Simetrix入門ーモデルの作り方
Ver.1.001　2009.05.2

更新履歴
2009.04.29　Ver.1.000　新規作成
2009.05. 2　Ver.1.001　記事追加

さて、モデルを作ってみましょう｡
そこで、フォトカプラを作りましょう｡
まず、目標はこれを作りましょう｡東芝のTLP521-1です｡

【ダイオードモデル】

それでは、発光ダイオード部分です｡


図１　ダイオード部分の特性図

そこで、次にご厄介になるのは、『ベルが鳴っています』のここです｡貴重なデータの公開ありがとうございます。m(_"_)m
ここのSC3.txtコピーしてメモ帳に貼り付けます｡


次にSC3.txtを一部分加工します｡
そのまえに、

図２
この図の緑の線は、ダイオード特性で、赤はダイオードの抵抗（Rs)部分です｡したがって,緑の部分の点をいくつか採取します｡
Rsは赤より、,90mA　1.4Vと10mA　1Vから,(1.4-1)/(0.09-0.01)=5Ωとなります｡

表１
さて、これをもとにSC3.txtを編集します｡


図３

赤で囲んだ部分を書き直して,TLP521.batとして保存します。


図４

さて、次にMAXIMAを起動します｡→maximaについてはここ｡貴重なデータの公開ありがとうございます。m(_"_)m


図５
Batch　fileとして

図６

を選んで,開きます｡
すると、実行されて,

図７

ここで、Is、Nのみ利用します｡Rsは、グラフからよみとった5Ωを使い,メモ帳を開き,


図８
を書いて,

図９
に保存します｡ここでは,コンデンサ成分、立ち上がり立ち下がり時間を無視しています｡
必要に応じて追加すれば良いでしょう｡

モデルのパラメータについては,Ayumiさんのここに書いてあります｡大体そんなに違いはありません｡貴重な資料を公開していただき誠にありがとうございます｡m(_"_)m


そして、トランジスタの時のようにコマンドシェルにドロップしてTLP521.libを登録します｡

そして、DcSweepでカーブが大体きているかを見ます｡モデルパラメータ解析でRSを振ってみます｡


図10

ちょっとRsが1.5Ωくらいがいいようですね。そこで次のように修正します｡

.model D_TLP521 D(IS=9.9739E-12,N=2.144,RS=1.5,EG=1.11)

これでよしとします｡

次はトランジタですね｡

【トランジスタモデル部分】


図１１　フォトカプラの構成

さて、目標とするフォトカプラの構成図です｡ここでは、Q2N2222となっていますが、これを作ります｡ただし,F1も含めてそうなればいいのです。


図１２

トランジスタのデータシートです｡

ここで、アーリー電圧VAについて説明しておきます｡

図１３　アーリー電圧　VA

この図のように特性グラフを延長した点で、全てのカーブが1点に集まるはずですが、実際はそう簡単ではありません｡

また、ISは

図１４　

これより、暗電流10nAからIS=10nAとし、


図１５
より、Tr=2uS,Tf=3uSとします｡

これらから,メモ帳を使って

.MODEL Q_TLP521 NPN(IS=10e-9,BF=100,VAF=1.2,EG=1.11,TF=3e-6,TR=2e-6)

とパラメータを決め、書きます｡

Q_TLP521.libとして保存して,２SA733のときのようにコマンドシェルにドロップして登録します｡



図１６　作られた特性図

これで,よしとして,


図１７　特性測定回路


図１８　完成したモデル


図１９
これはスイッチング特性です｡


図２０

これで,測定すると

図２１

明らかに遅すぎます｡


図２２

R2を追加します。


図23　Tｒ　Tf

これよりR2=2.4Kとして,もう一度特性カーブが重なるよう調整します｡


図２４完成したモデル

それでは,SUBCKTに仕上げます｡


図２５

次にネットリストに仕上げます｡

登録します｡次にシンボルとリンクします｡


図２６
ここでは,AKCEの並びがあっているので�D,�Eと進みます｡


図２７回路図で読み出したシンボル


以上でフォトカプラが完成しました｡




つづく