Quais modificadores de diodo são usados na prática para modelar LEDs com SPICE (Berkeley v.3f5)? Estes estão disponíveis para mim:
# Name Parameter Units Default Example Area
1 IS Saturation current A 1e-14 1e-14 *
2 RS Ohmic resistance Ω 0 10 *
3 N Emission coefficient - 1 1.0
4 TT Transit-time s 0 0.1ns
5 CJO Zero-bias junction capacitance F 0 2pF *
6 VJ Junction potential V 1 0.6
7 M Grading coefficient - 0.5 0.5
8 EG Activation energy eV 1.11 1.11 Si
0.69 Sbd
0.67 Ge
9 XTI Saturation-current temperature exponent 3.0 3.0 jn
2.0 Sbd
10 KF Flicker noise coefficient - 0
11 AF Flicker noise exponent - 1
12 FC Coeff. for for.-bias dep. cap. formula 0.5
13 BV Reverse breakdown voltage V ∞ 40.0
14 IBV Current at breakdown voltage A 1.0e-3
15 TNOM Parameter measurement temp. °C 27 50
3.4.2 Modelo de diodo (D)
As características CC do diodo são determinadas pelos parâmetros IS e N. Uma resistência ôhmica, RS, está incluída. Os efeitos do armazenamento de carga são modelados por um tempo de trânsito, TT e uma capacitância não linear da camada de depleção, que é determinada pelos parâmetros CJO, VJ e M. A dependência da temperatura da corrente de saturação é definida pelos parâmetros EG, energia e XTI, o expoente da temperatura da corrente de saturação. A temperatura nominal na qual esses parâmetros foram medidos é TNOM, que é padronizado com o valor de todo o circuito especificado na linha de controle .OPTIONS. A quebra reversa é modelada por um aumento exponencial da corrente do diodo reverso e é determinada pelos parâmetros BV e IBV (ambos números positivos).
Por exemplo, usando este vermelho básico e barato:
Eu não me importo muito com características de alta frequência - só gostaria de poder combinar sua curva IV dentro de suas especificações operacionais (vazamento de -10uA / -5V a + 100mA / + 2,2 'ish V para frente):
fonte
Primeiro, eu gostaria de salientar que você pode ler os parâmetros de diodo adicionais BV , IBV e CJO diretamente da folha de dados LED como "Corrente reversa" Ir ao Vr e como "capacitância" C .
Adicionando à ótima resposta do W5VO, simplifiquei o processo para mim da seguinte maneira:
Usei o tipo de gráfico do gráfico de dispersão XY como linhas apenas no OpenOffice (YMMV com Excel, etc.) e configurei os mínimos e máximos dos eixos manualmente, por exemplo, (X, Y) = (1.4-4.0, 0.01-50.0), impedi-lo de mudar automaticamente para fora do escopo dos meus dados amostrados.
Após as três primeiras colunas dos pontos amostrados Vf_sampled , If_sampled e If_estimate usando a equação do diodo de Schokley, adicionei uma quarta para um Vf_estimate calculado . Lembre-se de que Rs é uma resistência em série (veja a imagem na parte inferior) e o If_estimate realmente fornece a corrente a ser usada aqui, para que você possa simplesmente calcular as células da coluna como:
Vf_estimate = Vf_sampled + (If_estimate * Rs) .
Agora eu poderia adicionar uma terceira curva, na qual usei a nova quarta coluna ( Vf_estimate ) como coordenada X e a terceira coluna ( If_estimate ) como coordenada Y, e que agora eu poderia facilmente corresponder à primeira curva (os dados amostrados do gráfico na folha de dados). Observe que eu não queria simplesmente substituir a segunda curva, pois a linha reta era bastante útil nas minhas estimativas.
Tenho certeza de que estou repetindo um pouco o W5VO aqui, mas ele lembra o papel das constantes Is , Rs e N em termos da forma da curva (em nossa escala log-lin ):
Coisas que achei que podem ser úteis:
Observe que os valores X ( amostra Vf ) ainda precisam estar em ordem crescente (ou decrescente). Caso contrário, as linhas se tornam uma bagunça.
AFAIK, nosso modelo para o LED é essencialmente um resistor Rs e um diodo de estimativa Is / N em série: (-R -> - D-)
simular este circuito - esquemático criado usando o CircuitLab
fonte
Eu montei um programa Python que modelará as características de polarização direta de um diodo com base nas características da folha de dados IV.
http://leicesterraspberrypi.wordpress.com/projects/modelling-a-diode-for-use-in-spice-simulations/
Sinta-se à vontade para tentar e comentar.
fonte
Aqui estão os que eu usaria
Para o seu VJ = 1,8 tipo, BV = 5. Isso leva você a maior parte do caminho até lá.
fonte
Se alguém está se perguntando por que sua folha de dados de página única não possui uma curva If / Vf, provavelmente é porque ele / ela não possui a folha de dados completa. Sei que, por exemplo, a Optosupply publica apenas os resumos da primeira página em seu site, mas eles enviarão as especificações completas (com todas as If / Vf, intensidade relativa e curvas de espectro, etc.) mediante solicitação.
Você também pode obter valores utilizáveis para todos os valores usando uma folha de dados de outro LED da mesma cor com a mesma química (do mesmo fabricante). Basta verificar se as características básicas (como correntes, tensões e comprimentos de onda) correspondem.
fonte
Ótimas respostas, mas é fácil resolver a equação do diodo de Shockley algebricamente. Observe que o "menos 1" na fórmula é muito irrelevante para correntes para a frente cuja ordem de magnitude é maior que Is, que é muito pequena, por exemplo, 1E-12 A. Encontre apenas dois pontos no gráfico com fácil leitura Valores I e V e conecte-os à fórmula. Dividir ambas as fórmulas elimina Is, então N é fácil de calcular. Em seguida, preencha N em uma fórmula para encontrar Is.
Aqui estão minhas macro do LibreOffice Calc no Basic:
Se você observar as fórmulas, poderá reconhecer simplesmente a descrição de uma linha reta com inclinação de q / NkT, mas também de delta Log (Id) / delta Vd.
Eu recebo um valor um pouco semelhante para Is: 5,94E-18 = 5,94 atampere (W5VO encontrado 1 aA), mas N = 0,19 muito diferente (W5VO encontrado 1,8, erro de digitação?), Ainda assim os dados também calculam o mesmo gráfico :
A coluna Vd são as tensões, Id é a corrente do diodo de acordo com a fórmula real, Id0 é a corrente da fórmula simplificada em que o "menos 1" é alterado para "menos zero". Como Id0 é uma curva exponencial verdadeira, você pode usar o logaritm na coluna Id0_log. (Você não pode obter o log de uma curva que se torna zero e negativa como Id). O gráfico é de Id0_Log versus Vd. Neste gráfico, fiz a parte mais baixa pontilhada, porque NÃO existe mais a corrente real do diodo, mas mostra o valor de Is na interseção com o eixo Y.
Seguir a curva exponencial à esquerda leva você a zero. Mas o "menos 1" subtrai uma quantidade de Is, de modo que a curva real do diodo passa pela origem e, com tensões negativas, mostra uma corrente de fuga reversa da quantidade Is.
Se a curva original do fabricante estivesse em um gráfico de log muito grande, poderíamos simplesmente usar uma régua para estender a linha reta para baixo para encontrar facilmente Is em Vd = 0 e depois calcular N, em vez de calcular primeiro N e, em seguida, É com o acima das macro. O método da régua foi descrito em "The Spice Book" por Andrei Vladimirescu (1994).
fonte