POWER MOSのSPICEモデルについて

ルネサスの パワーMOSのSPICEモデルで分からないところがあります。

以下の FGD から MFGDまでは何をモデル化しているのでしょうか?

電流制御電流源 FGD、 電圧制御電圧源 EVGDが ゲートードレイン電圧を見て

COXに貯める電荷をいじってそうに見えるのですが理解出来ていません。

.SUBCKT 2SK3901 1 2 3

M1  4 5 3 3 NMOS W=3898714u L=0.35u
DDS   3  1    DDS
CGS   5  3    7.049E-10
RG    2  5    2
RD    1  4    RTEMP 0.00182

#以下が何をモデル化してるか理解できません
FGD   1  5 VFGD 1
EVGD  7  0 1 5 1
DDG1  8  7    DD1
DDG2  8  0    DD1
EGD1  9  0 7 8 1
EGD2 10  0 8 0 1
COX  10 11    1.8027E-9
DCRR 11  9    DDG
VFGD 11  0    0

Parents
  • NAKAさん

    なんか難しいことやってますね。
    SPICEはFETの内部構造がそのまま見えてくるので、なかなかメーカーの人は教えてくれない気がします。

    SPICE3のユーザーズマニュアルを見ると、
    Cxxxはコンデンサで、Dxxxはダイオード、Exxxは電圧制御線形電圧源、Fxxxは電流制御線形電流源、Vxxxは電圧源電流源ってことなので、
    ネットリストをそのまま回路図にしてみると面白いと思いますよ。

    私は、あるものをそのまま使っているのでモデルの詳細は気にしてませんけども^^;

  • 知識も経験も乏しい素人の興味本位な雑談程度に考えてください。

    ディスクリートパワーからDMOSをイメージします。しかし、バックゲートやボディーダイオードがあるので一般的なドレインとソースを同時に作るトランジスタかもしれません。DMOSなら、トランジスタとは別にボディーダイオードを作り込んで、P拡散に濃いP拡散でバックゲートを固定している事になります。いずれにしても、ゲートプロテクションダイオードは無いので追加する必要がありますが、それらしい素子が見当たりません。

    CGS、RG、RDはモデルカード内とは別にしているのは、パッケージ分かもしれません。チップ上のCGS、RG、RDはやっぱりモデルカードに記述されている可能性があります。しかし、DMOSならRDではなくてRSの方が気になるはずです。過渡特性に関してはCGDの方がCGSより効くと思うのでこのあたりも解せません。

    いずれにしても、モデルカードが無いと、このサブサーキットは分からないように思います。最新のSPICEはモデルカード内のパラメータを電圧源でコントロールできたりするのでそのあたりかも?モデルカードもあるんですよね?

  • メーカーの人から特にコメントがなさそうなので、、
    2SK3901のSPICEモデルを引っぱってきて、ネットリストから回路図を手書きして眺めてみましたけれども、謎ですね。

    単なる寄生回路のモデル化なんでしょうかね。
    かと言ってアバランシェ破壊するような構成にも見えないので、あまり意味はなさそうです。
    なにげにG-S間のESD保護ダイオード(TVS)もモデル化されてませんし。

  • インターネットを検索すると、NPO CAE懇話会関連と思われるSifoenのホームページの回路設計の部屋にSPICEにおけるスイッチング用ディスクリートMOSFETのモデルの解説があります。Sifoenで検索するとヒットします。内容を読んでませんし、ホームページそのものの信用度も分かりませんが、参考になるのでは?これから私も読んでみようと思います。

  • kijoさん

    Sifoenのはモデルの微調整方法みたいですね。

    シルバコのSPICE生成ツールで実測データから自動パラメータ抽出すると、モデルカード(モデルパラメータ)におまけ回路が自動的についてきたりして。
    謎は深まるばかり。

  • kirin さん、kijoさん ありがとうございます。 きになっている記述箇所の動作が分かりました。

    ゲート-ドレイン間電圧の電圧変動時にドレイン⇔ゲート間で電流を流します。

    SPICEネットから回路図を起こして確認しました。

    プレーナ型のMOSなので、ゲート-ドレイン間は、ボディダイオード(DCRR)とゲート酸化膜容量(COX)でつながっています。

     ( )内は、ルネサスのSPICEネット記載の記号

    よって、ゲート-ドレイン間電圧が変動すると、酸化膜容量の電圧も変動するため、ドレイン⇔ゲート間に電流を流します。

    SPICEシミュレーションで行ってみると

    温度:typ、 ゲート電圧 5V固定、 ドレイン電圧 10⇔20V 変動 (rise time = fall time = 100n)

    10V→20V rise時  max20mAの電流が  ドレインからゲートに流れる

    20V→10V fall時   max20mAの電流が  ゲートからドレインに流れる

    m(__)m

  • nakaさん

    解決できたようでよかったです。

    COXも意外と過渡応答に効いてくるんですね。

    ExxxとかFxxxとかが入ると中々動作をイメージできませんけども、実際にシミュレーションしてみると一目瞭然でしたね♡

Reply
  • nakaさん

    解決できたようでよかったです。

    COXも意外と過渡応答に効いてくるんですね。

    ExxxとかFxxxとかが入ると中々動作をイメージできませんけども、実際にシミュレーションしてみると一目瞭然でしたね♡

Children
No Data