精密放大器准确的Spice模型建立

 

　　系统工程师们需要所有类型IC的准确模型，他们需要用Spice模型来运行复杂的电路仿真。早期的Spice模型几乎没有什么非线性元件，需要以准确性为代价而获得尽量少的仿真时间，而新方法增加了非线性元件的数量，并改进了准确性。对于小功率低噪声运算放大器，可以建立一种多级的模型。模型采用了Analog Devices公司的工作成果(参考文献1)，需要对小功率低噪声精密放大器的建模作一些架构上的改变。模型架构上要通过八级来处理输入信号。用一个手持计算器就可以简单地算出八级的一些参数。要理解建模过程，必须有使用Spice的经验。

　　虽然较高速放大器有多个极点和零点，但本模型是针对单极的10 MHz放大器。它可以仿真放大器的主要AC与DC参数。该模型包含的AC参数有：闪烁噪声和平带噪声、转换速率、CMRR(共模抑制比)、增益和相位。DC参数有VOS(输入偏移电压)、IOS(输入偏移电流)、静态电流，以及输出电压摆幅。模型采用的是25°C典型参数(参考文献2)。输入级的模型愈接近实际放大器，则结果就会愈准确。对输入级晶体管或MOSFET采用一些工艺参数，可以实现放大器性能的准确AC表述。此模型的架构可以对采用多电源的放大器建模。任何信号处理块中都没有参考地。经过差分至单端的转换后，所有内部产生的结点电压都参考到电源的中点，这非常像一个放大器的真实运行情况。

　　八个级联级

　　模型的电路逻辑图包含八个功能块(图1)。唯一看起来像放大器的电路是输入级(见表1)。所有其它级都通过压控电流源或压控电压源来处理输入信号。这些级还可能包含二极管、直流电源、电阻、电容以及电感。