二极管、MOS管、三极管模型的重要SPICE参数

常用二极管三极管参数大全一、常用二极管参数1.直流正向电压降（Vf）：指二极管正向导通时的电压降，也称为前向压降，一般常用的正向电压降为0.6V或0.7V。

2. 最大正向电流（Ifmax）：表示二极管正向工作时的最大电流，超过该电流可能会损坏二极管。

3. 最大反向电压（Vrmax）：指二极管反向工作时最大允许的电压，超过该电压可能会导致二极管击穿。

4. 最大反向电流（Irmax）：表示二极管反向工作时的最大允许电流，超过该电流可能会损坏二极管。

5. 最大耗散功率（Pdmax）：表示二极管能够承受的最大功率，超过该功率可能会导致二极管过热损坏。

6.负温度系数（TK）：指二极管在正向工作时，正向电流随温度升高而减小的程度，一般单位为%/℃。

7. 正向电导（Gon）：指二极管正向工作时的导通电导，一般单位为S（西门子）或mA/V。

8.反向电容（Cj）：指二极管反向偏置条件下的电容，一般单位为pF（皮法）。

9. 反向延迟时间（trr）：指二极管正向导通结束到反向电流消失的时间。

10.导通角（θF）：指二极管在正向导通状态下的导电角，即Ⅲ象限导通角。

二、常用三极管参数1. 最大漏极源极电压（Vceo）：表示三极管漏极与源极之间的最大电压，超过该电压可能会导致击穿。

2. 最大集电极电流（Icmax）：表示三极管集电极最大允许的电流，超过该电流可能会损坏三极管。

3. 最大发射极电流（Iemax）：表示三极管发射极最大允许的电流，超过该电流可能会损坏三极管。

4. 最大功率（Pmax）：表示三极管能够承受的最大功率，超过该功率可能会导致三极管过热损坏。

5. 最大反向电压（Vrmax）：指三极管反向工作时最大允许的电压，超过该电压可能会导致击穿。

6. 最大反向电流（Irmax）：表示三极管反向工作时的最大允许电流，超过该电流可能会损坏三极管。

7. 输入电容（Cin）：指三极管输入端的电容，一般单位为pF（皮法）。

8. 输出电容（Cout）：指三极管输出端的电容，一般单位为pF（皮法）。

vase-emitter built-in potential
volt
0.75
VJS (PS)
substrate p-n built-in potential
volt
0.75
VO
carrier mobility knee voltage
volt
10.0
VTF
transit time dependency on Vbc
degree
0.0
QCO
epitaxial region charge factor
coulomb
0.0
RB
zero-bias (maximum) base resistance
ohm
0.0
最大基极电阻
RBM
minimum base resistance
ohm
RB
最小基极电阻
RC
collector ohmic resistance
三极管的Pspice模型参数详细说明
三极管的Pspice模型参数
Model <model name> NPN(PNP、LPNP) [model parameters]
模型参数
含义
单位
默认值
备注
AF
flicker noise exponent
1.0
噪声指数
BF
ideal maximum forward beta
amp
infinite
IRB
current at which Rb falls halfway to
amp
infinite
IS
transport saturation current

3
二极管D的模型参数
4
练习1：二极管特性分析
eg1：电路如图所示，二极管参数： Is=2E-12,Rs=2Ω，输入信号为直流电压源，求二极管 上端电压随电压源的变化情况（0-5V）
5
模型参数修改方法
选中电路图中的dbreak元件 Schematics的主菜单editmodel 选择弹出对话框中edit instance model（txt）
BUBBL E11 Nhomakorabea12
6
7
文本编辑法（*.cir）
DIODE CIRCUIT *circuit name V1 2 0 5V *net R1 2 1 1k D1 1 0 DMOD .MODEL DMOD D(IS=2E-12 RS=2) *model edit .OP .DC LIN V1 0 5 0.1 *simu setup .PROBE *draw result 2：Pspice A/D-open .END
半导体二极管
半导体是导电性能介于导体和半导体之间的物 体。在一定条件下可导电。
2
二极管的V-I 特性
i D I S (e
v D / VT
1)
正向导通压降:硅管约0.7V,锗管0.2V 反向饱和电流：硅管为纳安（10－9）级 锗管为微安（10－6）级
硅二极管2CP10的V-I 特性
锗二极管2AP15的V-I 特性
Test.cir 1：Run editor
8
练习2：整流电路
已知二极管参数：Is=1e-14，Rs=1Ω，输入信 号幅度为5V，频率为1KHz的正弦波，求输出电 压波形，用文本编辑法实现 V2 1 0 SIN 0 5 1k 0 0 0
9

2002.5半导体器件4.61第四章MOSFET4.6 MOSFET 模型2002.5半导体器件4.624.6 MOSFET 模型本节内容MOSFET 模型简介MOS1和MOS2模型及模型参数介绍 电容模型（介绍Meyer 电容模型）模型参数提取2002.5半导体器件4.634.6.1 MOSFET 模型简介MOSFET 模型发展至今，已有五十多个模型。

下面简单介绍几个有代表性的模型：Level 1 ——MOS1模型（Shichman-Hodges 模型），该模型是Berkley SPICE 最早的MOST 模型，适用于精度要求不高的长沟道MOST 。

电容模型为Meyer 模型，不考虑电荷贮存效应Level 2 ——MOS2模型，该模型考虑了部分短沟道效应，电容模型为Meyer 模型或Ward-Dutton 模型。

Ward-Dutton 模型考虑了电荷贮存效应。

2002.5半导体器件4.644.6.1 MOSFET 模型简介Level 3 ——MOS3模型，为半经验模型，广泛用于数字电路设计中，适用于短沟道器件，对于沟道长度≥2µm 的器件所得模拟结果很精确。

BSIM 模型——B erkeley S hort-Channel I GFET M odel 。

BSIM 模型是专门为短沟道MOST 而开发的模型。

目前已经发展到BSIM4模型。

Level 4 ——BSIM1模型，适合于L ≈1µm ，t ox ≈15nm 的MOSFET 。

4.6.1 MOSFET 模型简介BSIM1模型考虑了小尺寸MOST 的二阶效应包括 垂直电场对载流子迁移率的影响； 速度饱和效应；DIBL （漏场感应势垒下降）效应； 电荷共享；离子注入器件的杂质非均匀分布； 沟道长度调制效应； 亚阈值导电；参数随几何尺寸的变化基本公式是萨方程的修正4.6.1 MOSFET 模型简介HSPICE Level 28 ——改进的BSIM1模型，适用于模拟电路设计，目前仍有广泛应用。

•无源器件：电阻、电感、电容1、电阻RXXX n1 n2 <mname> <R=>resistance <AC=val> 电阻值可以是表达式。

例：R1 1 2 10KRac 9 8 1 AC=1e10Rterm input gnd R=’sqrt(HERTZ) ’2、电容CXXX n1 n2 <mname> <C=>capacitance例：C1 1 2 1pF3、电感LXXX n1 n2 <L=>inductance例：L1 1 2 1nH•有源器件：Diode、BJT、JEFET、MOSFET1、Diode（二极管）DXXX N+ N- MNAME<AREA> <OFF> <IC=VD>可选项：AREA是面积因子，OFF是直流分析所加的初始条件，IC=VD 是瞬态初始条件注：模型中的寄生电阻串联在正极端2、BJT（双极性晶体管）QXXX NC NB NE <NS> MNAME<AREA> <OFF> <IC=VBE,VCE>NC、NB、NE、NS分别是集电极、基极、发射极和衬底节点，缺省时NS接地。

后面与二极管相同。

3、JFET（结型场效应晶体管）JXXX ND NG NS MNAME<AREA> <OFF> <IC=VDS,VGS>4、MOSFET（MOS场效应晶体管）MXXX ND NG NS NB MNAME <L=VAL> <W=VAL> <Other options>M为元件名称，ND、NG、NS、NB分别是漏、栅、源和衬底节点。

MNAME 是模型名，L沟道长，W为沟道宽。

•子电路1、子电路定义开始语句.SUBCKT SUBNAM <node1 node2…>其中，SUBNAM为子电路名，n ode1…为子电路外部节点号，不能为零。

在谐振点及-3dB 频率。如图示，-3dB 频率为 1.0055GHz,可见 曲线具有很高的陡峭度。分析表 2 的仿真数据可以看出，除了能够简化电路结构外,采用变 容二极管 MV34010 设计的 LC 谐振电路因二极管的高 Q 值导致谐振点处具有极陡的峰值， 且实现了在仅单节放大器放大的情况下 GHz 数量级的调谐频率及谐振点处高于 54dB 的放大 增益，这一特点极大有利于提高调谐电路的选频特性和调制的准确性。 三． 结论 在明确了二极管的 SPICE 模型参数物理意义的前提下，将其与芯片资料的关键参数相对应以 选择出合适的元件是可行的。 参考文献 [1]孟庆晨，刘海波，孟庆辉著，半导体器件物理，科学出版社，2006 年 3 月第一版 [2]刘长军，黄卡玛著，射频通信电路设计，科学出版社，2006 年 6 月第二版 [3]高普占著,微弱信号检测,清华大学出版社,2004 年 11 月第一版 [4]黄昆,韩汝琦著,半导体物理基础,科学出版社,1979.7
利用 SPICE 模型的参数选择二极管(2009-09-26 14:10:20)转载▼标签： spiceit 前言 仿真软件的使用大大缩短了电路设计的周期，而在大部分软件所提供的元件库中，仿真元件 都是以其 SPICE 模型的参数作为基础的。因此，电路设计者在选择元器件进行电路设计仿真 时往往面临诸如对元件的 SPICE 模型参数物理意义不了解及难于将公司提供的该芯片的数据 资料中的物理量与其 SPICE 模型参数相对应等一系列问题。对此，文中给予了相应的解释和 说明。 一．二极管的 SPICE 模型参数 二极管分为静态模型参数和动态模型参数两种。其中作为已知参数，可以直接由工艺过程或 器件材料决定的有禁带宽度 EG，饱和电流温度指数 XTI，闪烁噪声系数 KF 和闪烁噪声系数 AF。静态模型是通过 I~V 曲线来反映的，参数主要有反向饱和电流 IS，反向击穿电压 BV， 发射系数 N，反向击穿电流 IBV，梯度系数 M，内建电势 VJ 和串联电阻 RS。动态模型是通 过 C~V 曲线体现的，参数主要有零偏结电容 CJ0，渡越时间 TT。元件测量温度 TNOM，XTI， EG 则反映了饱和电流随温度变化的特性。根据不同种类二极管的应用，应对这些 SPICE 参 数值进行有针对性的选取。 1.1 反映二极管静态特性的 SPICE 参数 1.1.1 （反向）饱和电流 IS 单位(A) 考虑理想情况下变容二极管的 I~V 特性,关系如下[1]： (1) 其中, VT 为半导体热电势,表达为: 。V 为外加偏压,q 为电子电荷，K 为波尔兹曼常数,T 为绝 对温度。当外加反偏压的绝对值足够大时，I 值约等于 SPICE 参数中的反向饱和电流 IS。由 半导体基本理论推出[1]： (2) A 为势垒区截面积，np0 和 p n0 分别为载流子产生与复合率相等情况下 P 区的单位体积的少 子电子数和 N 区的少子空穴数（少子浓度），Ln 和 Lp 分别为少子电子和少子空穴的扩散长 度，和 为空穴和电子寿命。 1.1.2 发射系数 N 考虑非理想情况下少数载流子在穿越势垒区时的复合,(1)式被修正为: (3) 其中 N 为用来反映势垒区复合程度的发射系数，其取值范围为 [1，2]。 1.1.3 VJ：内建电势（V） 二极管的内建电势 VJ 是由平衡 PN 结空间电荷区内的内建电场引起的，它是由图 1. 二极管 的 I/V 特性半导体的材料决定的。它是 N 区和 P 区间存在的电势差，定义如下[1]： (4) 其中， 和 分别代表 P 区的空穴浓度和 N 区的电子浓度，电子(空穴)从 N(P)区到 P(N)区必须 克服势垒。由（5）式可知，本征载流子浓度越小，则 VJ 越大。由于禁带宽度 EG 影响着电 子从价带底跃迁到导带顶的难易，从而决定了本征载流子浓度 ni，因此，根据（5）还可推 出在特定温度下，以下三种常用材料的 VJ 大小关系为：GaAs>Si>Ge。 1.1.4 IBV 反向击穿电流（A）与 BV 反向击穿电压（V） 当外加反向偏压增至某值时，反向电流会迅速增加。发生击穿存在两种可能性，一种是由势 垒区在高电场下共价键断裂产生的大量电子引起的齐纳击穿。另一种是因少子渡越 P-N 结空 间电荷区时,受其电场加速获得足够大的动能以轰击晶格中的束缚电荷,电离出电子空穴对, 引发连锁撞击导致雪崩击穿。I~V 反向曲线上的反向击穿电流 IBV 参数的值是由半导体生产 厂家确定的，对应该值的电压被定为反向击穿电压 BV。分析可知，当二极管的禁带宽度 EG

常用电阻二极管三极管参数资料常用电阻、二极管、三极管等元件是电子电路中常见的器件，它们有各自的参数资料。

以下是这些元件的一些常用参数：一、电阻参数资料：1. 额定功率（Rated Power）：电阻能稳定工作的最大功率。

2. 额定电阻值（Resistance Value）：指电阻在标准环境下的电阻值。

3. 电阻精度（Tolerance）：指电阻实际值与额定值之间的偏差范围。

4. 温度系数（Temperature Coefficient）：指电阻在不同温度下电阻值的变化程度。

5. 最大工作电压（Maximum Working Voltage）：电阻能够承受的最大电压。

6. 储能（Energy Storage）：指电阻在通过电流时所消耗或储存的能量。

7. 偏移电阻（Offset Resistance）：指电阻两端电压为零时对电流引起的电压偏移。

8. 序列电阻（Series Resistance）：指电阻的序列电阻值，即电阻两端连接的电阻。

9. 绝缘电阻（Insulation Resistance）：指电阻两端之间的绝缘电阻能力。

10. 频率特性（Frequency Characteristics）：指电阻在不同频率下电阻值的变化情况。

二、二极管参数资料：1. 额定反向电压（Reverse Voltage）：指二极管能够承受的最大反向电压。

2. 额定电流（Forward Current）：指二极管能够稳定工作的最大正向电流。

3. 额定功率（Rated Power）：指二极管能够稳定工作的最大功率。

4. 额定正向电压降（Forward Voltage Drop）：指二极管正向工作时的电压降。

5. 耗散功率（Power Dissipation）：指二极管消耗的功率。

6. 转导纳（Transconductance）：指二极管的输入电流变化对于输出电流变化的敏感程度。

7. 反向串扰（Reverse Crossover）：指二极管在反向工作时对周围的元件产生的影响。

常用二极管三极管参数1. 正向电压降（Forward Voltage Drop）：即二极管在正向导通时的电压降。

不同类型和材料的二极管正向电压降不同，一般为0.1V到1V之间。

2. 反向电压（Reverse Voltage）：即二极管在反向施加电压时可以承受的最大电压，超过该电压则会发生击穿。

3. 正向电流（Forward Current）：即二极管在正向导通时通过的电流。

不同类型和材料的二极管正向电流不同，一般为几十mA到几百mA。

4. 反向漏电流（Reverse Leakage Current）：即二极管在反向施加电压时的漏电流。

一般来说，漏电流越小，二极管的质量越好。

5. 反向击穿电压（Reverse Breakdown Voltage）：即二极管在反向施加电压时发生击穿的最小电压。

不同类型的二极管反向击穿电压不同。

常用三极管参数：1. 最大正向电流增益（Max Forward Current Gain）：即三极管在正向工作状态下电流放大的倍数。

这个数值越大，三极管的放大效果越好。

2. 最大反向漏电流（Max Reverse Leakage Current）：即三极管在反向工作状态下的漏电流。

这个数值越小，三极管的质量越好。

3. 最大集电结（Collector Junction）饱和电压（VCEsat）：即三极管在饱和状态下集电极和发射极之间的电压降。

通常情况下，饱和电压应尽可能低，以确保三极管能够有效地导通。

4. 最大集电极电流（Max Collector Current）：即三极管所能承受的最大集电电流。

超过这个数值将导致三极管的击穿和损坏。

5. 最大功耗（Max Power Dissipation）：即三极管所能承受的最大功率。

超过这个数值将导致三极管过热并可能损坏。

以上介绍了二极管和三极管的常见参数，这些参数的理解和掌握对于选择合适的二极管和三极管，以及正确设计和应用电路非常重要。

常用电阻二极管三极管参数资料常用电阻、二极管、三极管参数资料1．固定电阻器的主要参数固定电阻器的主要参数是标称阻值、允许误差和额定功率。

（1）标称阻值和允许误差电阻器上标志的阻值叫标称值，而实际值与标称值的偏差，除以标称值所得的百分数叫电阻的误差，它反映了电阻器的精度。

不同的精度有一个相应的误差，表1列出了常用电阻器的允许误差等级（精度等级）。

表1 常用电阻器允许误差的等级目前固定电阻器大都为I级或II级普通电阻，而且III级很少，能满足一般应用的要求，02、01、005级的精密电阻器，一般用于测量仪器，仪表及特殊设备电路中。

国家有关部门规定了阻值系列作产品的标准，表2是普通电阻器系列表。

表中的标称值可以乘以10 n，例如，4．7这个标称值，就有0．47Ω、4．7Ω、47Ω、470Ω、4．7KΩ……。

选择阻值时必须在相应等级的系列表中进行。

表2 电阻器系列及允许误差（2）电阻器的额定功率电阻器长时间工作允许所加的最大功率叫额定功率。

电阻器的额定功率，通常有1/8、1／4、1／2、1、2、3、5、10瓦等。

表示电阻器额定功率的通用符号见图1。

大于1W的则用阿拉伯数字表示。

2．固定电阻器的主要参数的标志方法（1）电阻器的额定功率、阻值及允许误差一般都标在电阻器上。

额定功率较大的电阻器，一般都将额定功率直接印在电阻器上。

额定功率较小的电阻器，可以从它的几何尺寸和表面面积上看出，一般0.1 25w、0.25w电阻器的直径约2．5毫米，长约7-8毫米；0．5W电阻器的直径约4．5毫米，长约10-12毫米。

（2）电阻值及允许误差有三种表示法，即直标法、文字符号法和色标法。

直标法是阻值和允许误差直接标明，如2KΩ±5％；文字符号法是阻值用数字与符号组合在一起表示，组合规律如下：文字符号Ω、K、M前面的数字表示整数阻值，文字符号Ω、K、M后面的数字表示小数点后面的小数阻值。

允许误差用符号、J＝±5％、K＝±10％、M＝±20％。

在利用计算机辅助分析和设计（CAD）电子电路时，构造电 子器件等效模型的出发点是如何更正确和准确地反映其各方面的 特性，从面使分析结果更精确。 为了描述半导体器件的复杂特性，需用较多的模型参数，如较为 简化的晶体管EM2模型也有十几个参数。 本知识点对SPICE中半导体器件模型加以简单介绍。
半导体器件SPICE 模型概述
2. SPICE（simulation program for integrated circuit emphasis）简介 将计算机技术、数值分析方法和晶体管建模很好地结合在一 起，可以验证电路设计和预测电路行为，作为集成电路的电路仿 真程序，对电子技术和信息技术的发展起到了很大的作用。 目前SPICE已经成为事实上的工业标准，是EDA语言的基础， 几乎所有的电路仿真软件都是以SPICE为内核或在SPICE基础上扩 充。只有在掌握SPICE语言的基础上，才能更好的使用其它电路仿 真软件。
压控与流控开关 二极管 三极管 MOS管 结型场效应管 GaAs场效应管
元件名称
独立电源与受控源 电阻 电容 电感
Mutual inductors
Transmission lines
互感
传输线
Operational amplifiers
Switches Diodes Bipolar transistors MOS transistors JFET MESFET
运算放大器
半导体器件SPICE 模型概述
SPICE可以对电路性能进行的分析包括有： •电路的静态工作点分析 •直流扫描分析 •直流小信号的传输函数分析 •交流分析 •瞬态分析 •灵敏度分析 •噪声分析 •畸变分析 •蒙特卡洛分析Leabharlann 半导体器件SPICE 模型概述

•无源器件：电阻、电感、电容1、电阻RXXX n1 n2 <mname> <R=>resistance <AC=val> 电阻值可以是表达式。

例：R1 1 2 10KRac 9 8 1 AC=1e10Rterm input gnd R=’sqrt(HERTZ) ’2、电容CXXX n1 n2 <mname> <C=>capacitance例：C1 1 2 1pF3、电感LXXX n1 n2 <L=>inductance例：L1 1 2 1nH•有源器件：Diode、BJT、JEFET、MOSFET1、Diode（二极管）DXXX N+ N- MNAME<AREA> <OFF> <IC=VD>可选项：AREA是面积因子，OFF是直流分析所加的初始条件，IC=VD 是瞬态初始条件注：模型中的寄生电阻串联在正极端2、BJT（双极性晶体管）QXXX NC NB NE <NS> MNAME<AREA> <OFF> <IC=VBE,VCE>NC、NB、NE、NS分别是集电极、基极、发射极和衬底节点，缺省时NS 接地。

后面与二极管相同。

3、JFET（结型场效应晶体管）JXXX ND NG NS MNAME<AREA> <OFF> <IC=VDS,VGS>4、MOSFET（MOS场效应晶体管）MXXX ND NG NS NB MNAME <L=VAL> <W=VAL> <Other options>M为元件名称，ND、NG、NS、NB分别是漏、栅、源和衬底节点。

MNAME 是模型名，L沟道长，W为沟道宽。

•子电路1、子电路定义开始语句.SUBCKT SUBNAM <node1 node2…>其中，SUBNAM为子电路名，node1…为子电路外部节点号，不能为零。

UCC
iC
0
ton
Ucc பைடு நூலகம்O UCES
toff
Rc iC 截止到饱和所需的时间称为开启时间
uO RB ton，它基本上由三极管自身决定。
uCE 饱和到截止所需的时间称为关闭时间 toff，它与饱和深度S有直 i
T
接关系，S越大toff越长。
uI
B
4.三极管的主要参数 直流参数
直流电流放大系数 共射极直流电流放大系数
（超过时单向导电性变差）
u
D
影响工作频率的原因— PN结的电容效应
三极管(Transistor)
静态特性
(电流控制型)
1. 结构、符号和输入、输出特性 (1) 结构
集电极 collector N 基极 集电结 发射结
(2) 符号 iB b c iC e NPN
base
P N
发射极 emitter
(3) 输入特性
UDS>UGS-UT
UGS(V) UT
增强型MOS管
N沟道增强型MOS场效应管特性曲线
输出特性曲线 UGS一定时， ID与UDS的变化曲线，是一族曲线 ID=f(UDS)UGS=C 1.可变电阻区：
ID与UDS的关系近线性 2.夹断区：
ID=0
可 变 电 阻 区
恒
流
区 夹断区（截止区）
夹断
增强型MOS管
二极管的开关特性
（一）静态特性 伏安特性 iD 截止时的等效电路 + + 导通时的等效电路
0
uD
二极管加正向电压时导通，伏安特性很陡，压降很小（硅管：
0.7V，锗管0.3V），可以近似看作是一个闭合的开关

在 SPICE 仿真中，它们通常分别取作 0 和 1。 二． SPICE 参数选管应用实例 作为例证，对 LC 谐振回路选取合适的变容二极管进行仿真。由于变容二极管是通过改变外 加反向偏压来控制结电容变化以达到调节谐振频率目的的非线形元件。因此, 在通过 SPICE 参数选取变容二极管设计调谐放大器时反映 C~V 特性的 SPICE 参数是选管的主要依据。选取 变容二极管的主要 SPICE 参数依据是 RS，M，EG，BV 和 VJ。在变容二极管的参数资料中， 一个衡量压控范围的重要参数是大电压 V1 与小电压 V2 下对应的电容比，它反映了反偏压 对结电容调制范围的大小。通过推导可知它与前面提到的 SPICE 模型参数 M 之间存在如下 的对应关系： （10） 由（10）式可以看出，在选管时，可以根据电路设计所能提供的外加反向偏压控制范围大至 确定 M 的取值。此外，为了获得更大的调制度，应尽量选取在电路所能满足的 BV 反向击穿 电压范围内,M 较大的变容二极管。在这里选取 M 较高的超突变结变容二极管以获取较大的 电容比，为了提高工作频率和温度的适应性，选择禁带宽度较大的 GaAs 材料，与该材料对 应的 VJ 为 1.2V。 另外，Q 值是反映二极管性能的重要指标，它直接影响着电路的工作品质，Q 值越高，二极 管的损耗越小，工作时越接近理想状态。理论分析可知，高频时，串联电阻 RS 和结电容越 小，Q 越大。因此，需尽量选取 RS 小的高 Q 值变容二极管。早期运用于电视通信 VHF~UHF 频段的调谐或调频变容二极管 Q 值仅在百位数量级，M 值也低于 1，这一指标已被 GaAs 变 容二极管远远超过。目前查到 GaAs 变容二极管的 Q 值在 GHz 数量级已达上千，M 值可达 1.5。在这里选取 MDT 公司 M 系数为 1.5，Q 值为 1200 的超突变结 GaAs 变容二极管 MV34010 用于电路调谐实验。将其 SPICE 参数装入 MULTISIM9.0 仿真软件元件库中进行仿真,SPICE 参 数如表 1： 表 1. MULTISIM9.0 仿真元件库中 MV34010 的 SPICE 参数 IS RS CJ0 VJ TT M BV N EG XTI KF AF FC IBV TNOM 1e-14 0 83.83e-12 1.2 0 1.45 15 1 1.43 3 0 1 0.5 1e-5 27 对应芯片资料，该芯片的特点是在 25。C 下，反偏压 4V 情况下对应的结电容为 10.0 10%pF,而 CJ0 高达 83.83pF,与同系列的其他突变结二极管相比,在 7V 偏 压范围以内 C~V 曲线最陡, 对应电容比（CJ@2/CJ@12V 时）为 8.9，极大有利于电压的控制。 图 2 给出了通过 MULTISIM9.0 仿真得到的采用变容二极管 MV34010 的 LC 并联谐振电路,表 2 列举了采用 MULTISIM9.0 仿真得到的，对应不同调节电压 V2 的谐振频率及相应的放大增益：

二极管及其SPICE模型
PN结是微电子器件的基本结构之一，集成电 路和半导体器件的大多数特性都是PN结相互作 用的结果。如果通过某种方法使半导体中一部 分区域为P型，另一部分区域为N型，则在其交 界面就形成了PN结。 一般的二极管就是由一个PN结构成的，以PN 结构成的二极管的最基本的电学行为是具有单 向导电性，这在实际中有非常大的用处。
SPICE中将MOS场效应管模型分成不同级别， 并用变量LEVEL来指定所用的模型。
1）LEVEL＝1
级别为1的MOS管模型又称MOS1模型，这是 最简单的模型，适用于手工计算。MOS1模型是 MOS晶体管的一阶模型，描述了MOS管电流 电压的平方率特性，考虑了衬底调制效应和沟 道长度调制效应，适用于精度要求不高的长沟 道MOS晶体管。
实际电路分析中用到的一般都是元件的 等效电路模型。由于集成电路元件主要是 由半导体器件组成的，因此，这些等效电 路模型又都是以物理模型为基础的。
1）物理模型
半导体器件的物理模型是从半导体的基本方程 出发，并对器件的参数做一定的近似假设而得 到的有解析表达式的数学模型。一般说来，随 着集成电路集成度的提高，器件的结构、尺寸 都在发生变化，器件的物理模型就越加复杂。 在物理模型中经常包含有一些经验因子，目的 是为了使模型与实验结果符合得更好。一般说， 模型中考虑的因素越多，与实际结果就符合得 越好，但模型也就越复杂，在电路模拟中耗费 的计算工作量就越大。
三个非线性栅电容CGB，CGS，CGD由随偏压 变化和不随偏压变化的两部分构成。
其中不随偏压变化的部分是栅极与源区、漏 区的交叠氧化层电容以及栅与衬底间的交叠氧 化层电容（在场氧化层上） 。
随偏压而变的栅电容是栅氧化层电容与空间 电荷区电容相串联的部分。

基于SPICE 参数的二极管物理特性研究摘要：文章以结构最简单的二极管PN 结作为研究对象，旨在对与仿真软件的元件库中各元件的SPICE 模型参数相对应的物理量及数学表达式加以解释和说明，并就这些参数如何反映二极管的电气特性这一问题作了一定的分析。

关键词：二极管；PN 结；SPICE 模型参数 中图分类号：TNResearch on the physical character of Diode based on SPICE ParametersJing Yu ke, Pan Zhi hao（School of communication and information engineering of ShangHai University, ShangHai200072）Abstract: With its simplest structure –PN junction, t he diode has been studied in this paper as an example for making an explanation on the physical quantity and relevant mathematical expression corresponding with respective parameter of SPICE model in the library of simulation software. furthermore ，certain analysis has been made on how the Electrical specification of diode is reflected by these parameters.Key words: diode, PN junction, the parameter of SPICE model 前言IC 芯片的广泛应用带来了电路设计功能的模块化，使设计出的电路更加简明美观。

Pspice 器件模型参数说明1、二极管模型及主要参数二极管模型参数如表1所示 名称 符号 SPIC 名称 单位 缺省值 反向饱和电流(Saturation current) I S IS A 10-14 欧姆电阻(Ohmic resistance) R S RS Ω 0 发射系数(Emission coefficient) n N 1 渡越时间(Transit time) τT TT s 0 零偏置电容(Zero-bias junction capacitance) C j0 CJ0 F 0 结电压(Junction potential) V 0 VJ V 1 电容梯度因子(Grading coefficient) m M 0.5 反向击穿电压(Reverse breakdown voltage) V ZK BV V ∞ 反向击穿电流(Current at breakdown voltage) I ZK IBV A 10-10仿真时采用理想二极管，参数不需要设置。

参数说明：I S ：PN 结反向扩散电流，该值远小于PN 结反向（漏）电流，因为它为包括反向空间电荷区产生的电流、表面复合电流、表面沟道电流和表面漏导电流。

n ：一般n =1，测量：正向特性线性区 )/ln(2121D D D D I I V V kT q n −=C j0: CD =C d +C j =m nU U V U C eI U )1()1(0D 0j s TTTD −+−τ0j T T 2)1(TDC e I U nU Us+−≈τV 0：0.7-0.8Vm : 0.3-0.5, 一般为0.332、 稳压管模型及主要参数模型参数如表1所示，参数设置如下： V ZK =U Z I ZK =I Zmin3、 晶体管模型及主要参数模型参数如表2所示名称符号 SPIC 名称 单位 缺省值 传输饱和电流 I S IS A 10-16 正向电流增益 βF BF100 反向电流增益 βR BR 1集电极电阻 R CC’ RC Ω 0 发射极电阻 R EE’ RE Ω 0 基极电阻R BB’ RB Ω 0 理想正向渡越时间τF TFs 0理想反向渡越时间 τR TR s 0 发射结零偏置势垒电容 C je0 CJE F 0 发射结电容梯度因子 m BEJ MJE 0.33 发射结内建电势 V 0e VJE V 0.75 集电结零偏置势垒电容 C jc0 CJC F 0 集电结零偏置势垒电容 m BCJ MJC 0.33 集电结零偏置势垒电容 V 0c VJC V 0.75一般参数设置如下：RB: r bb’RE, RC: 一般设为0 V 0e : =U BE , 一般为0.7V V 0c : 一般为0.75V其它参数说明：0je me0BE 0je je C 2)V U 1(C C ≈−=，此处m BE 约为0.5mc 0CB 0)V U 1(C C +=μμ，此处m BC 约为0.2-0.5 参数设置经验：C je0=0.5C π，C jc0=C μ=C ob4、 MOSFET 模型及主要参数i D 与u GS 、u DS 之间的关系：2GS(th)DO n 2GS(th)GS n 2GS(th)GS n D 2DS DS GS(th)GS n D oxn n n 2GS(th)GS ox n D ox ox oxoxox U I k )U U (k )U U )(L W('k 21i U 21U )U U )[(L W ('k i C 'k )L W()U U )(L W )(C (21i )T (T C =−=−=−−==−==恒流区：可变电阻区：沟道宽长比载流子迁移率，二氧化硅厚度二氧化硅介电常数，μμμεε模型参数设置：KP=k n ’， VT0=阈值电压U GS(th)。

附件A、三极管的Pspice模型参数.Model <model name> NPN(PNP、LPNP) [model parameters]第 1 页共9页第 2 页共9页附件B、PSpice Goal Function第 3 页共9页附件CModeling voltage-controlled and temperature-dependent resistorsAnalog Behavioral Modeling (ABM) can be used to model a nonlinear resistor through use of Ohm抯 law and tables and expressions which describe resistance. Here are some examples.Voltage-controlled resistorIf a Resistance vs. Voltage curve is available, a look-up table can be used in the ABM expression. This table contains (Voltage, Resistance) pairs picked from points on the curve. The voltage input is nonlinearly mapped from the voltage values in the table to the resistance values. Linear interpolation is used between table values.Let抯 say that points picked from a Resistance vs. Voltage curve are:Voltage ResistanceThe ABM expression for this is shown in Figure 1.第 4 页共9页Figure 1 - Voltage controlled resistor using look-up tableTemperature-dependent resistorA temperature-dependent resistor (or thermistor) can be modeled with a look-up table, or an expression can be used to describe how the resistance varies with temperature. The denominator in the expression in Figure 2 is used to describe common thermistors. The TEMP variable in the expression is the simulation temperature, in Celsius. This is then converted to Kelvin by adding 273.15. This step is necessary to avoid a divide by zero problem in the denominator, when T=0 C.NOTE: TEMP can only be used in ABM expressions (E, G devices).Figure 3 shows the results of a DC sweep of temperature from -40 to 60 C. The y-axis shows the resistance or V(I1:-)/1A.第 5 页共9页Figure 2 - Temperature controlled resistorFigure 3 - PSpice plot of Resistance vs. Temperature (current=1A)Variable Q RLC networkIn most circuits the value of a resistor is fixed during a simulation. While the value can be made to change for a set of simulations by using a Parametric Sweep to move through a fixed sequence of values, a voltage-controlled resistor can be made to change dynamically during a simulation. This is illustrated by the circuit shown in Figure 5, which employs a voltage-controlled resistor.第 6 页共9页Figure 4 - Parameter sweep of control voltageThis circuit employs an external reference component that is sensed. The output impedance equals the value of the control voltage times the reference. Here, we will use Rref, a 50 ohm resistor as our reference. As a result, the output impedance is seen by the circuit as a floating resistor equal to the value of V(Control) times the resistance value of Rref. In our circuit, the control voltage value is stepped from 0.5 volt to 2 volts in 0.5 volt steps, therefore, the resistance between nodes 3 and 0 varies from 25 ohms to 100 ohms in 25 ohm-steps.第7 页共9页Figure 5 - Variable Q RLC circuitA transient analysis of this circuit using a 0.5 ms wide pulse will show how the ringing differs as the Q is varied.Using Probe, we can observe how the ringing varies as the resistance changes. Figure 6 shows the input pulse and the voltage across the capacitor C1. Comparing the four output waveforms, we can see the most pronounced ringing occurs when the resistor has the lowest value and the Q is greatest. Any signal source can be used to drive the voltage-controlled resistance. If we had used a sinusoidal control source instead of a staircase, the resistance would have varied dynamically during the simulation.第8 页共9页Figure 6 - Output waveforms of variable Q RLC circuit第9 页共9页。