PSpice仿真之建模

第一篇原創博客，來點干貨~最近應同學之托，解決一個PSpice建模問題，在解決過程中遇到很多問題，于是想寫下來，后來者少走彎路哈。這里以半導體激光器為例，講PSpice的建模。

PSpice是啥？

來自度娘《PSPICE是由SPICE（Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis）發展而來的用于微機系列的通用電路分析程序。于1972年由美國加州大學伯克利分校的計算機輔助設計小組利用FORTRAN語言開發而成，主要用于大規模集成電路的計算機輔助設計。》說明白一點，就是一個電路仿真軟件，能夠分析電子器件的一些性能，這么說，還是功能很強大~
關于PSpice入門操作參考OrCAD PSpice簡明教程
需要PSpice安裝包的小伙伴PSpice安裝包

半導體激光器是啥？

來自度娘《半導體激光器又稱激光二極管，是用半導體材料作為工作物質的激光器。》說明白一點，就是一個電子元器件，至于是用來干啥的，只能說功能很強大，自己體會~

為啥需要建模？

有一些元件在庫里木有，沒辦法，只能建模哈，建模的好處就是能夠自己定義元器件，方便進行電路仿真分析，但是也對電路仿真的底層要求更高。

以半導體激光器元器件建模為例談

先附上代碼¹，需要代碼的小伙伴半導體激光器PSpice建模代碼，再來說流程：

.SUBCKT DHLD NA NB NL NR *子電路模型 *接口端點：NA NB NL NR * NA,NB:實際器件的兩個電學端點 * NA為負極，NB為正極 * NR, NL:兩個虛擬端點，用于光輸出 * NR為右端面，NL為左端面 .PARAM L=650UM .PARAM W=1UM .PARAM D=0.15UM .PARAM GAM=0.3 .PARAM G0=1.4E-12 .PARAM Ntr=1.5E9 .PARAM EPS=1E-25 .PARAM B=1 .PARAM Bsp=4.24E-3 .PARAM ALFA=2000 .PARAM Rl=0.3 .PARAM Rr=0.3.PARAM Ne=7.8E7 .PARAM EITi=0.8 .PARAM EIT=2 .PARAM Nr=3.5 .PARAM LMD=0.83UM .PARAM Vbi=1.13 .PARAM Csc0=10pF .PARAM Rs=5 .PARAM Cp=1pF .PARAM Rd=1E15 .PARAM Tn=2.2E-10 .PARAM Ts=7.5E-9 .PARAM B1=8.2 .PARAM gain=3.98 *.PARAM gain=2.1 .PARAM EITT=0.8 .PARAM c0=5E-3 .PARAM Ds=4.2E-3 .PARAM t=0.PARAM EITk=0.8 .PARAM Ai0=0.1 .PARAM Dk=0.02 *常數 .PARAM ECHARGE=1.6021918E-19 .PARAM BOLTZMAN=1.3806226E-23 .PARAM PI=3.1415926 .PARAM TWOPI={2.0*PI} .PARAM PLANCK=6.626176E-34 .PARAM PLANCK2PI={PLANCK/TWOPI} .PARAM TEMPR=333 .PARAM Vti={BOLTZMAN*TEMPR/ECHARGE} .PARAM LSPEED=2.99792458E8*換算單位 .PARAM UL={L*1E6} .PARAM UW={W*1E6} .PARAM UD={D*1E6} .PARAM UG0={G0*1E18} .PARAM UNtr={Ntr*1E-18} .PARAM UALFA={ALFA*1E-6} .PARAM UEPS={EPS*1E-18} .PARAM UNe={Ne*1E-18} .PARAM ULMD={LMD*1E6} .PARAM ULSPEED={LSPEED*1E6}*計算 .PARAM Vact={UL*UW*UD} .PARAM Tph={Nr/(ULSPEED*(GAM*UALFA-LOG(Rl*Rr)/2.0/UL))} .PARAM QV={ECHARGE*Vact} .PARAM Cph={ECHARGE/Vti} .PARAM Rph={Vti*Tph/ECHARGE} .PARAM Ai={EITk*(Ai0+Dk*sqrt(t))-EITk*Ai0} .PARAM CPL={gain*PLANCK*ULSPEED*ULSPEED*(Ai+Rl-1.0)*LOG(Rl*Rr)/ + (2.0*Nr*Vti*UL*ULMD*(1-Rl+SQRT(Rl/Rr)*(1-Rr)))} .PARAM CPR={gain*PLANCK*ULSPEED*ULSPEED*(Ai+Rr-1.0)*LOG(Rl*Rr)/ + (2.0*Nr*Vti*UL*ULMD*(1-Rl+SQRT(Rl/Rr)*(1-Rr)))} .PARAM V1={EIT*Vti*LOG((UNtr+1.0/Tph/GAM/UG0)/UNe)} .PARAM InT={(EXP(14.33*(TEMPR/298)-12.56)-5.87)*1E-3} .PARAM It={EITT*(c0+Ds*sqrt(t))} .FUNC N(V) {(EXP(V/EIT/Vti)-1.0)*UNe} .FUNC G(V,Vph) {IF(N(V)<UNtr,0.0,QV*GAM*UG0*(N(V)-UNtr))/ + (1.0+UEPS*ABS(Vph)/Vact/Vti)*B} .FUNC Inr(V) {(1/EITi)*QV*N(V)/Tn} .FUNC Irr(V) {(1/EITi)*QV*N(V)/Ts+B1*N(V)*2} .FUNC Ist(V,Vph) {(1/EITi)*G(V,Vph)*ABS(Vph)/Vact/Vti} .FUNC Cd(V) {(1/EITi)*QV*UNe*EXP(V/EIT/Vti)/(EIT*Vti)} .FUNC Csc(V) {IF(V<Vbi,Csc0/SQRT(1.0-V/Vbi),Csc0/SQRT(0.1))}*電學部分電路描述 RRS NA NA1 {Rs} RRd NA1 NB {Rd} CCp NA1 NB {Cp} GCd NA1 NB VALUE={Cd(V(NA1)-V(NB))*DDT(V(NA1)-V(NB))} GCsc NA1 NB VALUE={Csc(V(NA1)-V(NB))*DDT(V(NA1)-V(NB))} *CCd NA1 NB {Cd(V1)} *CCsc NA1 NB {Csc(V1)} GInr NA1 NB VALUE={Inr(V(NA1)-V(NB))} GIrr NA1 NB VALUE={Irr(V(NA1)-V(NB))} GIst NA1 NB VALUE={Ist(V(NA1)-V(NB),V(NS))}*光學部分 GIrr1 0 NS VALUE={Bsp*Irr(V(NA1)-V(NB))} GIst1 0 NS VALUE={Ist(V(NA1)-V(NB),V(NS))} CCph NS 0 {Cph} RRph NS 0 {Rph}*光輸出 El NL 0 VALUE={CPL*V(NS)} Er NR 0 VALUE={CPR*V(NS)} .ENDS

再來談談怎么完成建模²：

建立DHLD.lib文件 ，先拷貝代碼，復制到新建的txt文件中，修改后綴名為.lib；

編譯安裝，將記事本（以.lib為后綴的文件）復制到安裝路徑下：D:\Program Files\OrCAD_Demo\Capture\Library\Pspice（具體看自己的安裝目錄），打開PSPICE?MODEL?Editor，在工作界面上，點擊File/Open，打開剛新建的DHLD.lib文件；

輸出模型，點擊File\Export?to?Capture選項，彈出如下圖2所示。

復制到nom.lib文件，最后打開D:\Program Files\OrCAD_Demo\Capture\Library\Pspice（具體看自己的安裝目錄）找到其中的nom.lib的記事本，然后打開，將DHLD.lib的內容復制到nom.lib文件的最后，保存及建立好模型，可以開始使用啦。

驗證模型，打開ORCAD的Capture模塊，新建一個工程，然后將上面生成的文件導入進去，注意在添加的時候，一定要先添加庫文件，很簡單在Place Part時，點Add Library，就得到了LD的模塊，如圖3所示。

PSpice仿真軟件使用注意事項

接地問題 ，PSpice中的地是假地，如果提示某個引腳"is floating"，那就是把對應的地的"NAME"屬性修改為"0"即可；

管理員身份運行問題，這幾個軟件都需要使用管理員身份運行，才能夠正常使用，如Capture如果不用管理員身份運行，菜單欄就沒有PSpice選項；

建模語法問題，如.PARAM聲明參數，.FUNC()聲明函數等，具體可以參考點我看建模語法 ，特別需要注意的是PSpice每行有132個字符的限制，需要換行時使用"+“號，另外建模語法中”*"表示注釋，嚴格注意語法問題，注意空格等等，加粗引起注意。

儒將軍

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通信光電子課程設計—LD的建模及其恒定功率驅動電路的設計 ??

LD的建模及其恒定功率驅動電路的設計 ??

總結

以上是生活随笔為你收集整理的PSpice仿真之建模-以半导体激光器为例的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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