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i Liste de figure Figure I-1 : Le modèle SPICE pour une diode à polarisation in

i Liste de figure Figure I-1 : Le modèle SPICE pour une diode à polarisation inverse .................................. 5 Figure I-2 :Le modèle spice pour la diode à petits signaux.................................................. 6 Figure I-3:le modèle de la diode statique avec la condition inverse ..................................... 6 Figure II-1:gummel and poon model ..................................................................................10 Figure II-2:DC model .........................................................................................................11 Figure II-3: Ebers-Moll .......................................................................................................12 Figure II-4:MOSFET Canal N .............................................................................................17 Figure II-5:Le modèle statique (DC) ...................................................................................18 Figure II-6: composit Model ...............................................................................................22 Figure II-7:Sheng Spice model ..........................................................................................22 Figure II-8: circuit de thyristor ............................................................................................24 Figure II-9: modèle de thyristor ..........................................................................................24 Listes des tableaux Tableau I-1 : Les paramètres de modèle de la diode .......................................................... 7 Tableau II-1 : Les paramètres de modèle d’un dispositif BJT .............................................14 Tableau II-2 : Les paramètres de modèle MOSFET ...........................................................18 1 INTRODUCTION GENERALE De nos jour l’étude de circuit, la conception d’un schéma électronique se fait par diverses manières : Les études expérimentales dans les laboratoires, les études sur l’ordinateur en utilisant les logiciels de simulation des circuits électronique. Ngspice est un programme de simulation de circuit polyvalent destiné aux analyses non linéaires et linéaires. Le Circuits peut contenir des résistances, des condensateurs, des inductances, des inductances mutuelles, indépendantes ou dépendantes sources de tension et de courant, lignes de transport sans perte et avec pertes, commutateurs, distribution uniforme Les lignes RC et les dispositifs semi-conducteurs les plus courants : diodes, BJT, MOSFET, IGBT et thyristor. La généralité du logiciel de Ngspice et la modèle de spice de la diode seront discuté sus-dessous. puis, les modèles de composant électronique de puissance commandé. . 2 CHAPITRE I Généralité de la logiciel spice et la modèle spice de la diode. I.1 Généralité de la logiciel spice I.1.1 Structure du fichier d'entrée Le circuit à analyser est décrit par un ensemble de lignes d’instance d’élément, qui définir la topologie du circuit et les valeurs d’instance d’élément, ainsi qu’un ensemble de lignes de contrôle définissant les paramètres du modèle et les contrôles d'exécution. Toutes les lignes sont assemblées dans un fichier d’entrée à lire par Ngspice. La première ligne du fichier d’entrée doit être le titre, qui est la seule ligne de Commentaire ne pas besoin de caractère spécial en premier lieu. La dernière ligne doit être .END. L’ordre des lignes restantes est arbitraire (sauf, bien sûr, que les lignes de continuation doivent suivre immédiatement la ligne continuée). Les espaces en début de ligne sont ignorés, ainsi que les lignes vides. I.1.1.1 Éléments de circuit (instances d'appareil) Chaque élément du circuit est une instance de périphérique spécifiée par une ligne d'instance contenant : le nom de l'instance d'élément, les nœuds de circuit auxquels l'élément est connecté, et les valeurs des paramètres déterminant les caractéristiques électriques de l'élément I.1.1.2 Sous-circuits.SUBCKT Un sous-circuit constitué d’éléments ngspice peut être défini et référencé de manière similaire aux modèles d'appareils. Les sous-circuits sont la façon dont ngspice applique la modélisation hiérarchique, mais c’est pas tout à fait vrai car chaque instance de sous-circuit est aplatie lors de l'analyse, et donc ngspice n'est pas un simulateur hiérarchique. Le sous- circuit est défini dans le paquet d’entrée par un groupement de cartes d’éléments délimitées par .SUBCKT et les cartes. ENDS Fréquemment, des portions de descriptions de circuits seront réutilisées dans plusieurs fichiers d’entrée, notamment avec modèles et sous-circuits communs. Dans n’importe quel fichier d’entrée ngspice, la ligne .INCLUDE peut être utilisée pour copier un autre fichier comme si ce deuxième fichier apparaissait à la place de la ligne .INCLUDE dans le fichier d'origine 3 I.1.1.3 Listes paramétriques .PARAM Ngspice permet de définir des attributs paramétriques dans les netlist. Ceci est une amélioration du ngspice front-end qui ajoute une fonctionnalité arithmétique au langage de description de circuit ligne .param Cette ligne attribue des valeurs numériques aux identificateurs. Plus d'une affectation par ligne est possible en utilisant un espace de séparation. Les noms d'identificateur de paramètre doivent commencer par un caractère alphabétique. I.1.2 les différents Types d'analyse I.1.2.1 Analyse DC La partie analyse continue de NGSPICE détermine le point de fonctionnement continu du circuit avec inducteurs en court-circuit et condensateurs ouverts. Les options d'analyse en continu sont spécifiées sur le Lignes de contrôle .DC, .TF et .OP. Une analyse en continu est effectuée automatiquement avant une analyse pour déterminer les conditions initiales transitoires et avant une analyse en petit signal alternatif déterminer les modèles linéarisés à petits signaux pour les dispositifs non linéaires I.1.2.2 Analyse du signal alternatif La partie petit signal alternatif de NGSPICE calcule les variables de sortie en fonction de la fréquence. Le programme calcule d’abord le point de fonctionnement continu du circuit et détermine modèles linéarisés à petits signaux pour tous les dispositifs non linéaires du circuit. La résultante de circuit linéaire est ensuite analysé sur une plage de fréquences spécifiée par l'utilisateur I.1.2.3 Analyse des transitoires La partie analyse transitoire de NGSPICE calcule les variables de sortie transitoires sous forme de fonction du temps sur un intervalle de temps spécifié par l'utilisateur. Les conditions initiales sont automatiquement déterminé par une analyse en courant continu. Toutes les sources qui ne dépendent pas du temps sont réglés sur leur valeur en courant continu. L'intervalle de temps transitoire est spécifié sur un contrôle .TRAN lign I.1.2.4 Analyse du pôle zéro La partie d’analyse pôle zéro de NGSPICE calcule les pôles et / ou les zéros du petit signal. fonction de transfert de courant alternatif. Le programme calcule d’abord le point de fonctionnement en courant continu, puis détermine les modèles linéarisés à petits signaux pour tous les dispositifs non linéaires du circuit. Ce circuit est ensuite utilisé pour trouver les pôles et les zéros de la fonction de transfert. Deux types de fonctions de transfert sont autorisés: l’un de forme (tension de sortie) / (entrée tension) et l’autre de la forme (tension de sortie) / (courant d’entrée). 4 I.1.2.5 Analyse de distorsion en petits signaux La partie analyse de distorsion de NGSPICE calcule l’harmonique et l’intermodulation en régime permanent produits pour petites amplitudes de signal d’entrée. Si les signaux d'une seule fréquence sont spécifiés comme entrée du circuit, les valeurs complexes des deuxièmes et troisièmes harmoniques sont déterminés à chaque point du circuit. S'il y a des signaux de deux fréquences en entrée au circuit, l'analyse découvre les valeurs complexes des variables du circuit à la somme et la différence des fréquences d'entrée, et à la différence de la plus petite fréquence de la deuxième harmonique de la plus grande fréquence I.1.2.6 Analyse de sensibilité NGSPICE calculera soit la sensibilité du point de fonctionnement CC, soit la sensibilité du signal alternatif. Sensibilité d'une variable de sortie par rapport à toutes les variables du circuit, y compris les paramètres du modèle I.1.2.7 Analyse du bruit La partie analyse de bruit de NGSPICE analyse le bruit généré par le périphérique pour le circuit. Lorsqu'elle dispose d'une source d'entrée et d'un port de sortie, l'analyse calcule les contributions de bruit de chaque appareil (et de chaque générateur de bruit dans l'appareil) à la sortie tension du port. Il calcule également le bruit d'entrée dans le circuit, équivalent au bruit de sortie référé à la source d'entrée spécifiée I.1.2.8 Analyse à différentes températures La température, dans NGSPICE, est une propriété associée à l’ensemble du circuit, plutôt une analyse .option. La température du circuit a une valeur (nominale) par défaut de 27 ° C (300,15 K) pouvant être modifié à l’aide de l’option ‘TNAME’ dans une ligne de contrôle .OPTION. I.2 La modèle spice de la diode. I.2.1 INTRODUCTION Une diode semi-conductrice peut être modélisée dans SPICE par une déclaration de diode conjointement avec une déclaration de modèle. L'instruction diode spécifie le nom de diode , les nœuds auxquels la diode est connectée et son nom de modèle. Le modèle intègre une vaste gamme de diodes DC et des petits signaux comportement, dépendance à la 5 température et génération de bruit. Les paramètres du modèle prendre en compte les effets de la température, diverses capacités et les propriétés des semi-conducteurs. I.2.2 MODÈLE DE DIODE SPICE génère un modèle complexe pour les diodes. Dans de nombreux cas, en particulier le niveau qui vise ce livre, de tels modèles complexes ne sont pas nécessaires. Beaucoup de modèle les utilisateurs peuvent ignorer les paramètres et SPICE attribue des valeurs par défaut à paramètres. Le modèle de déclaration d'une diode a la forme générale . MODELE DNAM D (P1 = V1 P2 = V2 P3 = V3… PN = VN) DNAME est le nom du modèle, et il peut commencer par n'importe quel caractère ; mais sa taille est normalement limitée à huit caractères. D est le symbole de type pour les diodes. P1, P2, … et V1, V2, … sont respectivement les paramètres du modèle et leurs valeurs. Un facteur de surface est utilisé pour déterminer le nombre de diodes parallèles équivalentes du modèle spécifié. La diode est modélisée comme une résistance ohmique (valeur = RS / surface) en série avec une diode intrinsèque. La résistance est attachée entre le nœud NA et un nœud interne d'anode comme le montre les figures suivantes : Figure I-1 uploads/Management/ projet-tu-to.pdf