模型的元件，因此，在做统计分析时必须将它们换成具有模型的元件，如Rbreak、Cbreak和Lbreak分别是带模型的电阻、电容和电感元件。

2. 有源器件

　　有源器件在符号库中的名称（NAME）通常以关键字开头，后跟长度不超过8个字符的字母或数字命名，如Q2N2222表示一种NPN型BJT。74系列的数字集成电路芯片以它们的型号作为元器件名称。

　　有源器件的参数均在它们的模型中描述。在PSPICE中是按器件类型（DEVICE-TYPE）来建立模型的，这些类型如表1.3.1所示。同一类型的器件有相同的模型结构，只是具体参数值有所不同。例如，Q2N2222和Q2N3904均属NPN型BJT。

　　在模型库中，有源器件的模型名称（MODELNAME）与符号库中器件名称的命名方法类似。符号库（扩展名为slb的磁盘文件）与模型库（扩展名为lib的磁盘文件）是通过模型名称建立联系的。例如，Q2N2222、Q2N2222-X。

　　电路仿真的精度主要由元器件所选用的模型和模型参数来决定。PSPICE中选用了较精确的模型，其模型参数也很多，在多数情况下，可以忽略其中许多参数。PSPICE在分析时使用这些参数的缺省值（default value 计算机自动给出的值，也称为默认值）。表1.3.2中给出了几种器件常用的模型参数。

表1.3.2 几种元器件常用的模型参数

元器件模型	参数名	定义	缺省值	单位
D	IS RS N CJO VJ BV IBV	饱和电流 寄生串联电阻 发射系数 零偏PN结电容 结电势 反向击穿电压 反向击穿电流	1E-14 0 1 0 1 ¥ 1E-10	A W F V V A
BJT	BF NF VAF BR NR VAR CJE CJC RB RE RC VJE	正向电流放大系数 正向电流发射系数 正向Early电压 反向电流放大系数 反向电流发射系数 反向Early电压 b-e结零偏压电容 b-c结零偏压电容 零偏压基极电阻 发射极电阻 集电极电阻 b-e结内建电势	100 1 ¥ 1 1 ¥ 0 0 0 0 0 0.75	V V F F W W W V
MOSFET	VTO KP CBD CBS TOX CGDO CGSO CGBO	零偏压阈值电压 跨导系数 零偏压漏极-衬底结电容 零偏压源极-衬底结电容 氧化层厚度 单位宽度的栅源覆盖电容 单位宽度的栅漏覆盖电容 单位长度的栅-衬底覆盖电容	0 0.02 0 0 1E-7 0 0 0	V mA/V2 F F m F/m F/m F/m
JEFT	VTO BETA LAMBDA RD RS CGS CGD	夹断电压 跨导系数 沟道长度调制系数 漏极电阻 源极电阻 零偏压栅源电容 零偏压栅漏电容	-2 0.1 0 0 0 0 0	V mA/V2 V-1 W W F F
GaAs MESFET	VTO BETA IS	夹断电压 跨导系数 栅PN结饱和电流 (其它与JFET相同)	-2.5 0.1 1E-14	V A/ V2 A

3. 信号源及电源

　　在电路描述中，信号源和电源是必不可少的。实际上电源可以看作是一种特殊的信号源。在PSPICE中，信号源被分为两类：独立源和受控源。表1.3.3给出了几种主要独立源。在类型名前加V表示电压源，加I表示电流源。受控源共分为四类如表1.3.4所示，它们可用来描述等效电路。

　　信号源的参数可在其属性中定义。例如，脉冲源的初始电压V1、脉冲电压V2、延迟时间TD、上升时间TR、下降时间TF、脉冲宽度PW、周期PER等，均可在其属性窗中赋值。

1.3.3 几种主要的独立源 类型名 电源及信号源类型 应用场合 DC 固定直流源 直流电源、直流特性分析 AC 固定交流源 正弦稳态频率响应 SIN 正弦信号源 瞬态分析、正弦稳态频率响应 PULSE 脉冲源 瞬态分析 PWL 分段线性源 瞬态分析 SRC 简单源 可当作AC、DC或瞬态源

表1.3.4 受控源 元器件描述关键词 受控源类型 E 电压控制电压源 F 电流控制电流源 G 电压控制电流源 H 电流控制电压源