PSpice genera canas, no respuestas correctas

Tengo un circuito extremadamente simple que involucra un NMOS, tres resistencias y una fuente de voltaje. El circuito y la información se muestran a continuación. Por favor, comprenda que probablemente podría analizar este circuito mientras conduzco por la interestatal, a medianoche, antes de llegar al marcador de la siguiente milla. También debo mencionar que este es el problema de ejemplo 3.3 en la página 147 de Microelectronics Circuit Analysis and Design: Fourth Edition . No es tarea, es curiosidad.

¿Por qué PSpice genera una respuesta que es 1 voltio más alta que el voltaje VDS esperado y 0,5 mA menos de lo que debería ser para la corriente de drenaje? Supongo que PSpice está agregando una propiedad de modelo de valor predeterminado que no se consideró cuando el autor del libro escribió el ejemplo. Pero eso trae la pregunta dos: si el autor puede escribir un ejemplo al proporcionar solo dos valores y obtener la respuesta 'ideal' correcta, ¿por qué PSpice &^%*(^ lo hace? Me doy cuenta de que este circuito nunca puede curar el cáncer o aterrizar. yo en la luna. Pero, ¿qué pasa si diseño un árbol de reloj o un búfer que es de alguna importancia? 1 voltio se vuelve importante. Siento que constantemente estoy revisando dos veces los resultados de PSpice, francamente porque no confío en él.

ACTUALIZACIÓN 2012-08-16
Obtengo los resultados correctos si duplico el parámetro de transconductancia (KP/Kn) de .1mA a .2mA. ¿Alguna pista de por qué?

¿Hay alguna sugerencia?

¿Me estoy perdiendo de algo?

Cualquier crítica constructiva sería muy apreciada.

Problema del libro

Calcule la corriente de drenaje y Vds o un circuito fuente común con un MOSFET de modo mejorado de canal n. Encuentre la potencia disipada en el transistor. Para el circuito que se muestra, suponga que R1 = 30 kOhm, R2 = 20 kOhm, RD = 20 kOhm, VDD = 5 V, Vtn = 1 V y Kn = 0,1 mA /V^2.

Respuesta del libro

ID = 0,1 mA, Vds = 3 V, Vg = 2 V

El circuito

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Los parámetros MOSFET conocidos

Aquí hay un enlace a los parámetros del modelo PSPICE

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Respuestas (2)

Al leer la explicación del autor sobre el valor de transconductancia (Kn), se descubrió que este valor no es el mismo valor de transconductancia que usa PSpice (KP). El autor desperdicia un párrafo de tinta explicando que el valor Kn utilizado en el libro se conoce comúnmente como el parámetro de transconducción, sin embargo, el lector debe referirse al valor como el parámetro de conducción. El autor define el parámetro de conducción como:

1: Kn = (W*un*Cox)/(2L) y Cox = eox/tox

ENTONCES en la parte inferior de la página está escrito que "podemos reescribir el parámetro de conducción en el formulario" :

2: Kn = (k'n/2)(A/L)

La siguiente página define k'n como el parámetro de conducción del proceso:

3: k'n = un*Cox

De forma predeterminada, Pspice establece por defecto el ancho y la longitud en 0,1 uM. Por lo tanto, la ecuación dos se convierte en:

4: Kn = k'n/2

Basado en la evidencia de que la salida de PSpice estaba errada por un factor de 2, k'n representa el valor que PSpice considera como el parámetro de transconductancia . El autor del libro considera este valor como el parámetro de conducción del proceso . Este resultado fue confirmado con otros ejemplos del libro.

Creo que estoy más confundido ahora que antes. ¿Cómo sé qué valor usar cuando miro una hoja de especificaciones?

Lo más probable es que el problema esté en el modelo. Mi conjetura es que el libro de texto y el modelo pspice "no hablan el mismo idioma". Es decir, las ecuaciones son ligeramente diferentes y los parámetros, aunque usan letras iguales/similares, significan cosas diferentes.

También las especias (presumiblemente pspice también) implementan diferentes modelos de mosfet. No especifica qué modelo está utilizando, pero lo más probable es que el modelo predeterminado sea el modelo "nivel = 1".

Para obtener una descripción del modelo level=1, consulte la página: http://www.ece.uci.edu/docs/hspice/hspice_2001_2-154.html .

A primera vista, veo los siguientes problemas: a) No especifica W y L, que saben cuál es el valor predeterminado; esto en sí mismo podría ser una explicación de la falta de coincidencia b) VTO no es lo mismo que vth; nuevamente, verifique la página mencionada.

Con respecto a su comentario general sobre simulación/pspice y confianza. Esta es solo una herramienta, en esencia, un solucionador de ecuaciones diferenciales no lineales con una interfaz agradable para la aplicación de EE. Lo que pones es lo que obtienes. ¡La regla de basura que entra - basura que sale también se aplica a él! La calidad del modelo (que describe dispositivos reales con precisión -> en su caso, dispositivo de libro de texto :)) y el conocimiento de su limitación son críticos.

Gracias por su respuesta. ¡Me obligó a leer un poco más! Encontré la solución, un poco :/