LTspice - освоение с «0»

[catBot]

Большое спасибо!

Спрашивая про синтаксис, я надеялся, что существует возможность указать в наименовании транзистора нечто вроде:

KT3107 TEMP={Ic(Q1)*Vce(Q1)*Wкорпус+Tвнеш}

Если указывать общую ("глобальную") температуру, - параметры транзистора меняются штатными средствами LTspice, вот я и подумал, нельзя ли это как-то применить для исследования тепловых искажений?

[bordodynov]

catBot,
нет, так нельзя. Так работать не будет и будет указание об ошибке.

[ForcePoint]

Вот как моделирует внутреннюю температурную структуру обеднённых MOSFET'ов фирма Infineon (K_250_d_var - параметризуемая электрическая модель этих MOSFET):

Нажмите, чтобы открыть спойлер

********************
.SUBCKT BSS139 drain gate source Tj Tcase PARAMS: dVth=0 dRdson=0 dgfs=0 dC=0 Zthtype=0

.PARAM Rs=0.074     Rg=10        Ls=3n        Ld=1n        Lg=3n
.PARAM Inn=0.015    Unn=0        Rmax=30
.PARAM act=0.28

X1  d1 g s Tj K_250_d_var PARAMS: a={act} dVth={dVth} dR={dRdson} Inn={Inn} Unn={Unn} 
                                        +Rmax={Rmax} dgfs={dgfs} Rs={Rs} dC={dC} heat=1

Rg    g1     g    {Rg}   
Lg    gate   g1   {Lg*if(dgfs==99,0,1)}
Gs    s1     s    VALUE={V(s1,s)/(Rs*(1+(limit(V(Tj),-200,999)-25)*4m))}
Rsa   s1     s    1Meg
Ls    source s1   {Ls*if(dgfs==99,0,1)}
Ld    drain  d1   {Ld*if(dgfs==99,0,1)}

Rth1  Tj      t1              {624.77m+limit(Zthtype,0,1)*231.23m}
Rth2  t1      t2              {2.85+limit(Zthtype,0,1)*1.06}
Rth3  t2      t3              {5.96+limit(Zthtype,0,1)*781.17m}
Rth4  t3      t4              {68.15+limit(Zthtype,0,1)*58.03}
Rth5  t4      Tcase           {79.56+limit(Zthtype,0,1)*67.75}
Cth1  Tj      0               10.376u
Cth2  t1      0               17.965u
Cth3  t2      0               180.456u
Cth4  t3      0               374.154u
Cth5  t4      0               4.696m


.ENDS
*$

.SUBCKT K_250_d_var dd g s Tj PARAMS: a=1 dVth=0 dR=0 dgfs=0 Inn=1 Unn=1 Rmax=1
+gmin=1 Rs=1 Rp=1 dC=0 heat=1

.PARAM  Vth0=-1.1      beta4c=0.217   ph0=20         ph1=0.026      Ubr=295
.PARAM  Rd=2           nmu=2.6        Rf=0.15        rpa=0.10933    lnIsj=-24.7
.PARAM  Rdi=0.2

.PARAM  Tref=298     T0=273      auth=3m      c=0.82       mu_bet=0.4
.PARAM  f_bet=-2     ndi=1.2     UTnbr=207m   lnBr=-23     kbq=85.8u
.PARAM  Wcml={beta4c*4*c}        
.PARAM  aubr={0.93m*UBr}
.PARAM  dvgs={0.1-0.06*Vth0}

.PARAM  f1=65p         f2=85p         f3=198p        f4=305p        f5=314p
.PARAM  U0=0.5         nd=0.45        nc=0.5         g1=2.2         bb=-7.5
.PARAM  sl=31p         remp=0p        ta=60n         td=20n

.PARAM  Vmin=-2.1      Vmax=-1        dCmax=0.35
.PARAM  Vth={Vth0+(Vmax-Vth0)*limit(dVth,0,1)-(Vmin-Vth0)*limit(dVth,-1,0)}
.PARAM  p0={Wcml*a*((1-f_bet)*(T0/Tref)**mu_bet+f_bet)    }
.PARAM  Rlim={(Rmax-Rs-(Unn-Vth0-Inn*Rs-SQRT((Unn-Vth0-Inn*Rs)**2-4*c*Inn/p0))/(2*c*Inn))/(1+rpa*(Inn/a)**2)} 
.PARAM  dRd={Rd/a+if(dVth==0,limit(dR,0,1)*max(Rlim-Rd/a,0),0)} 
.PARAM  bet={Wcml}

.PARAM  dC1={1+dCmax*limit(dC,0,1)} 
.PARAM  Cox={f1*a*dC1}
.PARAM  Cds0={f2*a*dC1}
.PARAM  Cgs0={f3*a*dC1}
.PARAM  Cox1={f5*a*dC1}
.PARAM  Crand={remp*SQRT(a)}
.PARAM  dRdi={Rdi/a}

.FUNC U1(Uds,T)       {(SQRT(1+4*(0.4+(T-T0-25)*2m)*abs(Uds))-1)/2/(0.4+(T-T0-25)*2m)}
.FUNC I2(p,Uee,z1,pp) {if(Uee›pp,(Uee-c*z1)*z1,p*(pp-p)/c*exp((Uee-pp-(min(0,Uee))**2)/p))}
.FUNC Ig(Uds,T,p,Uee) {bet*((1-f_bet)*(T0/T)**mu_bet+f_bet)*I2(p,Uee,min(Uds,Uee/(2*c)),min(2*p,p+c*Uds))}
.FUNC Iges(Uds,Ugs,T) 
 +{a*(sgn(Uds)*Ig(U1(Uds,T),T,1/(ph0-ph1*T),Ugs-Vth+auth*(T-Tref))+exp(min(lnBr+(abs(Uds)-UBr-aubr*(T-Tref))/UTnbr,25)))}

.FUNC Isjt(Tj)           {exp(min(lnIsj+(Tj/Tref-1)*1.12/(ndi*kbq*Tj),9))*(Tj/Tref)**1.5}
.FUNC Idiode(Usd,Tj,Iss) {exp(min(log(Iss)+Usd/(ndi*kbq*Tj),9))-Iss}
.FUNC Idiod(Usd,Tj)      {a*Idiode(Usd,Tj,Isjt(Tj))}

.FUNC QCdg(x,z)  {if(f4›f5,(f5**2-(f4-z*sl)**2)/(2*sl)+f5*min(x,(f4-f5)/sl),f4*z-sl*z**2/2-f5*max((f4-f5)/sl-x,0))}

E_Edg     d   ox  VALUE {V(d,g)-(min(V(d,g),-bb)+1/(g1*(1-nc))*((1/(1+g1*max(V(d,g)+bb,0)))**(nc-1)-1))}
C_Cdg     ox  g   {Cox}
E_Edg1    d   ox1 VALUE {V(d,g)-QCdg(V(d,g),limit(V(d,g),(f4-f5)/sl,f4/sl))/f5}
C_Cdg1    ox1 g   {Cox1}
C_Cdg2    d   g   {Crand}

E_Eds     d edep  VALUE {(V(d2,s)-I(V_sense3)/Cds0)}
C_Cds  edep    s  {Cds0}
C_Cds2   d2    s  {Cds0/500}

C_Cgs     g    s  {Cgs0}

G_chan    d    s  VALUE={Iges(V(d,s),V(g,s),T0+limit(V(Tj),-200,350))}
E_RMos   d1    d  VALUE={I(V_sense)*(Rf*dRd+(1-Rf)*dRd*((limit(V(Tj),-200,999)+T0)/Tref)**nmu)*(1+rpa*(I(V_sense)/a)**2)}
V_sense  dd   d1  0
G_diode   s   d2  VALUE={Idiod(V(s,d2),T0+limit(V(Tj),-200,499))}
R_Rdio   d2   d3  {dRdi}
V_sense2 d1   d3  0

L_L001    a    c  {td/(ta+td)}
R_R001    a    b  {1/ta}
V_sense3  c    f  0
R_sense3  f    0  1
E_E001    b    0  VALUE {I(V_sense2)}
E_E002    e    0  VALUE {1Meg*Cds0*(1/(1-nd)*U0**nd*(limit(U0+V(d2,s),U0/2,2*UBr))**(1-nd)+2**nd*min(V(d2,s)+U0/2,0))}
R_R002    e    c  1Meg

R1        g    s  1G
Rd01      d    s  500Meg
Rd02     d2    s  500Meg
Rd03     d1    d  10k

G_TH      0    Tj  VALUE = {heat*LIMIT(I(V_sense)*V(dd,s),0,100k)}

.ENDS
*$
********************

В тепловой модели - мы видим цепочку СRC-звеньев от кристалла к окружающей среде. Начиная с теплоёмкости активной зоны кристалла Cth1, сопротивления между активной зоной и массой кристалла и теплоёмкостью всей массы кристалла(?) - Rth1*Cth2 и т.д., заканчивая сопротивлением и теплоёмкостью наружной металлической пластины корпуса - Rth5*Cth5.
В электрической - видим генерацию входного сигнала для этой цепочки из мгновенной мощности.

P.S. Зимой делал демонстрационную модельку анемометра на основе идеи стабилизатора с напряжением запрещённой зоны (bandgap), где нагрев двух транзисторов разными токами - формировал разницу их температур. Остужение потоком воздуха (взмах ладонью) - преимущественно влияло на более нагретый и отчётливо проявлялось. Можно попробовать загнать это с симулятор...

[Алексей_ПП]

[ Одним из способов уменьшить тепловые искажения это использовать схему с ОБ.

Это, конечно, правильно, но главное - глубокая ООС.
Это средняя мощность и изменение мощности входного каскада
шушуринского усилителя:

[Алексей_ПП]

А это хорошего усилителя:

Причём искажения первого каскада ООС не уменьшает,
поскольку они, это входной сигнал.

[Алексей_ПП]

Здесь мощности и изменения мощностей транзистора усилителя напряжения
тех же усилителей:

В плохом варианте мощность на транзисторе изменяется от нуля до максимума.
Тут ООС, конечно постарается, но сколько её у шушурина
и сколько в другом?

[catBot]

Так работать не будет и будет указание об ошибке.

Да, перед тем, как спросить тут, - я попробовал подобрать формулу.
Получил ошибку.

Это принципиально невозможно (запрещено синтаксисом делать вычисления в одной из составляющих наименования транзистора), или такая возможность просто не заложена в программе?
Может ли автор такое внедрить?

Хотя, попытка городить подобное в каждом транзисторе - загромоздит схему.
Наверное правильнее делать такие вычисления в вынесенном макросе.

[bordodynov]

catBot,
никакой параметр схемы не может вычисляться как фунция величин от напряжений и тока. Это можно делать только вычисляя нелинейные источники тока и напряжения и резистор. Я не знаю программы которые это делают, а я исследовал более 35 Spice программ. Автор LTspice (SWcad) уже уволился и в данный момент разрабатывает новую программу, не привязанную ни к какой фирме. Бета версия имеет имя Qspice. Она появится для тестирования в мае.

[catBot]

Добрый день!

Я надеялся, что LTspice допускает указание величины усиления не только числом, но и выражением.
Например, {I(R1)}.

Но это не работает, - ни с фигурными скобками, ни без них.
Это и есть обсуждаемое ограничение/запрет на вычисление параметра как фунции величин напряжений и токов?

[bordodynov]

catBot,
вы же сами убедились, что так как вы хотите не работает и не работает в любом Spice.