Pengubah dioda apa yang digunakan dalam praktik untuk memodelkan LED dengan SPICE (Berkeley v.3f5)? Ini tersedia untuk saya:
# Name Parameter Units Default Example Area
1 IS Saturation current A 1e-14 1e-14 *
2 RS Ohmic resistance Ω 0 10 *
3 N Emission coefficient - 1 1.0
4 TT Transit-time s 0 0.1ns
5 CJO Zero-bias junction capacitance F 0 2pF *
6 VJ Junction potential V 1 0.6
7 M Grading coefficient - 0.5 0.5
8 EG Activation energy eV 1.11 1.11 Si
0.69 Sbd
0.67 Ge
9 XTI Saturation-current temperature exponent 3.0 3.0 jn
2.0 Sbd
10 KF Flicker noise coefficient - 0
11 AF Flicker noise exponent - 1
12 FC Coeff. for for.-bias dep. cap. formula 0.5
13 BV Reverse breakdown voltage V ∞ 40.0
14 IBV Current at breakdown voltage A 1.0e-3
15 TNOM Parameter measurement temp. °C 27 50
3.4.2 Model Dioda (D)
Karakteristik dc dari dioda ditentukan oleh parameter IS dan N. Resistensi ohmik, RS, disertakan. Efek penyimpanan muatan dimodelkan oleh waktu transit, TT, dan kapasitansi lapisan deplesi nonlinier yang ditentukan oleh parameter CJO, VJ, dan M. Ketergantungan suhu arus jenuh ditentukan oleh parameter EG, energi dan XTI, eksponen suhu jenuh saat ini. Suhu nominal di mana parameter ini diukur adalah TNOM, yang default ke nilai rangkaian-lebar yang ditentukan pada garis kontrol .OPTIONS. Reverse breakdown dimodelkan oleh peningkatan eksponensial pada arus dioda terbalik dan ditentukan oleh parameter BV dan IBV (keduanya merupakan angka positif).
Misalnya, menggunakan warna merah dasar dan murah ini:
Saya tidak terlalu peduli dengan karakteristik frekuensi tinggi - hanya ingin dapat mencocokkannya dengan kurva IV dalam spesifikasi operasinya (-10uA / -5V kebocoran hingga + 100mA / + 2,2 'ish V forward):
sumber
Pertama, saya akan menunjukkan bahwa Anda dapat membaca parameter dioda tambahan BV , IBV dan CJO langsung dari datasheet LED sebagai "arus balik" Ir di Vr dan sebagai "Kapasitansi" C .
Menambah jawaban hebat W5VO, saya agak merampingkan proses untuk diri saya dengan cara berikut:
Saya menggunakan tipe bagan plot sebar XY sebagai garis hanya pada OpenOffice (YMMV dengan Excel, dll.) Dan mengatur minima dan maxima sumbu secara manual, misalnya (X, Y) = (1,4-4,0, 0,01-50,0), untuk mencegahnya dari autoranging ke luar lingkup data sampel saya.
Setelah tiga kolom pertama poin sampel Vf_sampled , If_sampled dan If_estimate menggunakan persamaan dioda Schokley, saya menambahkan yang keempat untuk Vf_estimate yang dihitung . Ingat, bahwa Rs adalah resistansi seri (lihat gambar di bagian bawah) dan If_estimate benar-benar memberi kita arus untuk digunakan di sini, jadi seseorang dapat dengan mudah menghitung sel kolom sebagai:
Vf_estimate = Vf_sampled + (If_estimate * Rs) .
Saya sekarang dapat menambahkan kurva ketiga, di mana saya menggunakan kolom keempat baru ( Vf_estimate ) sebagai koordinat X dan kolom ketiga ( If_estimate ) sebagai koordinat Y, dan yang sekarang saya dapat dengan mudah cocok dengan kurva pertama (data sampel dari grafik pada lembar data). Perhatikan bahwa saya tidak ingin sekadar mengganti kurva kedua karena garis lurus cukup membantu dalam perkiraan saya.
Aku yakin aku agak mengulangi W5VO di sini, tapi telanjang mengingatkan tentang peran konstanta Apakah , Rs dan N dalam hal bentuk kurva (di kami log-lin skala):
Hal-hal yang saya temukan yang mungkin berguna:
Perhatikan bahwa nilai X ( Vf_sampled ) masih harus dalam urutan naik (atau turun). Kalau tidak, garis menjadi berantakan.
AFAIK, model kami untuk LED pada dasarnya adalah sebuah resistor Rs dan Is / N dioda estimasi secara seri: (-R -> - D-)
mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab
sumber
Saya telah menyusun sebuah program Python yang akan memodelkan karakteristik bias maju dari sebuah dioda berdasarkan pada karakteristik datasheet IV.
http://leicesterraspberrypi.wordpress.com/projects/modelling-a-diode-for-use-in-spice-simulations/
Jangan ragu untuk mencobanya dan berkomentar.
sumber
Inilah yang akan saya gunakan
Untuk VJ Anda = 1,8 ketikkan, BV = 5. Itu membuat Anda sebagian besar jalan ke sana.
sumber
Jika ada yang bertanya-tanya mengapa lembar data satu halamannya tidak memiliki kurva If / Vf, itu mungkin karena ia tidak memiliki lembar data lengkap. Saya tahu bahwa mis. Optosupply hanya menerbitkan ringkasan halaman pertama di situs web mereka, tetapi mereka akan mengirimi Anda spesifikasi lengkap (dengan semua If / Vf, intensitas relatif dan kurva spektrum, dll.) Berdasarkan permintaan.
Anda juga mungkin bisa mendapatkan angka yang dapat digunakan untuk semua nilai dengan menggunakan lembar data dari LED lain dengan warna yang sama dengan chemistry yang sama (oleh produsen yang sama). Cukup periksa bahwa karakteristik dasar (seperti arus, voltase dan panjang gelombang) cocok.
sumber
Jawaban bagus, tetapi mudah untuk menyelesaikan persamaan dioda Shockley secara aljabar. Perhatikan bahwa "minus 1" dalam rumus sangat tidak relevan untuk arus maju yang urutan besarnya lebih besar dari Is, yang sangat kecil, katakanlah, 1E-12 A. Temukan hanya dua titik dalam grafik dengan mudah dibaca Nilai I dan V, dan hubungkan ini ke dalam rumus. Membagi kedua rumus menghilangkan Is, sehingga N mudah untuk dihitung. Kemudian isi N dalam formula untuk menemukan Is.
Berikut adalah makro LibreOffice Calc saya di Dasar:
Jika Anda melihat rumusnya, Anda mungkin mengenali deskripsi garis lurus dengan kemiringan q / NkT tetapi juga dari delta Log (Id) / delta Vd.
Saya mendapatkan nilai yang agak mirip untuk Is: 5.94E-18 = 5.94 atto-ampere (W5VO ditemukan 1 aA), tetapi jauh berbeda N = 0.19 (W5VO ditemukan 1.8, salah ketik?), Masih data juga menghitung kembali ke grafik yang sama :
Kolom Vd adalah tegangan, Id adalah arus dioda sesuai dengan rumus nyata, Id0 adalah arus dengan rumus sederhana di mana "minus 1" diubah menjadi "minus nol". Karena Id0 adalah kurva eksponensial sejati, Anda dapat mengambil logaritm di kolom Id0_log. (Anda tidak dapat mengambil log kurva yang menjadi nol dan negatif seperti Id) Plotnya adalah dari Id0_Log versus Vd. Dalam plot ini saya membuat bagian terendah putus-putus, karena itu BUKAN saat ini dioda yang sebenarnya lagi, tetapi tidak menunjukkan nilai Apakah di persimpangan dengan sumbu-Y.
Mengikuti kurva eksponensial ke kiri membawa Anda asimtotik ke nol. Tetapi "minus 1" mengurangi jumlah Is, sehingga kurva dioda nyata melewati titik asal dan, dengan tegangan negatif, menunjukkan arus bocor terbalik dari jumlah Is.
Jika kurva pabrikan asli akan berada pada plot log yang sangat besar, kita bisa saja menggunakan penggaris untuk memperluas garis lurus ke bawah untuk dengan mudah menemukan Apakah pada Vd = 0 dan kemudian menghitung N, bukannya menghitung pertama N kemudian Apakah dengan makro di atas. Metode penggaris telah dijelaskan dalam "The Spice Book" oleh Andrei Vladimirescu (1994).
sumber