• Главная
  • rss-лента сайта solo-project.com


Компьютерное моделирование электронных устройств

Компьютерное моделирование электронных устройств
Развитие электроники и повышение сложности электронных устройств привело к необходимости повышения эффективности их проектирования. До недавнего времени при проектировании электронных устройств использовались в основном два способа: расчет и экспериментальное исследование. При этом расчет производится на математических моделях (аналитических или графических), а экспериментальное исследование – на макете реального устройства. По результатам экспериментального исследования делалось заключение о соответствии макета требованиям технического задания к характеристикам электронного устройства. При этом зачастую не учитывались многие факторы: разброс параметров элементов, влияние изменения климатических условий, возможные отказы и др.
Поскольку большинство электронных элементов являются существенно нелинейными, то проектирование электронных устройств практически полностью исключало применение простых аналитических расчетов. Это существенно затрудняло задачи проектирования на этапе расчета и возлагало повышенные требования к экспериментальным исследованиям макета. Высокая стоимость электронных элементов и их дефицитность в конце концов привели к тому, что разработчики электронной аппаратуры стали все чаще отказываться от экспериментальных исследований, для которых к тому же была нужна специальная дорогостоящая измерительная аппаратура.

При исследовании и моделировании линейных элементов и устройств используют системы линейных алгебраических или дифференциальных уравнений. При описании нелинейных моделей пользуются нелинейными алгебраическими или дифференциальными уравнениями.
Статические модели обычно используют при расчете и моделировании режимов по постоянному току или напряжению, а динамические модели находят применение при анализе переходных или частотных характеристик электронных устройств. В моделях с сосредоточенными параметрами используются обыкновенные дифференциальные уравнения, а в моделях с распределенными параметрами – уравнения в частных производных. Непрерывные модели могут иметь неограниченное множество значений токов и напряжений в заданном интервале их изменений, а дискретные модели могут находиться только в ограниченном (счетном) количестве состояний.

Кроме того, при моделировании электронных устройств пользуются моделями отдельных элементов (микромоделями) и моделями отдельных узлов (макромоделями), в состав которых входит ограниченное множество элементов, например, модели операционных усилителей, компараторов, схем выборки и хранения, АЦП и ЦАП.

При проектировании устройств, работающих на сверхвысоких частотах, в моделях учитываются распределенные параметры как самих элементов, так и их выводов. Кроме того, имеются специальные программы, в которых учитываются паразитные эффекты печатных плат: паразитные индуктивности и емкости.

Библиотека моделей электронных элементов непрерывно расширяется и совершенствуется. Крупнейшие отечественные и зарубежные фирмы уделяют большое внимание разработке моделей новых элементов электроники: мощных полевых транзисторов с изолированным затвором, мощных биполярных транзисторов с изолированным затвором (IGBT) и др.

Современные представления о физических процессах в полупроводниковых приборах и, в частности, в p-n переходе базируются...

читать далее

Составляющие обратного тока насыщения

термогенерационной составляющей в области пространственного заряда, зависящей от смещения, так как ширина...

читать далее

Преимущество туннельных диодов

Важнейшим преимуществом туннельных диодов перед другими полупроводниковыми приборами является малая...

читать далее