ROHM LED仿真模型概要

ROHM为了支持LED（发光二极管：Light Emitting Diode）运用相关的设计，提供了可再现电气特性的 SPICE模型，以及可用于分析光学特性的Ray File（光线数据文件）。

LED仿真需要采用多维度的方法，除了用于确认电路工作的DC分析、瞬态分析和AC分析外，还需要用于评估配光特性和光通量的光学仿真。但要充分发挥器件的特性，必须正确理解所使用模型的类型（如紧凑模型、子电路模型）以及其中描述的参数内容。

本书将围绕 ROHM提供的LED仿真模型，从模型的构成、种类、主要参数，到LTspice中的实现方法以及 LightTools中的应用，对设计人员在实际工作中所需的信息进行详细解说。

1 SPICE模型的种类

SPICE模型分为"紧凑模型（器件模型）"和"子电路模型"两种。紧凑模型（器件模型）针对双极晶体管、二极管、LED等单一元件，语法以".MODEL"开头。子电路模型由多个元件组合构成，适用于MOSFET、SiC 功率器件、IGBT以及部分二极管。语法以「.SUBCKT」开始，以「.ENDS」结束。在子电路模型中，双向齐纳二极管和双向TVS二极管采用由两个元件等效电路定义的宏模型进行记述。SiC功率器件、IGBT以及部分齐纳二极管、TVS二极管则采用通过自定义数学公式定义器件特性（宏模型无法再现的特性）的行为模型进行记述。

1.1什么是紧凑模型（器件模型）

紧凑模型（器件模型）是通过等效电路再现双极晶体管、二极管、LED等元件电气特性的模型，其内部预置了多个表征等效特性的特定数学公式，并记述了公式中使用的多个系数。由于数学公式不可更改，其能精确再现的电气特性存在局限性。读取并处理.MODEL中记述的模型参数。LED的紧凑模型采用由SPICE2定义的二极管模型结构。此外，对于PN结二极管，Spice、SIMetrix等基于SPICE的电路仿真器大多支持SPICE2模型。

1.2什么是子电路模型

子电路模型将多个元件记述在一个文件中，使其可作为一个部件（component）来处理。通过组合多个元件构建等效电路，可创建比紧凑模型（器件模型）精度更高或具有特定功能的模型。根据定义方式，子电路模型可分为"宏模型"和"行为模型"两种类型。宏模型由多个紧凑模型（被动元件与主动元件）及其电路连接信息构成。行为模型组合多个元件构建等效电路，使用自定义函数定义各元件的特性表达式，其结构中包含这些函数表达式及电路连接信息。由此可再现紧凑模型与宏模型所无法实现的电气特性。

2罗姆提供的仿真模型

罗姆提供的LED仿真模型具体分为以下两类：

1. SPICE模型适用于PSpice及LTspice的模型，其文件名如下所示。虽存在多种文件名，但所有模型均可用于两种仿真器中。由单一元件构成的LED采用紧凑模型进行记述。

partnumber.lib

partnumber_SPICE.lib

partnumber_emission color.lib

partnumber_emission color_SPICE.lib

2. Ray File可在LightTools中使用的光线数据文件，文件名如下所示。

partnumber_***.ray