PSpice erzeugt graue Haare, keine richtigen Antworten

Ich habe eine extrem einfache Schaltung mit einem NMOS, drei Widerständen und einer Spannungsquelle. Die Schaltung und Informationen sind unten gezeigt. Bitte haben Sie Verständnis dafür, dass ich diesen Rundkurs wahrscheinlich während der Fahrt auf der Autobahn um Mitternacht analysieren könnte, bevor ich die nächste Meilenmarkierung erreiche. Ich sollte auch erwähnen, dass dies Beispielproblem 3.3 auf Seite 147 von Microelectronics Circuit Analysis and Design: Fourth Edition ist . Es sind keine Hausaufgaben, es ist Neugier.

Warum generiert PSpice eine Antwort, die 1 Volt höher als die erwartete VDS-Spannung und 0,5 mA niedriger ist als der Drain-Strom? Ich gehe davon aus, dass PSpice eine Standardwert-Modelleigenschaft hinzufügt, die nicht berücksichtigt wurde, als der Autor des Buches das Beispiel schrieb. Aber das bringt Frage zwei mit sich: Wenn der Autor ein Beispiel schreiben kann, indem er nur zwei Werte liefert und die richtige „ideale“ Antwort erhält, warum funktioniert PSpice &^%*(^ dann? Mir ist klar, dass diese Schaltung Krebs niemals heilen oder landen kann mich auf dem Mond. Aber was ist, wenn ich einen Taktbaum oder Puffer entwerfe, der von einiger Bedeutung ist? 1 Volt wird wichtig. Ich habe das Gefühl, dass ich die PSpice-Ergebnisse ständig doppelt überprüfe, offen gesagt, weil ich ihm nicht vertraue.

UPDATE 2012-08-16
Ich erhalte die richtigen Ergebnisse, wenn ich den Transkonduktanzparameter (KP/Kn) von 0,1 mA auf 0,2 mA verdopple. Irgendeine Ahnung warum?

Gibt es Vorschläge?

Übersehe ich etwas?

Jede konstruktive Kritik wäre sehr willkommen.

Problem aus Buch

Berechnen Sie den Drain-Strom und Vds oder eine Common-Source-Schaltung mit einem n-Kanal-Anreicherungs-MOSFET. Finden Sie die Verlustleistung im Transistor. Nehmen Sie für die gezeigte Schaltung an, dass R1 = 30 kOhm, R2 = 20 kOhm, RD = 20 kOhm, VDD = 5 V, Vtn = 1 V und Kn = 0,1 mA / V ^ 2 sind

Antwort von Buch

ID = 0,1 mA, Vds = 3 V, Vg = 2 V

Die Rennbahn

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Die bekannten MOSFET-Parameter

Hier ist ein Link zu den PSPICE -Modellparametern

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Antworten (2)

Beim Lesen der Erklärung des Autors zum Transkonduktanzwert (Kn) wurde festgestellt, dass dieser Wert nicht der gleiche Transkonduktanzwert ist, den PSpice verwendet (KP). Der Autor verschwendet einen Abschnitt Tinte, um zu erklären, dass der in dem Buch verwendete Wert Kn allgemein als Transkonduktionsparameter bekannt ist, der Leser jedoch den Wert als Leitungsparameter bezeichnen sollte. Der Autor definiert den Leitungsparameter als:

1: Kn = (W*un*Cox)/(2L) und Cox = eox/tox

DANN steht unten auf der Seite geschrieben, dass "wir den Leitungsparameter in der Form umschreiben können" :

2: Kn = (k'n/2)(W/L)

Die folgende Seite definiert k'n als Prozessleitungsparameter:

3: k'n = un*Cox

Standardmäßig setzt Pspice die Breite und Länge auf 0,1 uM. Damit wird Gleichung zwei zu:

4: Kn = k'n/2

Basierend auf dem Nachweis, dass der PSpice-Ausgang um einen Faktor 2 ausgeschaltet war, stellt k'n den Wert dar, den PSpice als Transkonduktanzparameter betrachtet . Der Autor des Buches betrachtet diesen Wert als Prozessführungsparameter . Dieses Ergebnis wurde mit anderen Beispielen aus dem Buch bestätigt.

Ich glaube, ich bin jetzt verwirrter als vorher. Woher weiß ich, welchen Wert ich verwenden soll, wenn ich mir ein Datenblatt ansehe!?!?

Höchstwahrscheinlich liegt das Problem im Modell. Meine Vermutung ist, dass Lehrbuch und Pspice-Modell "nicht dieselbe Sprache sprechen". Das heißt, Gleichungen sind etwas anders und Parameter bedeuten, obwohl dieselben/ähnlichen Buchstaben verwendet werden, unterschiedliche Dinge.

Auch Gewürze (vermutlich auch Pspice) implementieren verschiedene Mosfet-Modelle. Sie geben nicht an, welches Modell Sie verwenden, aber höchstwahrscheinlich ist das Standardmodell "Level = 1".

Eine Beschreibung des Level=1-Modells finden Sie auf der Seite: http://www.ece.uci.edu/docs/hspice/hspice_2001_2-154.html .

Auf den ersten Blick sehe ich folgende Probleme: a) Sie geben W und L nicht an, die wissen, was der Standardwert ist - dies selbst könnte eine Erklärung für die Nichtübereinstimmung sein. b) VTO ist nicht dasselbe wie vth - überprüfen Sie erneut die erwähnte Seite.

Zu Ihrer allgemeinen Bemerkung zu Simulation/Pspice und Vertrauen. Dies ist nur ein Werkzeug, im Wesentlichen ein nichtlinearer Differentialgleichungslöser mit einer netten Schnittstelle für EEs-Anwendungen. Was man reinsteckt, bekommt man raus. Auch hier gilt die Garbage-in-Garbage-out-Regel! Die Qualität des Modells (dass es reale Geräte genau beschreibt -> in Ihrem Fall ein Lehrbuchgerät :)) und das Wissen um seine Einschränkungen sind entscheidend.

Danke für deine Antwort. Es zwang mich, noch mehr zu lesen! Ich habe die Lösung gefunden, etwas :/
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