home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ OS/2 Shareware BBS: Science / Science.zip / PSPICEP2.ZIP / PARTS.HLP < prev    next >
Text File  |  1990-01-23  |  35KB  |  904 lines

  1. $Revision:   1.1  $
  2. $Author:   pwt  $
  3. $Date:   12 Jun 1989  8:16:00  $
  4.  
  5. "Parts" on-line help file
  6. Release 4.00, November 1988
  7. (C) Copyright 1986, 1987, 1988 MicroSim Corporation
  8. DMOD 1
  9. Upper list (data sheet values):
  10.  
  11.     If1    forward current @ Vj1
  12.     Vj1    forward voltage across junction for If1
  13.     If2    forward current @ Vj2
  14.     Vj2    forward voltage across junction for If2
  15.     If3    forward current @ Vj3
  16.     Vj3    forward voltage across junction for If3
  17.  
  18. Lower list (model parameters):
  19.  
  20.     IS    saturation current
  21.     RS    series resistance
  22.     IKF    high-injection "knee" current
  23.     N    emission coefficient
  24.     XTI    IS temperature coefficient
  25.     EG    activation energy
  26.  
  27. This screen estimates the parameters IS and RS from two voltage & current
  28. values.  The first pair (If1,Vj1) should be given at a low current value,
  29. the second pair (If2,Vj2) should be given at a moderate current value (e.g.
  30. where the increase in current quits being exponential), and the final pair
  31. (If3,Vj3) should be given at a high current value (where the increase in
  32. current is clearly resistive).  If you only have one data point, enter it as
  33. all three value pairs: only IS will be estimated, using the current values for
  34. RS and IKF.  Likewise, if you only have two data points, enter one as the
  35. first value pair and enter the other as the remaining two value pairs: only
  36. IS and RS will be estimated, using the current value for IKF.
  37.  
  38. It is possible to enter value pairs that will cause a negative value for RS, in
  39. which case you will get an error message.  This means that the value pairs are
  40. not realistic and you should change one of them.  Or, just set the value of RS
  41. to a non-negative value.
  42.  
  43. The last three parameters, N, XTI, and EG, may be changed.  We have set
  44. them to be normal values for silicon diodes.  For Schottky-barrier diodes these
  45. may be changed to XTI = 2 and EG = 0.69, which will give better modeling over
  46. temperature.
  47. DMOD 2
  48. Upper list (data sheet values):
  49.  
  50.     Cj1    junction capacitance @ Vj1
  51.     Vj1    reverse voltage across diode (junction) for Cj1
  52.     Cj2    junction capacitance @ Vj2
  53.     Vj2    reverse voltage across diode (junction) for Cj2
  54.  
  55. Lower list (model parameters):
  56.  
  57.     CJO    zero-bias junction capacitance
  58.     M    junction grading coefficient
  59.     VJ    p-n potential
  60.     FC    coefficient for onset of forward-bias depletion capacitance
  61.  
  62. This screen estimates the parameters CJO and M from a capacitance values given
  63. at non-zero reverse biases (a zero value for Vj1 will work).  Enter the data
  64. point with a lower reverse voltage for (Cj1,Vj1) and the other data point into
  65. (Cj2,Vj2).  If you only have one data point, enter it as both value pairs: only
  66. CJO will be estimated, using the current value for M.  
  67.  
  68. The values for VJ and FC have been set to be normal for silicon diodes, but may
  69. be changed.  VJ is taken into account when estimating CJO and M, so set its
  70. value before completing the upper list (VJ has only slight effect).  The value
  71. of FC is relatively unimportant as forward capacitance is dominated by
  72. diffusion capacitance (and modeled by transit time).
  73.  
  74. The data sheets for most switching and power diodes have little detail about
  75. reverse bias capacitance, because it is not too important.  Varicap diodes
  76. usually have better, more complete information.  Be aware that the packages
  77. diodes come in add some fixed amount of capacitance that is not included in
  78. the device model, but may be included by the user with a small capacitor
  79. across the diode.  Having determined the package capacitance, subtract that
  80. from the total capacitance to model the diode junction.
  81. DMOD 3
  82. Upper list (data sheet values):
  83.  
  84.     Ir    reverse (leakage) current @ Vr
  85.     Vr    reverse voltage for Ir
  86.  
  87. Lower list (model parameters):
  88.  
  89.     ISR    recombination current saturation value
  90.     NR    recombination current emission coefficient
  91.  
  92. This screen derives the generation-recombination current values for the device
  93. which, with the capacitance modeling (previous screen), provides the primary
  94. leakage mechanism of the diode junction.  Enter the value pair.
  95.  
  96. Reverse current leakage is increased by imperfections in manufacturing which
  97. are not modeled.  Beakdown also increases reverse current, but this is modeled
  98. in the next screen.
  99. DMOD 4
  100. Upper list (data sheet values):
  101.  
  102.     Vz    nominal Zener voltage @ Iz
  103.     Iz    nominal Zener current for Vz
  104.     Zz    Zener impedance (resistance) @ Vz,Iz
  105.  
  106. Lower list (model parameters):
  107.  
  108.     BV    reverse breakdown voltage (a positive value)
  109.     IBV    reverse breakdown current (a positive value)
  110.  
  111. This screen estimates the parameters BV and IBV for reverse breakdown
  112. operation, which is how voltage regulator (Zener or avalanche) diodes work.
  113. Enter the values for Vz, Iz, and Zz.
  114.  
  115. BV and IBV will nearly equal Vz and Iz.  As the breakdown effect is modeled
  116. by an exponential function, the value of BV and IBV will adjust so that device
  117. impedance, Zz (ratio of the change in voltage to the change in current) is
  118. correct at Vz,Iz.
  119. DMOD 5
  120. Upper list (data sheet values):
  121.  
  122.     Trr    reverse recovery time
  123.     Ifwd    forward current (before switching)
  124.     Irev    initial reverse current
  125.     Rl    load resistance (total load of test fixture)
  126.  
  127. Lower list (model parameters):
  128.  
  129.     TT    transit time
  130.  
  131. This screen estimates the parameter TT from switching time.  Enter values for
  132. the upper list.  Be sure to include the test fixture resistance and pulse
  133. generator resistance in Rl.
  134.  
  135. The screen does a transient simulation of the diode switching.  Some of the
  136. parameters from earlier screens that have dynamic effects, for example CJO,
  137. are included in the simulation.  You may need to adjust the X-axis to see the
  138. entire waveform.
  139. QMOD 1
  140. Upper list (data sheet values):
  141.  
  142.     Vbe    base-emitter voltage @ Ib (device in saturation)
  143.     Vce    collector-emitter voltage (device in saturation)
  144.     Ib    base current for Vbe and Vce
  145.     Ib%    fraction of Ib (not a data sheet value)
  146.  
  147. Lower list (model parameters):
  148.  
  149.     IS    saturation current
  150.     XTI    temperature coefficient for IS
  151.     EG    activation energy
  152.  
  153. This screen estimates the parameter IS from the saturation characteristics of
  154. the transistor.  IS is a semiconductor junction parameter and should not be
  155. confused with the collector current in saturation.  The data sheet will have
  156. values or curves for Vbe and Vce in a "forced beta" (where the ratio Ic/Ib is
  157. much lower than the normal current gain) or "saturated" condition.  Enter
  158. values of Vbe and Vce for the same Ib.
  159.  
  160. The value of %Ib is a "fudge" value, and is not critical.  It factors how much
  161. of the base current will be shunted through the ideal diode of the Gummel-Poon
  162. transistor model.  We have set it to a "normal" amount.
  163.  
  164. Obtaining an accurate value for IS is not critical, since other parameters will
  165. be set relative to IS and only the ratio between values will be important.  It
  166. is necessary, though, to not have a wildly inaccurate value.  The last two
  167. parameters, XTI, and EG, may be changed.  We have set them to be normal values
  168. for silicon transistors.
  169.  
  170. The display graphs for this screen are not too useful.  However, they do let
  171. you know something is happening.
  172. QMOD 2
  173. Upper list (data sheet values):
  174.  
  175.     hoe    small-signal open-circuit output admittance @ Vce,Ic
  176.     Vce    collector-emitter voltage for hoe
  177.     Ic    collector current for hoe
  178.  
  179. Lower list (model parameters):
  180.  
  181.     VAF    forward Early voltage
  182.  
  183. This screen estimates the parameter VAF, which sets the output conductance of
  184. the transistor in a common emitter configuration.  Enter the values for hoe,
  185. Vce, and Ic.  If there is a choice, use an operating point with relatively low
  186. collector current.
  187.  
  188. The parameter VAF controls one aspect of base-width modulation in the Gummel-
  189. Poon transistor model.  This manifests itself as output conductance.  Typical
  190. values are 50-to-100 volts for normal transistors, and 1-to-10 volts for super-
  191. beta transistors.
  192. QMOD 3
  193. Upper list (data sheet values):
  194.  
  195.     hFE1    forward DC beta @ Ic1
  196.     Ic1    collector current for hFE1 (low value)
  197.     hFE2    forward DC beta @ Ic2
  198.     Ic2    collector current for hFE2 (medium value)
  199.     hFE3    forward DC beta @ Ic3
  200.     Ic3    collector current for hFE3 (@ maximum beta)
  201.     Vce    collector-emitter voltage for above values
  202.  
  203. Lower list (model parameters):
  204.  
  205.     BF    ideal maximum forward beta
  206.     NE    non-ideal base-emitter diode emission coefficient
  207.     ISE    non-ideal base-emitter diode saturation current
  208.     IKF    forward beta roll-off "knee" current
  209.     XTB    forward beta temperature coefficient
  210.  
  211. This screen estimates parameters for the celebrated Gummel-Poon bipolar
  212. transistor model.  Three beta & current value pairs are required, and a
  213. collector voltage.  The first pair (hFE1, Ic1) should be for low current
  214. operation.  The second pair (hFE2,Ic2) should be for medium current but where
  215. the DC beta is still increasing with collector current.  The third pair
  216. (hFE3,Ic3) should be for the current with maximum DC beta.  For best results
  217. use hFE1 < hFE2 < hFE3 and Ic1 << Ic2 << Ic3.  Enter the value pairs.  The
  218. value Vce adjusts the beta data for base-width modulation effects.
  219.  
  220. Sometimes it will be impossible match all of the value pairs, because the third
  221. value for hFE is too high relative to slope between the first two values.  The
  222. beta curve will fall below the value specified for hFE3.  Assuming hFE3 is
  223. correct, try increasing hFE2 some, or decreasing hFE1 some.
  224.  
  225. Transistor data sheets usually show minimum beta values, and have a maximum
  226. value for only one collector current value.  One way to obtain an average value
  227. is to use the current level that specifies both minimum and maximum beta, and
  228. use a value somewhat below the average of the minimum and maximum.  Then ratio
  229. the other minimum values by the same amount.  Or, just use the curves (if
  230. available) from the data sheet.
  231.  
  232. The value for XTB has been set to be normal for bipolar transistors, but may be
  233. changed.  Add another temperature curve to see how XTB changes beta vs.
  234. temperature.
  235. QMOD 4
  236. Upper list (data sheet values):
  237.  
  238.     Vce    collector-emitter voltage @ Ic
  239.     Ic    collector current for Vce
  240.     Ic/Ib    "forced beta" ratio
  241.  
  242. Lower list (model parameters):
  243.  
  244.     BR    ideal maximum reverse beta
  245.     NC    non-ideal base-collector diode emission coefficient
  246.     ISC    non-ideal base-collector diode saturation current
  247.     IKR    reverse beta roll-off "knee" current
  248.     RC    series collector resistance
  249.  
  250. This screen estimates more parameters for the Gummel-Poon transistor model.
  251. Actually, only BR is estimated from one saturation voltage.  Enter values for
  252. Vce and Ic.  Also, check/enter the value for the "forced beta" ratio of
  253. collector to base current.
  254.  
  255. The reverse Gummel-Poon parameters correspond to the forward parameters, except
  256. they are for reverse operation (emitter swapped with the collector).  It would
  257. be more accurate to obtain these the way as the forward parameters, but reverse
  258. operation is rarely published data.  Fortunately, it does not effect operation
  259. when the transistor is saturated, that is when the base-collector junction is
  260. forward biased.
  261.  
  262. All parameters other than BR have been set to ideal values, so they do not
  263. affect transistor operation.  You may change them, of course.  For instance,
  264. you could use the same values as for the forward parameters.  Increasing ISC
  265. will lift the low-current end of the curve.  Increasing RC will lift the high-
  266. current end of the curve.  Enter new values in the lower list, then repeat one
  267. of the values in the upper list to re-estimate BR.
  268. QMOD 5
  269. Upper list (data sheet values):
  270.  
  271.     Cobo1    open circuit output capacitance @ Vcb1
  272.     Vcb1    reverse voltage collector-base junction for Cobo1
  273.     Cobo2    open circuit output capacitance @ Vcb2
  274.     Vcb2    reverse voltage collector-base junction for Cobo2
  275.  
  276. Lower list (model parameters):
  277.  
  278.     CJC    zero-bias collector-base junction capacitance
  279.     MJC    collector-base junction grading coefficient
  280.     VJC    collector-base junction potential
  281.     FC    coefficient for onset of forward-bias depletion capacitance
  282.  
  283. This screen estimates the parameters CJC and MJC from a capacitance values
  284. given at non-zero reverse biases (a zero value for Vcb1 will work).  Enter the
  285. data point with a lower reverse voltage for (Cobo1,Vcb1) and the other data
  286. point into (Cobo2,Vcb2).  If you only have one data point, enter it as both
  287. value pairs: only CJC will be estimated, using the current value for MJC.
  288.  
  289. The values for VJC and FC have been set to be normal for silicon transistors,
  290. but may be changed.  VJC is taken into account when estimating CJC and MJC, so
  291. set its value before completing the upper list (VJC has only slight effect).
  292. The value of FC is relatively unimportant as forward capacitance is dominated
  293. by diffusion capacitance (and modeled by transit time).
  294.  
  295. Be aware that the packages transistor come in add some fixed amount of
  296. capacitance that is not included in the device model, but may be included by
  297. the user with a small capacitor across the junction.  Having determined the
  298. package capacitance, subtract that from the total capacitance to model the
  299. junction.
  300. QMOD 6
  301. Upper list (data sheet values):
  302.  
  303.     Cibo1    open circuit input capacitance @ Veb1
  304.     Veb1    reverse voltage emitter-base junction for Cibo1
  305.     Cibo2    open circuit input capacitance @ Veb2
  306.     Veb2    reverse voltage emitter-base junction for Cibo2
  307.  
  308. Lower list (model parameters):
  309.  
  310.     CJE    zero-bias emitter-base junction capacitance
  311.     MJE    emitter-base junction grading coefficient
  312.     VJE    emitter-base junction potential
  313.  
  314. This screen estimates the parameters CJE and MJE from a capacitance values
  315. given at non-zero reverse biases (a zero value for Veb1 will work).  Enter the
  316. data point with a lower reverse voltage for (Cibo1,Veb1) and the other data
  317. point into (Cibo2,Veb2).  If you only have one data point, enter it as both
  318. value pairs: only CJE will be estimated, using the current value for MJE.
  319.  
  320. The values for VJE has been set to be normal for silicon transistors, but may
  321. be changed.  VJE is taken into account when estimating CJE and MJE, so set its
  322. value before completing the upper list (VJE has only slight effect).
  323.  
  324. Be aware that the packages transistor come in add some fixed amount of
  325. capacitance that is not included in the device model, but may be included by
  326. the user with a small capacitor across the junction.  Having determined the
  327. package capacitance, subtract that from the total capacitance to model the
  328. junction.
  329. QMOD 7
  330. Upper list (data sheet values):
  331.  
  332.     ts    storage time (not "shelf life")
  333.     Ic    collector current for ts
  334.     Ic/Ib    "forced beta" ratio
  335.  
  336. Lower list (model parameters):
  337.  
  338.     TR    reverse transit time
  339.  
  340. This screen estimates the parameter TR, which controls the delay until the
  341. transistor leaves saturation when switching off.  Enter the values for ts, Ic
  342. and check/enter a value for the "forced beta" ratio when the transistor was on
  343. and saturated.
  344.  
  345. The storage time curve is controlled by the forward and reverse beta
  346. characteristics of the transistor.  The parameter TR acts like a multiplying
  347. factor, without changing the character of the curve.  Use the storage time for
  348. the collector current range you are interested in.
  349. QMOD 8
  350. Upper list (data sheet values):
  351.  
  352.     fT    frequency at which small-signal forward current transfer ratio
  353.         extrapolates to unity
  354.     Ic    collector current for fT
  355.     Vce    collector-emitter voltage for fT
  356.  
  357. Lower list (model parameters):
  358.  
  359.     TF    forward transit time
  360.     ITF    current for TF dependency on Ic
  361.     VTF    voltage for TF dependency on Vce
  362.     XTF    coefficient for TF dependency on Vce
  363.  
  364. This screen estimates the parameter TF, which, along with collector-base
  365. capacitance, limits high-frequency gain.  Enter values for fT, Ic, and Vce.
  366.  
  367. The value of TF also controls rise/fall times in switching circuits, which is
  368. another way to measure transistor speed, though we haven't thought of a
  369. rule-of-thumb conversion between rise/fall time and high-frequency cutoff.
  370.  
  371. All parameters other than TF have been set to ideal values, so they do not
  372. affect transistor operation.  You may change them, of course.  They are
  373. designed to reduce high-frequency gain with increasing current.  We suggest
  374. the following values:
  375.  
  376.     ITF    10mA to 1A
  377.     VTF    5V to 50V
  378.     XTF    2
  379.  
  380. Enter the values you want to try, then re-enter one value in the upper list,
  381. for example VCE, to re-estimate TR and get a new graph.  Also, it is sometimes
  382. helpful to set-up traces for a few values of Vce (use "Trace" command) for
  383. adjusting VTF.
  384. JMOD 1
  385. Upper list (data sheet values):
  386.  
  387.     gFS    forward transconductance @ Id
  388.     Id    drain current for gFS
  389.  
  390. Lower list (model parameters):
  391.  
  392.     BETA    transconductance coefficient
  393.     BETATCE    temperature coefficient for BETA
  394.     RD    drain resistance
  395.     RS    source resistance
  396.  
  397. This screen estimates the parameter BETA, which sets the change in drain
  398. current vs. gate-source voltage.  BETATCE is set manually, using traces at
  399. other temperatures to judge the effect (the default setting is a nominal value
  400. chosen from inspecting many data sheets).  RD and RS are set manually, if
  401. desired (these are usually negligible).
  402. JMOD 2
  403. Upper list (data sheet values):
  404.  
  405.     gOS    output conductance @ Id
  406.     Id    drain current for gOS
  407.  
  408. Lower list (model parameters):
  409.  
  410.     LAMBDA    channel-length modulation
  411.  
  412. This screen estimates the parameter LAMBDA, which sets the slope of the drain
  413. current vs. drain-source voltage in saturation.
  414. JMOD 3
  415. Upper list (data sheet values):
  416.  
  417.     Id    drain current @ Vgs
  418.     Vgs    gate-source voltage for Id
  419.     Vds    drain-source voltage for Id
  420.  
  421. Lower list (model parameters):
  422.  
  423.     VTO    threshold voltage
  424.     VTOTC    temperature coefficient for VTO
  425.  
  426. This screen estimates the parameter VTO, which is the threshold ("pinchoff")
  427. voltage.  VTOTC is set manually, using traces at other temperatures to judge
  428. the effect (the default setting is a nominal value chosen from inspecting many
  429. data sheets).
  430.  
  431. Note: the SPICE "standard" is for VTO to be a negative value for a depletion
  432. transistor, regardless of device type (NJF or PJF).
  433. JMOD 4
  434. Upper list (data sheet values):
  435.  
  436.     Crss1    reverse transfer capacitance @ Vgs1
  437.     Vgs1    gate-source voltage for Crss1
  438.     Crss2    reverse transfer capacitance @ Vgs2
  439.     Vgs2    gate-source voltage for Crss2
  440.     Vds    drain-source voltage for Crss1 and Crss2
  441.  
  442. Lower list (model parameters):
  443.  
  444.     CGD    zero-bias gate-drain capacitance
  445.     M    junction grading factor
  446.     PB    built-in potential
  447.     FC    forward-bias coefficient
  448.  
  449. This screen estimates the parameters CGD and M.  The value for Crss1 should be
  450. greater than Crss2 (if they are equal, and Vgs1 and Vgs2 are equal, then only
  451. CGD will be estimated using the current value of M).  The reverse transfer, or
  452. "Miller", capacitance is modeled well by just CGD and M.  The value PB may be
  453. set manually, and changes the curvature of the capacitance curve slightly.
  454.  
  455. The parameter FC applies to forward-biased junctions and is included for
  456. completeness.
  457. JMOD 5
  458. Upper list (data sheet values):
  459.  
  460.     Ciss    input capacitance @ Vgs
  461.     Vgs    gate-source voltage for Ciss
  462.     Vds    drain-source voltage for Ciss
  463.  
  464. Lower list (model parameters):
  465.  
  466.     CGS    zero-bias gate-drain capacitance
  467.  
  468. This screen estimates the parameter CGS, which is derived from Ciss - Crss.
  469. Accordingly, this screen depends on the previous screen.
  470. JMOD 6
  471. Upper list (data sheet values):
  472.  
  473.     Igss    gate leakage current @ Vdg
  474.     Vdg    drain-gate voltage for Igss
  475.  
  476. Lower list (model parameters):
  477.  
  478.     IS    junction saturation current
  479.     ISR    recombination current saturation value
  480.     N    junction emission coefficient
  481.     NR    recombination current emission coefficient
  482.     XTI    IS temperature coefficient
  483.  
  484. This screen derives the generation-recombination current values for the device
  485. which, with the capacitance modeling (previous screens), provides the primary
  486. leakage mechanism of the device's junction.  Enter the value pair.
  487.  
  488. Passive reverse current leakage is increased by imperfections in manufacturing
  489. and breakdown, which are not modeled.
  490. JMOD 7
  491. Upper list (data sheet values):
  492.  
  493.     Ig1    gate leakage current @ Vdg1
  494.     Vdg1    drain-gate voltage for Ig1
  495.     Ig2    gate leakage current @ Vdg2
  496.     Vdg2    drain-gate voltage for Ig2
  497.     Id    drain current
  498.  
  499. Lower list (model parameters):
  500.  
  501.     ALPHA    impact ionization coefficient
  502.     VK    ionization "knee" voltage
  503.  
  504. This screen estimates active gate current, when the JFET is on, which may be
  505. much larger than when the JFET is cutoff.  Two data points are required, the
  506. first (Ig1,Vdg1) at a lower value for Vdg where the gate current is becoming
  507. exponential.  The other (Ig2,Vdg2) is for a higher value of Vdg.  Id specifies
  508. the drain current at which the two data points are taken.
  509.  
  510. Impact ionization by drain-current carriers generate carriers in the gate
  511. space-charge region, which get swept out through the gate.  This causes gate
  512. current which is an exponential function of drain voltage, and proportional
  513. to drain current.
  514.  
  515. Note that the lowest values of active leakage current are generally less than
  516. the passive leakage values (previous screen); this is because the passive
  517. values are measured with source and drain shorted together, which usually
  518. doubles the junction area and thus the current.  Active leakage current occurs
  519. in the drain-gate junction, only, so the lowest levels represent passive
  520. leakage for that junction.
  521. JMOD 8
  522. Upper list (data sheet values):
  523.  
  524.     en    equivalent input noise voltage (in volts/root-hertz) @ Freq
  525.     Freq    frequency for en
  526.     Ids    drain current for en
  527.  
  528. Lower list (model parameters):
  529.  
  530.     KF    flicker noise coefficient
  531.     AF    flicker noise exponent
  532.  
  533. This screen estimates the parameter KF, to set the correct amount of flicker
  534. noise.  AF may be set manually, but is normally close to 1.  The broadband
  535. noise of a JFET is "shot" noise, and is set by the conductance of the channel.
  536. PWRMOS 1
  537. Upper list (data sheet values):
  538.  
  539.     gFS1    forward transconductance @ Id1
  540.     Id1    drain current for gFS1 (low value)
  541.     gFS2    forward transconductance @ Id2
  542.     Id2    drain current for gFS2 (high value)
  543.  
  544. Lower list (model parameters):
  545.  
  546.     RS    source ohmic resistance
  547.     KP    transconductance
  548.     W    channel width
  549.     L    channel length
  550.  
  551. This screen estimates the basic geometry of the power MOSFET, its conductance
  552. parameter, and high-current effects of series resistance in the device.  Enter
  553. the two points for gFS, making sure gFS1 is taken at a low current and gFS2 is
  554. at a high current.
  555.  
  556. Many general assumptions are made about the device structure (such as oxide
  557. thickness), but the model will remain accurate in spite these assumptions.
  558. The transconductance would ideally increase proportional to the square-root
  559. of the drain current, but is limited by the effects of RS.
  560. PWRMOS 2
  561. Upper list (data sheet values):
  562.  
  563.     Id    drain current @ Vgs
  564.     Vgs    gate-source voltage for Id
  565.  
  566. Lower list (model parameters):
  567.  
  568.     VTO    zero-bias threshold voltage
  569.  
  570. This screen estimates the device threshold voltage.  Enter a the values for
  571. drain current and gate-source voltage.
  572.  
  573. The actual value of VTO is not so important as obtaining a good value of drain
  574. current vs. Vgs as the device will be used.  For library use, use a drain
  575. current about one-half the maximum continuous rating.
  576. PWRMOS 3
  577. Upper list (data sheet values):
  578.  
  579.     Rds    static drain-source on-state resistance @ Vgs,Id
  580.     Vgs    gate-source voltage for Rds
  581.     Id    drain current for Rds
  582.  
  583. Lower list (model parameters):
  584.  
  585.     RD    ohmic drain resistance
  586.  
  587. This screen estimates the "on-resistance" of the device.  Enter the values for
  588. the upper list.
  589.  
  590. The MOS model has three contributions to the "on-resistance": the channel
  591. resistance of the device, and an ohmic resistance in series with each the
  592. source and the drain.  This screen adjusts RD so the total resistance is
  593. correct.  However, RD cannot become negative.
  594. PWRMOS 4
  595. Upper list (data sheet values):
  596.  
  597.     Idss    zero gate voltage drain current @ Vds
  598.     Vds    drain-source voltage for Idss
  599.  
  600. Lower list (model parameters):
  601.  
  602.     RDS    drain-source shunt resistance
  603.         (PSpice extension of U.C.Berkeley SPICE MOS model)
  604.  
  605. This screen estimates the drain-source leakage of the device.  This leakage is
  606. due primarily to surface effects, and is modeled by a shunt drain-source
  607. resistance.  Enter the values for the upper list.
  608. PWRMOS 5
  609. Upper list (data sheet values):
  610.  
  611.     Ciss    input capacitance @ Vds
  612.     Coss    output capacitance @ Vds
  613.     Crss    reverse transfer capacitance @ Vds
  614.     Vds    drain-source voltage for Ciss, Coss, and Crss
  615.  
  616. Lower list (model parameters):
  617.  
  618.     CBD    zero-bias bulk-drain junction capacitance
  619.     PB    bulk junction potential
  620.     MJ    bulk junction grading coefficient
  621.     FC    bulk junction forward-bias capacitance coefficient
  622.  
  623. This screen estimates the output capacitance of the device.  Enter the values
  624. for the upper list.
  625.  
  626. The output capacitance is usually not critical, being small enough when
  627. compared with the load currents that are controlled by the device.
  628. PWRMOS 6
  629. Upper list (data sheet values):
  630.  
  631.     Qg    total gate charge to switch load, Id, using supply, Vdd
  632.     Qgs    gate-source charge to start switching
  633.     Vdd    supply voltage for Qg
  634.     Id    load (drain) current
  635.  
  636. Lower list (model parameters):
  637.  
  638.     CGSO    gate-source overlap capacitance
  639.     CGDO    gate-drain overlap capacitance
  640.  
  641. This screen estimates the device stray capacitances associated with the gate.
  642. These capacitances, along with the channel capacitance, make up the amounts of
  643. charge required to switch the device.  Enter the values for the upper list.
  644.  
  645. The value Qgs is the amount charge required to raise the gate-source voltage
  646. from zero to threshold, Vto.  Qg is the total charge to complete the switching
  647. of the load current.  The difference of these charges is due to "Miller", or
  648. gate-drain, capacitance.
  649.  
  650. Note that the values of CGSO and CGDO are multiplied by the channel width to
  651. yield the actual value of the capacitance.
  652. PWRMOS 7
  653. Upper list (data sheet values):
  654.  
  655.     tf    fall time for switching load, Id, using supply, Vdd
  656.     Id    load (drain) current for tf
  657.     Vdd    supply voltage for tf
  658.     Zo    input generator impedance
  659.  
  660. Lower list (model parameters):
  661.  
  662.     RG    gate ohmic resistance
  663.         (PSpice extension of U.C.Berkeley SPICE MOS model)
  664.  
  665. This screen estimates the value of series gate resistance from switching time.
  666. Enter the values for the upper list.
  667.  
  668. Most power MOSFET devices use a self-aligned process with polysilicon gate
  669. material.  The polysilicon impedes the gate current, reducing the charging
  670. rate of the gate, which increases the turn-on time.  While there are many
  671. switching times specified (turn-on delay, rise time, etc.) they are all
  672. related by the parasitic capacitances, which have already been determined in
  673. the "gate charge" screen.  Only the series resistance needs to be determined,
  674. which can be done reliably with the fall time characteristic.
  675.  
  676. Note that "fall time" means the period in which the drain current is "falling"
  677. in value, not the output voltage.
  678. PWRMOS 8
  679. Upper list (data sheet values):
  680.  
  681.     Vsd    diode (source-drain) forward voltage @ Idr
  682.     Idr    reverse drain current for Vsd
  683.  
  684. Lower list (model parameters):
  685.  
  686.     IS    bulk junction saturation current
  687.     N    bulk junction emission coefficient
  688.  
  689. This screen estimates the forward voltage drop of the "body" diode.  Enter the
  690. values for reverse ("free-wheeling current") conduction.
  691.  
  692. The actual value of IS is not so important as obtaining a good value of
  693. voltage drop vs. current as the device will be used.  For library use, use a
  694. current about one-half the maximum continuous rating.
  695.  
  696. For some high-voltage P-channel devices, it may be necessary to set the value
  697. of N (lower list) directly to 2 or 3.  This gives the effect of multiple
  698. junctions in series, thus a higher voltage drop across the junction.  Parts
  699. does not estimate N ... you have to set it.
  700. OPAMP 1
  701. Upper list (data sheet values):
  702.  
  703.     +Vpwr    positive power supply
  704.     -Vpwr    negative power supply
  705.     +Vout    maximum positive output swing
  706.     -Vout    maximum negative output swing
  707.     +SR    positive-going slew-rate limit
  708.     -SR    negative-going slew-rate limit
  709.     Pd    quiescent power dissipation
  710.  
  711. Lower list (macromodel internal parameter):
  712.  
  713.     VC    output limiter offset (to Vcc)
  714.     VE    output limiter offset (to Vee)
  715.  
  716. This screen sets the value of output voltage limiters, but also gathers
  717. information that will be useful in later screens.  The graph shows the largest
  718. amplitude output a sinewave signal can be, for a given frequency, to have no
  719. distortion.  This is limited by the amplifier's output swing and slew-rate.
  720.  
  721. About power supply values: these are the data sheet values used in conjunction
  722. with the maximum output values, and are not the power supply values for the
  723. circuit simulation (which may be different).  The opamp model limits the
  724. output swing by an amount relative to the power supply, so the output swing
  725. limit will track the power supply in the simulation.
  726.  
  727. About slew-rates: since Parts uses primary units (e.g., volts, amps, farads,
  728. etc.) the variety of ways of spec'ing slew-rate need to be converted to
  729. volts/second.  For example, 5V/uS is 5,000,000V/S.
  730. OPAMP_B 2
  731. Upper list (data sheet values):
  732.  
  733.     Cc    compensation capacitor
  734.     Ib    input bias current
  735.     Av-dc    open-loop gain (DC)
  736.     f-0db    unity gain frequency
  737.     CMRR    common-mode rejection ratio
  738.  
  739. Lower list (macromodel internal parameter):
  740.  
  741.     BF    input transistor beta
  742.     C2    compensation capacitor
  743.     CEE    slew-rate limiting capacitor
  744.     GA    interstage transconductance
  745.     GCM    common-mode transconductance
  746.     IEE    input stage current
  747.     RC    input stage load resistance
  748.     RE    input stage emitter resistance
  749.     REE    input stage current source output resistance
  750.     RP    power dissipation
  751.  
  752. This screen completes the input stage and inner stage.  The compensation
  753. capacitor value (Cc) is sometimes available on the data sheet in the circuit
  754. diagram of the op-amp.  If not, 20-to-30pF is a fair value.  For op-amps with
  755. external compensation, use one of the values on the data sheet for the external
  756. capacitor.  Then, be sure to use that value for the other input data.
  757.  
  758. About open-loop gain: this is a ratio of input/output signal, i.e. small-
  759. signal amplification.  Being a pure number it has no units.  If the gain is
  760. spec'd as 90db, put in 90db (Parts converts x-db to 10^(x/20) ).
  761.  
  762. About unity gain frequency: this frequency is the intersection of a straight-
  763. line extension of the mid-band, open-loop, gain roll-off the unity gain (zero
  764. decibel).  The graph will show gain with only the low-frequency pole included.
  765. The high-frequency pole is calculated from open-loop phase.
  766.  
  767. CMRR has no frequency dependence.
  768. OPAMP_J 2
  769. Upper list (data sheet values):
  770.  
  771.     Cc    compensation capacitor
  772.     Ib    input bias current
  773.     Av-dc    open-loop gain (DC)
  774.     f-0db    unity gain frequency
  775.     CMRR    common-mode rejection ratio
  776.  
  777. Lower list (macromodel internal parameter):
  778.  
  779.     BETA    input transistor transconductance
  780.     C2    compensation capacitor
  781.     CSS    slew-rate limiting capacitor
  782.     GA    interstage transconductance
  783.     GCM    common-mode transconductance
  784.     IS    input leakage current
  785.     ISS    input stage current
  786.     RD    input stage load resistance
  787.     RP    power dissipation
  788.     RSS    input stage current source output resistance
  789.  
  790. This screen completes the input stage and inner stage.  The compensation
  791. capacitor value (Cc) is sometimes available on the data sheet in the circuit
  792. diagram of the op-amp.  If not, 10-to-20pF is a fair value.  For op-amps with
  793. external compensation, use one of the values on the data sheet for the external
  794. capacitor.  Then, be sure to use that value for the other input data.
  795.  
  796. About open-loop gain: this is a ratio of input/output signal, i.e. small-
  797. signal amplification.  Being a pure number it has no units.  If the gain is
  798. spec'd as 90db, put in 90db (Parts converts x-db to 10^(x/20) ).
  799.  
  800. About unity gain frequency: this frequency is the intersection of a straight-
  801. line extension of the mid-band, open-loop, gain roll-off the unity gain (zero
  802. decibel).  The graph will show gain with only the low-frequency pole included.
  803. The high-frequency pole is calculated from open-loop phase.
  804.  
  805. CMRR has no frequency dependence.
  806. OPAMP 3
  807. Upper list (data sheet values):
  808.  
  809.     Phi    phase margin @ unity gain frequency
  810.  
  811. Lower list (macromodel internal parameter):
  812.  
  813.     C1    phase control capacitor
  814.  
  815. This screen adjusts the open-loop unity-gain phase margin, which models the
  816. high-frequency pole.  Sometimes this value is not available in a table, but
  817. can be found from a graph.  This value is not critical for lower-frequency
  818. circuits, or lower-Q filters: just use the value we provided, which is typical
  819. for normal op-amps.
  820. OPAMP 4
  821. Upper list (data sheet values):
  822.  
  823.     Ro-dc    DC output resistance
  824.     Ro-ac    AC output resistance
  825.     Ios    short-circuit output current limit
  826.  
  827. Lower list (macromodel internal parameter):
  828.  
  829.     RO1    output resistor #1
  830.     RO2    output resistor #2
  831.     GB    output stage transconductance
  832.  
  833. This screen adjusts the output drive.  The graph shows the maximum output level
  834. for a resistive load.  The data sheet usually lists an output resistance Ro =
  835. Ro-dc + Ro-ac.  Split this value so that Ro-dc is about 2x Ro-ac.
  836. VCOMP 1
  837. Upper list (data sheet values):
  838.  
  839.     +Vpwr    positive power supply
  840.     -Vpwr    negative power supply
  841.     +Vicr    positive common-mode range
  842.     -Vicr    negative common-mode range
  843.     Ib    input bias current
  844.     Avd    DC gain
  845.     Rl    output load resistance
  846.     Pd    power dissipation
  847.  
  848. Lower list (macromodel internal parameter):
  849.  
  850.     BF1    input stage gain
  851.     BF5    output stage gain
  852.     RP    power dissipation resistance
  853.     VI    input offset
  854.  
  855. This screen sets gain values and an input offset (to model comparators whose
  856. common-mode input includes ground).  The screen shows the transfer function,
  857. usually un-informative, except to let you know something is happening.
  858. VCOMP 2
  859. Upper list (data sheet values):
  860.  
  861.     Vst    input voltage step size
  862.     Vod    input voltage step overdrive
  863.     td    delay time
  864.  
  865. Lower list (macromodel internal parameter):
  866.  
  867.     TR3    input stage reverse transit time
  868.  
  869. This screen sets reaction time to input signals.  The data sheet usually gives
  870. "falling delay" which includes some of the transition in the output waveform
  871. (from 100% to 90%).  Usually the transition is much faster than the delay and
  872. can be ignored (or subtracted from the value).  The precise value is not
  873. critical given the unit-to-unit variation.
  874. VCOMP 3
  875. Upper list (data sheet values):
  876.  
  877.     Vst    input voltage step size
  878.     Vod    input voltage step overdrive
  879.     ttr    transition time
  880.  
  881. Lower list (macromodel internal parameter):
  882.  
  883.     TF5    output transistor forward transit time
  884.  
  885. This screen sets the "slew-rate" of the output.  The data sheet usually gives
  886. a value going from 90% to 10%, which will be within 25% of the full swing time.
  887. The precise value is not critical given the unit-to-unit variation.
  888. VCOMP 4
  889. Upper list (data sheet values):
  890.  
  891.     Vst    input voltage step size
  892.     Vod    input voltage step overdrive
  893.     td    delay time
  894.  
  895. Lower list (macromodel internal parameter):
  896.  
  897.     TR5    output transistor reverse transit time
  898.  
  899. This screen sets the reaction to input signals, but in the opposite direction.
  900. The data sheet usually gives "rising delay" which includes some of the
  901. transition in the output waveform (from 0% to 10%).  Usually the transition is
  902. much faster than the delay and can be ignored (or subtracted from the value).
  903. The precise value is not critical given the unit-to-unit variation.
  904.