CoolSPICE - CoolSPICE

CoolSPICE
Stabilní uvolnění
ver5.2.1029.1122 / 2015
PlošinaOkna
K dispozici vAngličtina
TypSimulace elektronických obvodů
LicenceGNU Lesser General Public License 2.1
webová stránkacoolcadelectronics.com/ coolspice/index.html

CoolSPICE je počítačový návrhový nástroj pro vývoj elektronických obvodů. Jedná se o verzi KOŘENÍ (Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis) simulační nástroj se zaměřením na návrh a simulaci pro provoz obvodu při kryogenních teplotách, okruhy pracující s Polovodiče s širokým pásmem a simulace tepelných účinků na výkon obvodu.

Úvod / Přehled

Nástroj pro simulaci obvodů byl vyvinut od společnosti SPICE3f5,[1] verze Ngspice od společnosti CoolCAD Electronics, LLC.[2] Může modelovat standardní elektronické aplikace, včetně vysokofrekvenčních a zvukových obvodů, ale byl vytvořen se zaměřením na modelování a návrh obvodů fungujících při extrémních teplotách v rozmezí 4K až 300 K. Software se používá pro modelování kryogenní teploty CMOS obvodů[1][2] a vysoký výkon, vysoká teplota Karbid křemíku Tranzistor s polním efektem (SiC) s oxidem kovu (MOSFET ) zařízení také.[3] Používá se také k simulaci změny teploty různých elektrických součástí, která je výsledkem ztrátového výkonu během provozu obvodu.[4] Freewarová verze CoolSPICE je k dispozici ke stažení na webu.

Rozvoj a schopnosti

Simulace kryogenní elektroniky

CoolSPICE simuluje elektronické obvody pracující při kryogenních teplotách od 4K,[1] což je teplota kapaliny Hélium (On). Kompaktní modely používané k provádění těchto simulací obvodů byly vytvořeny pro řadu CMOS procesy; modely byly postaveny na BSIM 4 a experimentálně ověřeno.[2] BSIM 4 je prediktivní MOSFET KOŘENÍ model pro simulaci obvodů a CMOS vývoj vytvořený BSIM Výzkumná skupina na katedře elektrotechniky a počítačových věd na Kalifornské univerzitě v Berkeley.[5] CoolSPICE má také modely zařízení pro simulaci provozu kryogenní teploty NMOS a PMOS z různých technologií. Nástroj čte také soubory se seznamem síťových seznamů jiných podobných nástrojů pro simulaci obvodů, například Cadence.[1]

Simulace zařízení MOSFET z karbidu křemíku

CoolSPICE má také modely pro simulaci Polovodič se širokým pásmem zařízení, která zahrnují napájení MOSFETy, SiC BJT a GaAs Napájení FET. The KOŘENÍ simulační modely pro výkon SiC MOSFET zařízení pro software byla vyvinuta pomocí sub-obvodů postavených na standardu BSIM MOSFET. Energetická zařízení mají specifické chování, které je pro ně jedinečné a aby bylo možné tento faktor zohlednit BSIM rovnice byly upraveny. Podmínky kapacity odtoku k bráně a odtoku ke zdroji byly upraveny pro účely zohlednění odlišné struktury energie MOSFET zařízení. Díky těmto různým úpravám nové BSIM rovnice vyžadovaly zavedení nových parametrů do již existujících MOSFET sady parametrů. Výsledné nové modely s oběma společnými BSIM parametry, stejně jako nově zavedené parametry vyžadované úpravami, jsou modely, které CoolSPICE používá pro simulace.[3][4][6]

Tepelné modelování

CoolSPICE se také používá k provádění tepelné analýzy provozu obvodu. Kvůli Joule topení „elektronické obvody generují teplo a jejich součásti se zvyšují teplotou (ventilátory se často používají k chlazení obvodů za okolností, kdy zvýšení teploty ovlivňuje elektroniku) a software je schopen tyto typy teplot simulovat. Mechanismy přenosu tepla, které jsou zahrnuty v těchto tepelných výpočtech, zahrnují vedení a konvekci. CoolSPICE obsahuje knihovnu pro tyto tepelné simulace.[4][6]

Reference

  1. ^ A b C d Group, Techbriefs Media. „CoolSPICE: Simulátor SPICE pro kryogenní elektroniku - Nasa Tech Briefs :: NASA Tech Briefs“. www.techbriefs.com. Citováno 2016-06-01.
  2. ^ A b C Akturk, A., Potbhare, S., Booz, J., Goldsman, N., Gundlacha, D., Nandwanab, R., & Mayaramb, K. CoolSPICE: SPICE pro návrh a modelování obvodů extrémního teplotního rozsahu.
  3. ^ A b Dilli, Z., Akturk, A., Goldsman, N., & Potbhare, S. (2015, září). Vylepšený specializovaný simulační systém MOSFET pro výkon SiC. v Simulace polovodičových procesů a zařízení (SISPAD), mezinárodní konference 2015 (str. 463-466). IEEE.
  4. ^ A b C Akturk, A., Goldsman, N., & Potbhare, S. (2014, září). Elektrotermická simulace výkonových modulů z karbidu křemíku. v Simulation of Semiconductor Processes and Devices (SISPAD), 2014 International Conference on (str. 237-240). IEEE.
  5. ^ "Skupina BSIM» BSIM4 ". www-device.eecs.berkeley.edu. Citováno 2016-06-01.
  6. ^ A b Akturk, A., Goldsman, N., Dilli, Z., & Peggs, S. (2016). CoolSPICE: Nový simulátor elektrických a tepelných obvodů pro návrh napájecích obvodů s novými schopnostmi zařízení se širokým pásmem.. Prezentace, Konference aplikované výkonové elektroniky APEC.