半导体器件spice模型的理解（在电源设计中介绍Spice模型）

为了更好地理解电子学，设计师必须学习理论和实践。但为了更好地理解这些概念，有必要进行电子模拟，并可能“触摸”所创建的电路。以下教程一步步模拟电源电路中的每个点或节点，完美理解电子元件在不同工作条件下的行为。教程配有大量图片和图形。使用的主要电子软件是LTspice。它是一款高性能的SPICE仿真软件，原理图捕获和波形查看器，功能和模型都有所增强，可以简化模拟电路的仿真。

世界电压

DC电压和交流电压

让我们来看看图1中的接线图：其中有两个电路。第一个电路(顶部)使用电池提供DC电压。第二个电路(底部)提供频率为60 Hz的正弦交流电压。

图1: CC和AC发电机

在图2所示的图表中，我们可以注意到不同的信号：

黄色轨迹：电池V产生的230V DC电压

绿色轨迹：正弦发生器v产生的325V正弦交流电压。

灰色轨迹：0 V接地电压

图2: CC和AC曲线

在图中，我们还可以看到：

垂直橙色线：零峰值电压，等于325 V。

垂直白线：峰峰值电压，等于650 V。

注意，正弦电压的有效值为230 V，尽管峰值达到325 V。实际上，对负载的影响与230 V电池的DC电压相同。

直流电压

对于大多数设备，交流电压是不可用的。有必要让它直接。把交流电转换成直流电的元件叫做整流器。将交流电转换成直流电最常见的方法是使用一个或多个二极管让电流单向通过。产生的DC不是稳定电压，而是脉动电压。对于许多DC电路来说，纹波可能是一个大问题。需要额外的滤波来平坦化脉动信号(图3)。原理图中可以看到1N4007二极管的SPICE模型，可以承受1,000的电压。

图3:该电路消除了输入端的替代信号。

纹波量取决于负载(本例中为100)和与之并联的电解电容值。大容量允许非常低的纹波。图4显示了使用不同电容值的三种输出电压，如下所示：

灰色信号：正半波

青色信号：100 F电容输出(高纹波)

红色信号：具有1000 F电容的输出(中等纹波)

绿色信号：输出带有10，000 F电容(非常低的纹波)

图4:具有不同电容值的三个输出电压

二极管降低输出电压。

要知道二极管组成的整流桥会导致1.4 V的压降，理想的二极管是没有这种影响的。肖特基二极管影响较小。图5显示，由于二极管的存在，输出电压不能等于输入峰值。

图5:二极管的存在降低了输出电压。

结论

所有的电子产品都有精确的数学公式来规范。电解容量的计算也遵循这个规律。

编辑：郭婷