評(píng)價(jià)Spice模型不能僅考慮直流與交流性能

在使用Spice以前，評(píng)價(jià)其直流與交流性能是成功的關(guān)鍵。但模型評(píng)價(jià)不應(yīng)僅限于此，設(shè)計(jì)者還應(yīng)了解，當(dāng)有源器件模型在非線性區(qū)域工作時(shí)的執(zhí)行情況以及有怎樣的關(guān)鍵交流指標(biāo)。這些參數(shù)很難或不可能通過(guò)數(shù)據(jù)資料來(lái)驗(yàn)證，因?yàn)閿?shù)據(jù)資料并未給出在器件通往電源軌的放大器輸出級(jí)非線性區(qū)上工作時(shí)的指標(biāo)。
而運(yùn)放則擁有關(guān)于最大及最小輸出電壓擺幅的直流指標(biāo)。首先，模型應(yīng)給出輸出電壓接近一個(gè)電源軌時(shí)的失真，因?yàn)轱柡蜁?huì)使輸出波形失真（假設(shè)為非軌至軌運(yùn)放）。其次，讓放大器在電源軌上工作會(huì)引起稱為限幅的明顯失真。數(shù)據(jù)資料給出的失真數(shù)據(jù)尤其未包括在電源軌上工作時(shí)的情況，因此設(shè)計(jì)者必須確定允許有怎樣的失真，以及當(dāng)在接近電源軌的區(qū)域上工作時(shí)會(huì)出現(xiàn)怎樣的失真等。收集失真數(shù)據(jù)是一件艱苦的實(shí)驗(yàn)室工作，但當(dāng)您在正弦波形中看不出有失真時(shí)，則失真小于2%。因此如果您能辨別出這種失真，則您的眼睛就是一塊儀表。
將OPA132配置成增益為10的放大器，圖1顯示輸入為1.45V正弦波時(shí)的輸出波形。壞消息是，恰好能看到出現(xiàn)限幅，因此您應(yīng)該斷定正弦波含有大于2%的失真。好消息是，模型未包括限制輸出電壓擺幅的電路。

另一個(gè)重要參數(shù)是CMR（共模抑制）。將一個(gè)運(yùn)放配置成差分放大器（4個(gè)電阻等于1 kΩ）并具有與1V正弦波源相連的公共輸入，所得數(shù)據(jù)如圖2所示。
圖2顯示OPA132 Spice模型的CMR數(shù)據(jù)。-100dB的低頻截?cái)嗯c數(shù)據(jù)資料上給出的參數(shù)有關(guān)。模型斷點(diǎn)發(fā)生在1.5 kHz頻率上，而數(shù)據(jù)資料給出的斷點(diǎn)則發(fā)生在0.7 kHz左右的頻率上。模型的CMR幅度在大約8 MHz時(shí)開始截止，但數(shù)據(jù)資料上給出的CRM則一直以 -20 dB/decade（-20 dB/10倍頻程）的速度下降。Spice模型的此項(xiàng)參數(shù)偏離了數(shù)據(jù)資料上給出的數(shù)據(jù)，但在您放棄模型以前請(qǐng)考慮，您可能不會(huì)將此運(yùn)放用于含有頻率大于10 kHz左右的信號(hào)，因此高頻CMR并不重要。設(shè)計(jì)者可忽略這種斷點(diǎn)差別而進(jìn)行手動(dòng)計(jì)算，或選擇另外一個(gè)模型。

沒有哪一個(gè)Spice模型是完美的，半導(dǎo)體設(shè)計(jì)者雖能用精心編制的Spice程序來(lái)設(shè)計(jì)并仿真IC，但用這些程序并不總是能得到所期望的IC。Spice像其他任何工具一樣也并不完備，因此您必須考慮到其缺點(diǎn)。您的計(jì)算尺雖有舍入和讀數(shù)誤差，但卻能幫助您設(shè)計(jì)很多電路。成功的關(guān)鍵是須了解工具的能力，避開其缺點(diǎn)并使工作順利進(jìn)行。