在本文中，我們將了解如何使用 QSPICE 導入第三方模型。此操作非常有用，因為市場上現(xiàn)有的模型很多，軟件無法全部包含。QSPICE 允許用戶通過極其簡單有效的程序?qū)胪獠磕Ｐ汀?
導入模型
第一個操作是將所需組件的模型以文本格式提供。通常，它們的聲明以后綴“.model”開頭，并指定標準 SPICE 模型。在互聯(lián)網(wǎng)上或檔案中找到模型后，只需選擇文本模型并使用 [CTRL][C] 組合鍵將其復制到剪貼板即可。然后，在仿真軟件的電氣圖上方，使用 [CTRL][V] 組合鍵復制組件。例如，假設(shè)您要創(chuàng)建包含 BC547 NPN 晶體管的電氣圖。在線搜索并找到它后，用鼠標選擇其整個定義并將其復制到剪貼板中，如圖 1 所示。QSPICE 用于導入外部電子元件的程序可能是所有模擬器中最簡單的程序之一。
圖 1：從互聯(lián)網(wǎng)上選擇 SPICE 模型
在這種情況下，BC547 晶體管的模型由以下 SPICE 指令定義：
.model BC547 NPN( Vtf=1.7 Cjc=7.306p Nc=2 Tr=46.91n Ne=1.307
+ Cje=22.01p Isc=0 Xtb=1.5 Rb=10 Rc=1
+ Tf=411.1p Xti=3 Ikr=0 Bf=400 Fc=.5
+ Ise=14.34f Br=6.092 Ikf=.2847 Mje=.377 Mjc=.3416
+ Vaf=74.03 Vjc=.75 Vje=.75 Xtf=3 Itf=.6
+ Is=14.34f Eg=1.11 )選擇并復制包含模型的文本后，您需要將自己定位在 QSPICE 電氣圖上，然后按 [CTRL][V] 鍵粘貼剪貼板的內(nèi)容。該軟件會智能地啟動組件的自動生成過程，理解文本的內(nèi)容，并如圖 2 所示，根據(jù)以下兩種不同場景要求確認內(nèi)容類型：
1. 如果用戶回答“否”，則文本將作為普通字符串內(nèi)容放置在電氣圖上。
2. 如果用戶回答“是”，則該模型將作為晶體管以正確的電氣符號放置在電氣圖上。
圖 2：外部組件自動導入 QSPICE
盡管易于實現(xiàn)，但該程序以其令人驚訝的簡單性而脫穎而出，但至關(guān)重要的是該軟件能夠根據(jù)模型描述自動識別組件的類型。 程序獨立使用相應的電氣符號，大大簡化了設(shè)計過程并確保電路原理圖表示的準確性更高。 這一創(chuàng)新功能不僅簡化了工作流程，而且還促進了新組件的集成，促進了更高效、更易于訪問的設(shè)計環(huán)境。 因此，導入模型只需幾秒鐘，并確保了極高的程序可靠性。 圖 3 顯示了使用新導入的 BC547 晶體管創(chuàng)建的簡單共射放大器的示意圖。 在同一圖中，有兩個與放大器的輸入和輸出信號相關(guān)的波形圖。
圖 3：包含從外部模型導入的 BC547 的晶體管放大器
電氣圖中導入并顯示的所有半導體元件都引用“模型”指令，其中指定了定義元件本身特性的參數(shù)值。該指令指定了元件的類型(二極管、雙極晶體管等)。最重要的模型類型如下：
· D: diode
· NPN: BJT npn
· PNP: BJT pnp
· NMOS: n-mosfet
· PMOS: p-mosfet
· NJF: n-jfet
· PJF: p-jfet
上述過程指的是導入使用“.model”指令定義的組件。在這種情況下，原生建模允許程序選擇要在電氣圖中使用的正確符號，并保證 100% 成功。
如何導入子電路(SUBCKT)
導入用“.subckt”指令標記的子電路并不像以前的原生模型那么簡單。對于要顯示的符號，該過程并不是那么自動化，但導入封裝在單個容器中的非常復雜的電路的優(yōu)勢無疑是有用的。假設(shè)您導入 TL081 運算放大器，其 SPICE 模型如下所示。它是一個 8 引腳集成電路，包含一個低功耗、低噪聲運算放大器。它專為放大器、高通和低通濾波器、極低頻帶通濾波器和模擬加法器等通用應用而設(shè)計，并且可以配置為單位增益緩沖器。
* CONNECTIONS: NON-INVERTING INPUT
* | INVERTING INPUT
* | | POSITIVE POWER SUPPLY
* | | | NEGATIVE POWER SUPPLY
* | | | | OUTPUT
* | | | | |
* | | | | |
*.SUBCKT OPAMP 1 2 3 4 5
* …netlist…
*.ENDS OPAMP
.SUBCKT TL081_MC 1 2 3 4 5
*
c1 11 12 2.887E-12
c2 6 7 11.50E-12
dc 5 53 dx
de 54 5 dx
dlp 90 91 dx
dln 92 90 dx
dp 4 3 dx
egnd 99 0 poly(2) (3,0) (4,0) 0 .5 .5
fb 7 99 poly(5) vb vc ve vlp vln 0 11.94E6
+ -10E6 10E6 10E6 -10E6
ga 6 0 11 12 251.3E-6
gcm 0 6 10 99 2.513E-9
iss 3 10 dc 130.0E-6
hlim 90 0 vlim 1K
j1 11 2 10 jx
j2 12 1 10 jx
r2 6 9 100.0E3
rd1 4 11 3.979E3
rd2 4 12 3.979E3
ro1 8 5 35
ro2 7 99 35
rp 3 4 21.43E3
rss 10 99 1.538E6
vb 9 0 dc 0
vc 3 53 dc 1.6
ve 54 4 dc 1.6
vlim 7 8 dc 0
vlp 91 0 dc 20
vln 0 92 dc 20
.model dx D(Is=800.0E-18)
.model jx PJF(Is=15.00E-12 Beta=485.9E-6
+ Vto=-1)
.ends與原生模型一樣，只需選擇整個列表并將其粘貼到電氣圖上即可。QSPICE 無法知道組件的性質(zhì)，因此它將以一個簡單的矩形顯示，如圖 4 所示。值得注意的是，軟件會自動在組件的屬性中插入“X”符號，證明它是一個子電路。因此，要了解組件端子的含義和功能，必須查閱模型的第一部分。
* CONNECTIONS: NON-INVERTING INPUT
* | INVERTING INPUT
* | | POSITIVE POWER SUPPLY
* | | | NEGATIVE POWER SUPPLY
* | | | | OUTPUT
* | | | | |
* | | | | |
*.SUBCKT OPAMP 1 2 3 4 5
該文件的開頭很容易解釋運算放大器五個端子的作用，如下所示：
· 1：同相輸入
· 2：反相輸入
· 3：電源正極
· 4：負電源
· 5：輸出
您可以使用鼠標將端子的紅點移動到相應的側(cè)面，從而稍微改善組件的外觀。絕對不能更改端子的名稱，否則模型將不再起作用。該圖顯示了小型電壓放大器的電路圖，其增益約為五倍，由電阻器 R3 和 R1 之間的比率決定。
圖4：運放TL081的輸入與相關(guān)反相放大器電路
修正 OPAMP 電氣符號
之前的電路工作得很好，但用矩形表示運算放大器這一事實是不可接受的?，F(xiàn)在讓我們看看如何用三角形(一種適合表示運算放大器的幾何形狀)替換矩形符號。要執(zhí)行的第一個操作是使用鼠標或鍵盤訪問文件、新符號菜單。圖形編輯器將打開，您只需復制和粘貼電氣圖 (X1) 的運算放大器組件即可。圖 5 清楚地顯示了要遵循的不同步驟。因此，使用“Delete”鍵刪除黃色矩形，然后使用鼠標右鍵創(chuàng)建一個三角形。新三角形的尺寸必須允許正確定位運算放大器端子。因此，移動設(shè)計的各個元素，直到創(chuàng)建正確而優(yōu)雅的形狀。此時，使用 [CTRL][C] 鍵復制完成的工作，然后按 [CTRL][V] 鍵將其粘貼到主圖上。還需要消除舊的運算放大器符號。最后，必須恢復電路連接。可以毫無問題地進行模擬，獲得相同的結(jié)果，但存在正確的電氣符號。該程序可用于任何其他外部電子元件。
圖5 修正導入元件圖形符號的步驟
結(jié)論
與市場上其他仿真器相比，QSPICE 導入程序是最佳且最簡單的程序之一。它的易用性和基于模型描述的自動組件識別效率使其成為電子設(shè)計愛好者的不二之選。然而，謹慎行事是明智的，因為互聯(lián)網(wǎng)上的 SPICE 模型偶爾會出現(xiàn)缺陷，這可能會影響模擬的準確性甚至成功。因此，建議仔細檢查模型，并在必要時進行任何更正，以確保模擬的一致性和有效性。優(yōu)化設(shè)計體驗的另一個有價值的技巧是創(chuàng)建文本庫。這個自定義庫應該編譯并填充常用的模板和組件，確?？焖僭L問和提高管理電路元件的效率。創(chuàng)建和維護一個組織良好的庫可以大大簡化設(shè)計過程，使用戶能夠更加專注于工作的準確性。
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