Subcircuito SPICE Transistor PNP lateral de colector dividido

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Esta pregunta está relacionada con el libro Diseñando chips analógicos de Hans Camenzind .

Necesito simular un espejo de corriente PNP lateral simple (un transistor):

Estoytratandodeentendercómosepuedemodelarun"transistor PNP lateral de colector dividido" (Q1) usando un subcircuito SPICE.

El libro proporciona un subcircuito SPICE para transistores PNP laterales (para modelar corrientes de sustrato en saturación, además de la operación normal del dispositivo):

Principalmente:

*LateralPNPTransistorsubcircuit*(modelingsubstratecurrentsatsaturationandnormaloperation)*Inputs:1(collector),2(base),3(emitter),4(substrate).SUBCKTpnp11234*dev<nets>model*-----------------QP11123qp1QP21421qp2QP31423qp3.ENDS

AdemásdelosparámetrosdelmodelodedispositivoPNP.(quenoestoyproporcionandoaquí).

Mipreguntaprincipales¿cómohagoparacambiarelsubcircuitoPNPlateralauntipodecolectordividido?

EstabainclinadoasimplementeagregarunpuertoadicionalalsubcircuitoPNPLateral(esdecir,c1,c2,b,e)ymantenerelcolectordeQ11comounaredinterna,luegodividirestaredendoscablesconectadosalared.Puertosc1yc2,sinembargo:

  • ¿Cómoseagregan"cables" a un subcircuito SPICE (es decir, para dividir las corrientes pero mantener los voltajes iguales)? "Los cables no son elementos de circuito válidos, las líneas de transmisión lo son, pero esto parece realmente excesivo.

También pensé en agregar resistencias de 0 ohmios como "cables", pero esto parece una solución bastante intrépida.

¿También está simplemente dividiendo las corrientes en un modelo decente para un PNP lateral con colector dividido?

Sé que probablemente estoy pasando por alto algo o pensando demasiado en un problema simple.

Cualquier puntero en la dirección correcta ayudará.

    
pregunta Camilo Tejeiro

2 respuestas

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Utilice dos dispositivos PNP con emisores y bases unidos. Coloca los coleccionistas donde quieras.

El diseño es la clave. Las PNP verticales, con un EB común que se alimenta al pozo del colector con 2 conexiones de pozo para formar las 2 salidas del colector, pueden no modelar su PNP lateral real. ¿Pero quién lo sabrá?

    
respondido por el analogsystemsrf
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Esto es lo que finalmente hice para modelar el PNP lateral de colector dividido para poder simular el espejo actual en NGSPICE.

Primero, cuando me equivoqué: aunque resultó que puede agregar un puerto repetido (del mismo nombre) a su declaración de subcircuito SPICE para modelar dos cables iguales del dispositivo, es decir: 

.SUBCKT pnp1 1 1 2 3 4
* dev   <nets>  model
* -----------------
QP11    1 2 3   qp1
QP21    4 2 1   qp2
QP31    4 2 3   qp3
.ENDS

Un PNP lateral de colector dividido es no simplemente un PNP único con dos conductores de colector (esto es obvio una vez que se dibuja en un esquema). En otras palabras:

¡Duh!

Delocontrario,notendríaningúnsentidoutilizarestedispositivo.(solousaríaunúnicoPNPcondosderivacionesfueradelrecopilador)

EnundispositivoPNPdecolectordivididoreal,elemisorylabasesonunoyelmismo(vealaimagenacontinuación),mientrasquelosrecolectoresestánseparadosinternamente(dosdifusionesdetipopaisladasdiferentes)

EsmásomenossimilaradosvoltajesdeemisorybasedePNPcompartidosconcolectoresindependientes.(aunqueestonoesdeltodocorrecto)

Másespecíficamente:

MedecidíporelsiguientesubcircuitoparamodelarundispositivodePNPlateralconcolectordividido(mientrasmodelabacorrientesdesustratoensaturaciónyoperaciónnormal,comoserecomiendaenellibro):

YelsubcircuitoSPICE(conpuertosyredesetiquetados):

*Split-collectorLateralPNPTransistorsubcircuit*(modelingsubstratecurrentsatsaturationandnormaloperation)*Inputs:1(collector1),1(collector2),3(base),4(emitter),5(substrate).SUBCKTsplit_coll_lat_pnp1collector1collector2baseemittersubstrate*dev<nets>model*--------------------------------------QP11collector1baseemitterqp1_lat_pnp1QP12collector2baseemitterqp1_lat_pnp1QP21substratebasecollector1qp2_lat_pnp1QP22substratebasecollector2qp2_lat_pnp1QP31substratebaseemitterqp3_lat_pnp1.ENDS.MODELqp1_lat_pnp1PNP(+is=1e-16bf=89vaf=35ikf=1.2e-4nkf=0.58+ise=3.4e-15ne=1.6br=5re=100rc=800+kf=1e-12af=1.2xti=5isc=1e-12cje=0.033e-12+mje=0.31vje=0.75cjc=0.175e-12mjc=0.38vjc=0.6+tf=5e-8tr=5e-8xtf=.35itf=1.1e-4vtf=4+xtb=2.3e-1).MODELqp2_lat_pnp1PNPis=5e-15bf=150re=100tf=5e-8xti=5.MODELqp3_lat_pnp1PNP(+is=1e-18bf=25cjc=0.85e-12mjc=0.42vjc=0.6xti=5re=100)

EstomepermitiósimularelreflejodelaPNPlateralconNGSPICEsegúnseanecesario: aquí está la simulación

Por favor, avíseme si esto no es correcto (estoy aprendiendo, por lo tanto, las simulaciones) y no dude en modificar este comentario según las pautas de Stack Exchange

    
respondido por el Camilo Tejeiro

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