Section ETI :

Electronique Télécommunications Informatiques

Module ELA1 : Initiation aux simulateurs analogique SPICE

Cas de PSpice

Rémy Cellier – [email protected]

Lioua Labrak – [email protected]

Historique • SPICE (Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis) • Berkeley (~1970). SPICE3 – 1985 • Version commerciale : Hspice, Pspice, LTSpice, Eldo, IS_Spice,… 2011 – 2012 (2)

Organisation

Vue Générale de SCHEMATIC

Les composants

Get New Part

Avec modèle Sans modèle

Les sources

Indispensable

Les sources Source Créneau Source PWL « Piecewise Linear »

Simulations • Mode DC : Point de repos statique (continus) Toutes sources alternatives passivées • Mode AC : Analyse fréquentielle (régime sinusoïdale forcé) Toutes sources continues passivées • Mode TRAN : Analyse transitoire (évolution temporelle) Utilisations des équations différentielles

Simulations DC – DC Sweep – DC PARAM R (Get New Part) • Saisie du schéma VDC agnd • Nommer les nœuds du circuits (optionnel) • Renseigner les paramètres des composants et des sources • Nommer les composants (optionnel) • Analysis/create netlist (sauvegarde obligatoire) • Analysis/view netlist

Simulations DC – DC Sweep – DC PARAM • Simulation DC (point de repos statique) – Analysis Setup • Simuler (F11)

Afficher DC Ouf, tout vas bien !

Simuler DC

• Analysis/Examine Output

Simulations DC – DC Sweep – DC PARAM • Faire varier V1

Statut

Simulations DC – DC Sweep – DC PARAM

Trace/Add trace Liste des grandeurs disponibles Calculatrice

Simulations DC – DC Sweep – DC PARAM

Trace/Add Plot

Vout/Vin=f(Vin)

Simulations DC – DC Sweep – DC PARAM • Faire varier Rload

Get New Part / PARAM

Simulations DC – DC Sweep – DC PARAM

Pload=f(Rload) (normalisée)

Simulations AC – AC Sweep – Superposition But : Superposer signal AC sur point DC • V1 : source DC (polarisation) • V2 : Source AC • C1 : Condensateur de couplage (liaison)

Analysis/View netlist Analysis/Analysis Setup

VSRC (AC=1)

Simulations AC – AC Sweep – Superposition

Gain (dB) Phase (°) 1/3 (-10dB)

f c

= 1 2 π

C

3

R

2

Gamme de fréquence où C = fil

Simulations AC – AC Sweep – Superposition

Simulations TRAN

VSRC (TRAN=sin(0 100m 1k))

Simulations TRAN

AC ok !

DC ok !

Impossible de voir le transitoire de mise sous tension .

.

.

Simulations TRAN

VSRC TRAN=pulse(0 5 0 1p 1p 100m 200m) VSRC (TRAN=sin(0 100m 1k))

Simulations TRAN

u C (t) Vout(t)

Mise sous tension – Régime transitoire Régime sinusoïdal permanent (C = fil)

Simulations Paramètres imbriqués

Simulations Paramètres imbriqués I C /I B (= β ?)

Régime actif « normal »

Réseau de sortie IC(VCE)

Saturation

Simulations Paramètres imbriqués IB(VBE) pour VCE={1,2,3,4} • Seuil de la jonction BE ?

• Paramètre X 12 =0 !

Simulations : Paramètres imbriqués Modèle simplifié VS Modèle simulé

Modèle PSICE d’une jonction PN Idéal : Caractéristique I D (V J ) donné par eq. de Shockley

I D

=

I

0   exp   

n qV J k T B

   − 1   SPICE Jeu d’équations (mode d’analyse : DC, AC, TRAN)

Simulations : Effet de la température

Synthèse • Bande passante du montage ?

• Gain du montage ?

• Rôle C1, C2, C3 et dimensionnement • Evolution du gain avec R4 • Dynamique du signal de sortie ?

• Linéarité de la structure ?