Электронный справочник полупроводниковых приборов

ПРИБОРОВ

Необходимость такого справочника обусловлена следующими обстоятельствами. В большинстве современных CAD-системах, выполняющих схемотехническое проектирование аналоговых и аналого-цифровых радиоэлектронных устройств, используются spice-модели полупроводниковых приборов. Эти модели достаточно сложны и организованы как mod- или lib-файлы. В mod-файле содержаться параметры модели одного полупроводникового прибора, а в lib-файле многих приборов, как правило, одного типа. Ведущие мировые производители полупроводниковых приборов поставляют также библиотеки их pspice-моделей. Однако только опытные схемотехники, выполняющие автоматизированное (компьютерное) проектирование, знают назначение того или иного параметра модели и диапазон возможных его значений для того или иного полупроводникового прибора. С другой стороны, в компьютерных библиотеках отсутствуют сведения о предельно-эксплуатационных параметрах полупроводниковых приборов, что приводит к необходимости держать под рукой обычные справочники. Эти справочники не всегда доступны. Немаловажно еще одно обстоятельство - традиции. При обучении в учебных заведениях, а также при традиционном (неавтоматизированном) схемотехническом проектировании широко используются статические вольтамперные характеристики (ВАХ). При компьютерном проектировании для расчета и построения ВАХ на экране дисплея требуются дополнительные усилия и опыт.

Справочник может использоваться в учебном процессе по общепрофессиональным дисциплинам “Электронная техника” и “Физические основы электроники”, специальным дисциплинам схемотехнической направленности: “Автоматизированное проектирование радиоэлектронных устройств”, “Компьютерный анализ электронных схем”, “Основы компьютерного проектирования и моделирования РЭС”, “Схемотехника аналоговых электронных устройств”.

Справочник представляет собой базу данных полупроводниковых приборов: диодов, биполярных и полевых с управляющим p-n-переходом, As-Ga- и МОП-транзисторов. Выбор базы данных осуществляется в главном меню.

После выбора базы данных открывается основное окно справочника, в верхней части которого указывается, какая база данных активна в данный момент, во второй строке слева – тип полупроводникового прибора отмеченного курсором. Слева в двойной рамке перечислены наименования первых 18 полупроводниковых приборов с указанием типа (кода), имеющиеся в данном справочнике. Для просмотра всего перечня необходимо перемещать курсор вниз. В одинарной рамке (основная часть окна) приведены предельные эксплуатационные данные (максимально допустимые параметры) прибора.

Рpng" name="object1" align=left hspace=12 width=657 height=368>
исунок 2 - основное окно программы SPRAV

В нижней строке приведено меню основного окна, реализованного на подобие Norton Commander с помощью функциональных клавиш F1-F10.

Клавиша F1 обеспечивает контекстную помощь в различных режимах работы справочника.

С помощью клавиши F2 можно реализовать выборку из базы данных по:

• 
  наименованию прибора;
  
• 
  типу (коду) прибора;
  
• 
  наименованию и типу прибора;
  
• 
  по шаблону.
  
  

Рисунок 5 - окно для работы с mod-файлами

• 
  с помощью программы Parts, входящей в состав программных комплексов PSPICE, Design Center и DesignLab, выполняется идентификация параметров spice-модели по справочным или экспериментальным данным. Параметры модели заносятся в базу данных и одновременно в mod-файл в формате программы PSpice;
  
• 
  используя базу данных, создается mod-файл прибора, помеченного курсором, в формате программы PSpice;
  
• 
  из созданного ранее mod-файла, параметры модели переносятся в базу данных. Эта опция существенно облегчает процесс наполнения справочника spice-параметрами.
  

Для автоматического расчета характеристик и их вывода на экран дисплея компьютера используются командные cmd-файлы, создаваемые при выборе клавиши F5. Такой подход позволяет существенно экономить память компьютера, так как вместо объемных графических или probe.dat файлов в базе данных хранятся cir- и cmd-файлы, величина которых не превышает единиц килобайтов.

Нажатие клавиши F6 приводит к появлению меню характеристик. Например, для биполярного транзистора меню содержит: входные и выходные ВАХ, зависимость коэффициента h_21э (BF) от тока коллектора, семейство входных ВАХ в зависимости от температуры, зависимость h_21э и тока коллектора от температуры и т. д.



Рисунок 5 - окно выбора cir-файла для расчета характеристики

Эти характеристики являются удобным инструментом для оперативного оценивания качества рабочей точки используемого при проектировании электронного устройства полупроводникового прибора.

Пользователь справочник может по своему усмотрению добавлять в справочник необходимые ему зависимости между токами и напряжениями, строить зависимости напряжения или тока от температуры, параметра прибора и др. С токами и напряжениями можно выполнять математические операции. В отличие от характеристик, приведенных в обычных (книжных) справочниках по полупроводниковым приборам, в данном электронном справочнике можно с помощью электронных курсоров считывать с большой точностью координаты выбранной точки для настройки электронного устройства, документирования или иных целей как в области малых так и больших токов.

Р
исунок 6 - выходные ВАХ биполярного транзистора, отображаемые

с помощью программы Probe на экране монитора компьютера
Как уже отмечалось, для экономии памяти, графические файлы не хранятся в справочнике, а создаются при необходимости с помощью программы PSpice и cir-файлов. Построение графиков на экране монитора осуществляется программным осциллоскопом Probe под управлением командных cmd-файлов. Любые probe-графики можно распечатать (изготовить твердую копию) на принтере необходимое количество раз.

Клавиша F7 позволяет в основном окне справочника отображать либо максимально допустимые (рисунок 2) параметры помеченного курсором полупроводникового прибора либо одновременно некоторые параметры spice-моделей первых из имеющихся в базе данных 18-ти приборов (рисунок 7). Перемещая курсор вниз можно увидеть параметры других приборов, а вправо – другие параметры.

Рисунок 8 - меню для выбора режима ввода или редактирования данных

• 
  пополнить базу данных справочника сведениями (параметрами) нового полупроводникового прибора;
  
• 
  выполнить редактирование (исправление) уже занесенных в базу данных параметров;
  
• 
  удалить из базы данных сведения о ненужном приборе;
  
• 
  просмотреть или отредактировать таблицу типов приборов.
  

Р
исунок 9 - таблица типов полупроводниковых приборов

Для просмотра всех типов приборов необходимо курсор переместить вниз. Пятиразрядный десятичный код типа прибора используется как параметр, по которому осуществляется сортировка и выборка записей в базе данных.

Р
исунок 10 - структура полей базы данных spice-параметров