Komponentenbasierte Mixed-Level-Modellierung mit variablen ...

Eigenschaften Performance Abweichungvollständig 1 x keinewie in Tab. 4 6,7 x keinekeine 44 x 8,6 %Tabelle 5: Simulationsperformance und Modellgenauigkeitbei der Bestimmung von R DS¤onErmittlung der Bulk-Dioden-SpannungBeim Kontakttest wird ein Strom an dem zu messendenPin eingespeist und eine Spannung, die der Bulk-Dioden-Spannung entspricht, erwartet. In der Testbench ist hierfüreine Stromquelle am Ausgang angeschlossen, die einmaleinen positiven und einmal einen negativen Strom einprägt.Alle anderen Eingänge liegen auf Masse. Die in Tabelle6 aufgeführten Funktionen sind bei den einzelnenTransistoren der Treiberstufe für diese Simulationsaufgabeeingestellt worden. Bei dieser Konfiguration werdennur die Bulk-Dioden und die Bahnwiderstände der Ausgangstransistorenverwendet.Variante Mx1 Mx2, Mx3 Mx4, Mx5var 1 2 2res_nodal ja nein neincap_gate nein nein neincap_sub nein nein neindio_sub ja nein neinthreshold nein nein neinTabelle 6: Verwendete Funktionen für die MOSFET-Modelle zur Bestimmung der Bulk-Dioden-SpannungIn Abbildung 8 ist das Simulationsergebnis der Bulk-Dioden-Spannungen dargestellt. Zu erkennen sind diezwei Ausgangsspannungen und der Ausgangsstrom von1 mA. Tabelle 7 führt Simulationszeit und -genauigkeitauf. #8 8 1 ) # # # # - H E J J K C @ A H * K , E @ A . K I I I F = K C A ! # # K I ) " % K I & ! " 8 ) K I C = C I I F = K C A L = H E = > A 5 @ A A F A J J A 5 @ A A ! $ ! K I & ! ! ' 8 ! $ % K I ) ) K I C = C I I J A ! J E A K I " # $ Abbildung 8: Ermittlung der Bulk-Dioden-FlussspannungErmittlung der Slew-RateBei der Ermittlung der Slew-Rate wird der Ausgang miteiner ohmschen Last belastet. Die Ermittlung der An-Performancegewinn Modellabweichung2,3 x keineTabelle 7: Simulationszeit und Modellgenauigkeit bei derBestimmung der Bulk-Dioden Spannungstiegszeit wird bei 2 V Ausgangsspannung (20 % des Endwertes)und 8 V (80 % des Endwertes) gemessen.Die einzelnen MOSFET-Modelle sind wie bei der Ermittlungdes R DS¤on eingestellt, siehe Tabelle 4.In Abbildung 9 ist das Simulationsergebnis dargestellt.Hier ist die Simulationsgeschwindigkeit 34-mal höher beieinem Fehler von 47 % bei der Anstiegszeit und 15,1 % beider Abfallzeit, siehe Tabelle 8. Falls dieser Fehler nicht akzeptabelist, müssen ausgeblendete Eigenschaften der ansteuerndenTransistoren wieder eingeschaltet werden. Daswürde den Performancegewinn reduzieren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bbildung 9: Ermittlung der AnstiegszeitPerformance Abweichung (rise) Abweichung (fall)34 x 47 % 15,1 %Tabelle 8: Simulationszeit und Modellgenauigkeit bei derErmittlung der Anstiegs- und AbfallzeitErmittlung der Spannung im ein- und ausgeschaltetenZustandAls Last wird bei der Ermittlung der Spannungen im einundausgeschalteten Zustand ein Widerstand verwendet.Gemessen werden diese Spannungen immer im eingeschwungenenZustand, d. h. weit weg von den AnstiegsundAbfallflanken. Bei korrekter Funktion des Treibers arbeitetder Ausgangstransistor dann im linearen Bereich.Mit diesen Randbedingungen können für alle Transistorendie Verhaltensmodelle mit var¦ 0 und ohne zusätzlicheModelleffekte verwendet werden.Abbildung 10 zeigt das Simulationsergebnis. Es sinddie Ausgangsspannungsverläufe mit den Spannungswertenim ein- bzw. ausgeschalteten Zustand dargestellt. Anden Simulationszeiten in Tabelle 9 wird der Vorteil des7