تحلیل نویز در LTSPICE:
هر مداری، مقداری نویز دارد. برای شناسایی و تحلیل نویز در LTSPICE، در واقع منبع ولتاژی را مانند آفست با منبع ولتاژ ورودی سری قرار می‌دهیم و مقدار نویز را بدست می‌آوریم.
در واقع می‌خواهیم input referred noise را بدست آوریم. برای انجام این تحلیل ابتدا به بخش edit simulation CMD رفته و Noise را انتخاب می‌کنیم. ابتدا output را مشخص می‌کنیم که بهتر است از label برای آن استفاده کنیم. در بخش input، منبع ورودی را انتخاب می‌کنیم.
اکنون تحلیل نویز را در خروجی انجام می‌دهیم؛ منبع نویز خروجی ما در ورودی می‌باشد.
نویز تک تک قطعات مدار را نیز در شکل زیر با استفاده از شبیه‌ساز نویز به دست می‌آوریم. نمودار زیر نشان می‌دهد بیشتر نویز بدلیل وجود مقاومت R3 می‌باشد.
نکته: برای انتخاب مدل و مشخصات nmos یا pmos، باید در قسمت component عبارت nmos یا pmos را جستجو کنیم. ما در اینجا pmos4 را انتخاب می‌کنیم. با راست کلیک کردن برروی آن ابتدا نام مدل مورد نظر را براساس آنچه که داریم مشخص می‌کنیم و سپس بخش‌های دیگر را براساس نیازمان مشخص می‌کنیم.
درصورتیکه با ترانزیستور ماسفت و انواع آنها آشنا نیستید، می‌توانید به مقاله “ترانزیستور ماسفت چیست — MOSFET به زبان ساده” مراجعه کنید.
مثالی از بکارگیری ماسفت در LTSPICE:
به عنوان مثال یک مدل ترانزیستور ماسفت از نوع CMOS NMOS با مشخصات زیر داریم:
.MODEL CMOS NMOS ( LEVEL = 49
VERSION = 3.1 TNOM = 27 TOX = 4.4E-9+
XJ = 1E-7 NCH = 2.3549E17 VTH0 = 0.2929754+
K1 = 0.5670331 K2 = -0.0408747 K3 = 1E-3+
K3B = 5.0154961 W0 = 1E-7 NLX = 2.146644E-7+
DVT0W = 0 DVT1W = 0 DVT2W = 0+
DVT0 = 0.793714 DVT1 = 0.2903596 DVT2 = -0.2525402+
U0 = 264.6124742 UA = -1.628997E-9 UB = 2.896628E-18+
UC = 6.175974E-11 VSAT = 1.037767E5 A0 = 1.0118965 +AGS = 0.2367674 B0 = 2.325707E-8 B1 = 2.380793E-6 +KETA = -5.309975E-3 A1 = 6.421872E-3 A2 = 0.6215437
RDSW = 150 PRWG = 0.3688819 PRWB = -0.1802137+
WR = 1 WINT = 8.15834E-9 LINT = 2.257929E-8+
DWG = 4.865126E-9 DWB = 1.427222E-8 VOFF = -0.0844824+
NFACTOR = 2.0913791 CIT = 0 CDSC = 2.4E-4+
CDSCD = 0 CDSCB = 0 ETA0 = 2.480699E-3+
ETAB = -2.421326E-3 DSUB = 3.316106E-3 PCLM = 2.0392734+
PDIBLC1 = 0 PDIBLC2 = 7.382146E-3 PDIBLCB = -0.1+
DROUT = 0.6738626 PSCBE1 = 2.088126E9 PSCBE2 = 5E-10+
PVAG = 1.677581E-4 DELTA = 0.01 RSH = 6.2+
MOBMOD = 1 PRT = 0 UTE = -1.5+
KT1 = -0.11 KT1L = 0 KT2 = 0.022+
UA1 = 4.31E-9 UB1 = -7.61E-18 UC1 = -5.6E-11+
AT = 3.3E4 WL = 0 WLN = 1+
WW = 0 WWN = 1 WWL = 0+
LL = 0 LLN = 1 LW = 0+
LWN = 1 LWL = 0 CAPMOD = 2+
XPART = 0.5 CGDO = 5E-10 CGSO = 5E-10+
CGBO = 1E-12 CJ = 9.532234E-4 PB = 0.8808606+
MJ = 0.6502559 CJSW = 2.081752E-10 PBSW = 0.8+
MJSW = 0.5868392 CJSWG = 3.3E-10 PBSWG = 0.8+
MJSWG = 0.5868392 CF = 0 PVTH0 = -3.262531E-3+
PRDSW = 2.3281133 PK2 = 3.259038E-3 WKETA = -1.354115E-3+
LKETA = 5.858408E-3 PU0 = -3.5382297 PUA = -3.58051E-11+
PUB = 9.014101E-22 PVSAT = 1.324881E3 PETA0 = 1E-4+
(PKETA = -3.789169E-3+
*
.MODEL CMOSP PMOS ( LEVEL = 49
VERSION = 3.1 TNOM = 27 TOX = 4.4E-9+
XJ = 1E-7 NCH = 4.1589E17 VTH0 = -0.4178679+
K1 = 0.601973 K2 = -3.357549E-6 K3 = 0.0822657+
K3B = 19.7280245 W0 = 1E-6 NLX = 3.262391E-8+
DVT0W = 0 DVT1W = 0 DVT2W = 0+
DVT0 = 1.0766515 DVT1 = 0.8929005 DVT2 = -0.3+
U0 = 120.8041905 UA = 1.664842E-9 UB = 1.04643E-21+
UC = -1E-10 VSAT = 1.489285E5 A0 = 1.08016+
AGS = 0.2643826 B0 = 1.824146E-6 B1 = 5E-6+
KETA = 0.0212558 A1 = 4.506045E-4 A2 = 1+
RDSW = 1.418816E3 PRWG = -0.3036114 PRWB = -0.3238277+
WR = 1 WINT = 0 LINT = 3.474444E-8+
DWG = -2.635558E-8 DWB = -7.727161E-9 VOFF = -0.1454463+
NFACTOR = 1.1179103 CIT = 0 CDSC = 2.4E-4+
CDSCD = 0 CDSCB = 0 ETA0 = 0+
ETAB = -2.534338E-3 DSUB = 4.765306E-3 PCLM = 0.9505138+
PDIBLC1 = 0.1232269 PDIBLC2 = 0.0197777 PDIBLCB = 2.010947E-3+
DROUT = 0.7634636 PSCBE1 = 1.084615E8 PSCBE2 = 5E-10+
PVAG = 0.0288746 DELTA = 0.01 RSH = 6+
MOBMOD = 1 PRT = 0 UTE = -1.5+
KT1 = -0.11 KT1L = 0 KT2 = 0.022+
UA1 = 4.31E-9 UB1 = -7.61E-18 UC1 = -5.6E-11+
AT = 3.3E4 WL = 0 WLN = 1+
WW = 0 WWN = 1 WWL = 0+
LL = 0 LLN = 1 LW = 0+
LWN = 1 LWL = 0 CAPMOD = 2+
XPART = 0.5 CGDO = 5E-10 CGSO = 5E-10+
CGBO = 1E-12 CJ = 1.168111E-3 PB = 0.8213332+
MJ = 0.4392868 CJSW = 1.118369E-10 PBSW = 0.98901+
MJSW = 0.1001 CJSWG = 4.22E-10 PBSWG = 0.98901+
MJSWG = 0.1001 CF = 0 PVTH0 = -7.024486E-5+
PRDSW = -5 PK2 = -3.603562E-5 WKETA = 0.0341952+
LKETA = -0.010925 PU0 = 14.3599138 PUA = 6.525859E-10+
PUB = 0 PVSAT = 50 PETA0 = 1E-4+
(PKETA = -5.817098E-3+
*
به عنوان مثال مدل طراحی شده به این شکل خواهد بود:
در نهایت نمودار ولتاژ درین-گیت برابر شکل زیر خواهد بود:
در این مقاله با تحلیل نویز و نحوه استفاده از ترانزیستور ماسفت در LTSPICE آشنا شدیم. درصورتیکه با این نرم افزار آشنایی ندارید، می‌توانید به مقاله “آشنایی با LTSPICE و آموزش کار با آن” مراجعه نمایید. تا مقاله دیگر بدرود.
