Fachhochschule Furtwangen, Prof. Dr.-Ing. M. J. Hamouda 000000 ...

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Halbleiterbauelemente: pn-Halbleiterdioden, Schottky-Dioden, Bipolartransistoren, Metall-Halbleiter- (MESFET), Metall-Oxid-Halbleiter- (MOSFET) und Sperrschicht-Feldeffekt- Transistoren (JFET). Digitale Bausteine Grundsätzlich werden vereinfachte Ersatzschaltbilder und Modelle zugrunde gelegt. Von Fall zu Fall können Nichtlinearitäten - jedoch teilweise mit erheblichen physikalischen Einschränkungen - berücksichtigt werden. 27) Das Programm SPICE arbeitet in drei Betriebsarten DC-Mode: Hier werden zeitunabhängigen Vorgänge analysiert, bei denen alle Spannungen und alle Ströme (für jede einzelne Rechnung) konstant sind. Die Simulationsergebnisse beschreiben das statische oder stationäre Verhalten einer Schaltung. Damit können folgende Gleichspannungs- bzw. Gleichstromergebnisse erzielt werden. a) Bestimmung aller Ströme und Spannungen in elektrischen und elektronischen Gleichstromschaltungen, dazu gehören - die Festlegung des Arbeitspunktes insbesondere bei Schaltungen mit Halbleiterbauelementen. Auf Wunsch werden bei anschliessender AC-Analyse zusätzlich die Kleinsignalparameter ausgerechnet. - die Festlegung von Anfangsbedingungen bei transienter Analyse. b) Durch systematische Änderung einer Stromquelle, einer Spannungsquelle, eines Parameters oder der Temperatur können statische Übertragungs- oder Transferkennlinien (Verhältnis von Ausgangs- zu Eingangsgrösse) sowie statische Kennlinienfelder berechnet werden. c) Differentielle statische Empfindlichkeit (Verhältnis einer Änderung eines Knotenpotentials zu einer Änderung eines Parameters). AC-Mode: In diesem Fall wird der eingeschwungene Zustand bzw. das Kleinsignalverhalten der Wechselstromtechnik analysiert. Dabei werden grundsätzlich linearisierter Modelle zugrunde gelegt. a) Nach Bestimmung der Kleinsignalmodelle können Frequenzgänge berechnet werden. Dazu gehören quasistationäre Übertragungskennlinien und Kennlinienfelder sowie alle Wechselstromübertragungsfaktoren, b) Im AC-Mode kann das Rauschverhalten analysiert werden. Transient-Mode: Hier werden alle sonstigen zeitabhängigen Vorgänge analysiert. FHF-<strong>Hamouda</strong>, Analogelektronik, Seite V-18
a) Dabei geht es um die Bestimmung der elektrischen Eigenschaften einer Schaltung beim Wechsel zwischen zwei eingeschwungenen Zuständen. Man spricht hier von dynamischen, transienten oder Ausgleichvorgängen. Hierzu gehören Ein- und Ausschalt- sowie Kommutierungsvorgänge. Die Anfangsbedingungen werden automatisch mit Hilfe einer Gleichstromanalyse festgelegt. b) Im Transientmode erlaubt das Programm SPICE die Bestimmung der 9 ersten Fourierkoffizienten. c) Das Klirrverhalten von elektrischen und elektronischen Schaltungen kann berechnet werden. Umgebungstemperatur: Die Temperatur stellt einen Umgebungsparameter dar, der für alle Schaltungskomponenten gilt. Somit sind in SPICE Temperaturausgleichvorgänge von vornherein ausgeschlossen. Zur Berechnung des (quasistatischen) Temperaturganges einer Ausgangsgrösse ist bei jeder Temperatur eine gesonderte SPICE-Rechnung notwendig. FHF-<strong>Hamouda</strong>, Analogelektronik, Seite V-19
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