Bee Style:vol.039 by Bee Technologies

1. vol.039
Bee Style:
JUL 2012:Bee Technologies
新サービス
収束問題解決サービス
スパイスモデル検証サービス
スパイス パーク
・
2012年7月度アップデート情報
収束問題以前の操作
PSpiceの過渡解析オプション
道具箱
ハブダイナモ
株式会社ビー テク
・ ノロジー

2. 新サービス
収束問題解決
サービス
今号では、 2つの新しいサービスをご紹介 このような状況の方のサービスです
します。 前号では、 回路図シンボル作成サー (1)収束エラー対応に多くの時間を割きたくな
ビスをご紹介致しました。 回路解析シミュレ い。
ーションには、 スパイスモデルと回路図シン (2)デザイン、解析業務に専念したいので、収束
ボルが必要です。 回路図シンボルはツールに エラー対応をアウトソーシングしたい。
依存しており、 そのツール用の回路図シンボ (3)回路解析業務をスムーズに行いたい。
ルが必要です。 例えば、 PSpiceのユーザーで 是非、 業務の問題発生時にこのサービスを
あれば、 PSpice用のスパイスモデルとPSpice ご活用下さい。
用の回路図シンボルが必要になります。 同様
に、 LTspiceユーザーであれば、 LTspice用のス [参考情報]
パイスモデルとLTspice用の回路図シンボル 一般的な収束エラーのアプローチ方法
が必要になります。 回路図シンボル作成作業 (1).OPTIONSのパラメータの設定
は、 工数がかかり、 面倒な作業であり、 この作 (2)素子の付加を行う
業自体に生産性はありません。 必要な設計デ (3)採用しているスパイスモデルの修正
ータの整備、 回路図シンボル作成サービスを
ご提供しています。
今号では、 ・ ノロジーは、
ビー テク
ビスとして実施してきました
付帯サー
「収束問題解決サ 新サービス
ービス」 を本サービスとしてご提供を開始致し
ました。
回路解析シミュレーションの過渡解析にお
いて、 一番、 厄介な問題が、 収束問題(Conver-
スパイスモデル
sion Error)です。
析が止まってしまい、
検証したい解析があるのに解
業務も止まってしまいま 検証サービス
す。 また、 収束問題を解決するためには、 様々
なアクションが必要になります。 回路方式によ
り、 収束エラーのアプローチが異なりますから
厄介です。 当社の 「収束問題解決サービス」 に
お任せ下さい。 もう1つの新しいサービスは、スパイスモ
「
デル検証サービス」 です。
このサービスも今ま
対象となる回路解析シミュレータ： では、付帯サービスの1つでした。 正式なサー
PSpice ビスとして、リリースします。このサービスが生
LTspice まれた背景は、 回路解析シミュレータの解析
電源ICは、
スイッチング電源IC、PWM IC、DCDCXコンバータ、
シャントレギュレータ、ボルテージレギュレータ、 そして今回のLDO、 あらゆる電源IC
のスパイスモデル(等価回路モデル)をご提供しています。 是非、お問い合わせ下さい。メールアドレス info@bee-tech.com
：
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3. 精度は、 スパイスモデルの解析精度に起因す + CBD=16.831E-12 MJ=.44871 PB=.75554
ると言う認識がある回路設計者が外部から得 ・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・
られたスパイスモデルについて解析精度がど + IS=1.0000E-15 N=5 RB=1 GAMMA=0
の程度あるか検証したいという要求からです。 .MODEL DSSM3K15AMFV D
外部から得られたスパイスモデルに対して、 何 + IS=19.600E-15 N=1.0414 RS=.69962
らかの検証レポートがある場合、 スパイスモ ・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・
デルを活用する設計者が確認出来ますが、 そ (一部省略)
れらが無い場合、 スパイスモデルのネッ トリス + CJO=3.00E-12 ISR=0 BV=31.5 IBV=1.00E-6
トになります。 トリストを参照しただけで
ネッ + TT=19.70E-9
は、 再現性のある電気的特性にて、 どの程度 .ENDS
の精度が確保できているのか、 わかりません。 *$
よって、 電気的特性1つ1つの評価回路を作成 .subckt DZSSM3K15AMFV 1 2
し、 シミュレーションを実施し、 解析精度を確 D2 1 3 DZ2
認する必要があります。 これは、 相当の工数が D1 2 3 DZ1
かかります。 これらをビー テク ・ ノロジーが代 .model DZ1 D
行し、 レポートの形で、 ご提供致します。 パワー + IS=0.01p N=0.1 ISR=0
MOSFETにて、 1例をあげます。 パワーMOSFET + CJO=3E-12 BV=25.80 IBV=0.001 RS=0
には、 動作確認用で採用されるスパイスモデ .model DZ2 D
ル、 スタンダードモデルと、 過渡解析にて、 損失 + IS=0.01p N=0.1 ISR=0 CJO=3E-12
計算に活用するスパイスモデル、 プロフェッシ + BV=25.80 IBV=0.001 RS=3.75k
ョナルモデルの2種類があります。 トリスト ネッ .ENDS
の状態を示します。 東芝セミコンダクター&ス *$
トレージ社の 「SSM3K15AMFV」 です。
[プロフェッショナルモデル]
パワーMOSFETのスパイスモデル
*$
[スタンダードモデル] *PART NUMBER: SSM3K15AMFV
*MANUFACTURER: TOSHIBA
*$ *VDS=30V, ID=100mA
*PART NUMBER: SSM3K15AMFV *All Rights Reserved Copyright (c)
*MANUFACTURER: TOSHIBA *Bee Technologies Inc.2011
*VDS=30V,ID=100mA .SUBCKT SSM3K15AMFV 1 2 3
*All Rights Reserved Copyright (c) X_U1 3 1 2 MSSM3K15AMFV_p
*Bee Technologies Inc.2011 X_U2 2 3 DSSM3K15AMFV_p
.SUBCKT SSM3K15AMFV 1 2 3 X_U3 1 2 DZSSM3K15AMFV
M_M1 3 1 2 2 MSSM3K15AMFV .ENDS
D_D1 2 3 DSSM3K15AMFV *$
X_U3 1 2 DZSSM3K15AMFV .SUBCKT MSSM3K15AMFV_p D G S
.MODEL MSSM3K15AMFV NMOS CGD 1 G 72.5p
+ LEVEL=3 L=1.0000E-6 W=1.0000E-6 R1 1 G 10MEG
+ KP=.23 S1 1 D G D SMOD1
+ RS=1.0000E-6 RD=.7 VTO=1.2805 D1 2 D DGD
+ RDS=30.000E6 R2 D 2 10MEG
・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・ S2 2 G D G SMOD1
(一部省略) M1 D G S S MSSM3K15AMFV
最近、流通しているICのスパイスモデルについて、暗号化かされているスパイスモデルが増えてきました。 その場合、テキスト編集ツールで参照
してもネットリストがないので、等価回路の把握ができませんので、 検証が困難と考えるお客様が多いのですが、 評価検証は、評価シミュレーショ
ンで実施するので、問題ありません。 是非、お問い合わせ下さい。
メールアドレス info@bee-tech.com
：
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4. .MODEL SMOD1 VSWITCH + IS=0.01p N=0.1 ISR=0
+ (VON=0V VOFF=-10mV RON=1m + CJO=3E-12 BV=25.80 IBV=0.001 RS=0
+ ROFF=1E12) .MODEL DZ2 D
.MODEL DGD D (CJO=13.910E-12 M=.47978 + IS=0.01p N=0.1 ISR=0 CJO=3E-12
・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・ + BV=25.80 IBV=0.001 RS=3.75k
(一部省略) .ENDS
・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・ *$
.MODEL MSSM3K15AMFV NMOS
+ LEVEL=3 L=1.0000E-6 W=1.0000E-6 上記の記述がネッ トリストです。 スパイスモ
+ KP=.23 デルにおいて、 パワーMOSFETの場合、 再現性
+ RS=1.0000E-6 RD=.7 VTO=1.2805 のある電気的特性は下記の通りです。 パワー
+ RDS=30.000E6 MOSFETの構成にもよりますが、 このデバイス
・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・ の場合、 本体のMOSFET、ボディ ダイオード、
・
(一部省略) 保護素子のESDの三つの構成です。 それぞれ
・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・ の評価項目は下記の通りです。
+ IS=1.0000E-15 N=5 RB=1 GAMMA=0
+ KAPPA=0 ETA=0 [本体のMOSFET]
.ENDS 伝達特性
*$ 出力特性
.SUBCKT DSSM3K15AMFV_p A K オン抵抗
R_R2 5 6 100 容量特性
R_R1 3 4 1 ゲート チャージ特性
・
C_C1 5 6 53p スイッチング特性
E_E1 5 K 3 4 1
S_S1 6 K 4 K _S1 [ボディ ダイオード]
・
RS_S1 4 K 1G IV特性
.MODEL _S1 VSWITCH Roff=50MEG 逆回復特性
Ron=100m Voff=90mV Von=120mV
G_G1 K A VALUE { V(3,4)-V(5,6) } [保護素子 ESD]
：
D_D1 2 K DSSM3K15AMFV IV特性
D_D2 4 K DSSM3K15AMFV
F_F1 K 3 VF_F1 1 これらの評価回路を作成して、 スパイスモデル
VF_F1 A 2 0V をDUTにして、
シミュレーションを行い、解析精
.MODEL DSSM3K15AMFV D 度を確認していきます。 これらの評価項目は、
+ IS=19.600E-15 N=1.0414 RS=.69962・・・
・・ デバイスの種類によっても異なります。 また、
・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・ スパイスでは、 再現できない評価項目を作成
(一部省略) し、評価しても意味がありません。つまり、スパ
・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・ + イスモデルを評価する場合でも、 ある程度の
TT=19.70E-9 経験と知識が必要になります。 部品の受け入
.ENDS れ検査のように、 スパイスモデルの受け入れ
*$ 検査は必要ですが、 実際の回路設計を行うま
.subckt DZSSM3K15AMFV 1 2 での準備(スパイスモデルの評価検証)に多く
D2 1 3 DZ2 の時間を割いてしまいます。 この評価検証プロ
D1 2 3 DZ1 セスをビー テク
・ ノロジーが代行し、お手伝い
.MODEL DZ1 D 致します。まとめると、次のページの通りです。
今号でご紹介する予定でした等価回路学習は、 次号以降に掲載を延期致します。 ご了承下さい。現在、ICのデバイスモデリングとセンサーデバ
イスのデバイスモデリングの2種類を順次掲載の予定です。 広い層にご提供したいコンテンツですので、 回路解析シミュレータは、 無償ツールの
「LTspice」にて体験学習が可能なようにします。先行して、WEBでは掲載しております。
ご参照下さい。http://ow.ly/chQeE
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5. 回路解析シミュレーションの解析結果の精
度は、採用するスパイスモデルの解析精度に スパイス パーク
・
よります。また、
スパイスモデルは、 SPICE記述
のネットリストになっており、 人間が参照して
も理解出来ません。
どのく
よって、スパイスモデルが
らいの精度なのかを検証しなければな 2012年7月度
アップデート情報
りません。電子部品の受け入れ検査と同じで
す。電気的特性に対して、 評価回路を作成し、
スパイスモデルの動作を検証していきます。 ス
パイスモデルの検証は、 ・ ノロジーに
ビー テク
お任せ下さい。 東芝セミコンダクター
対象となる回路解析シミュレータ：
日本国内のデバイスを中心に3,908個のモ
PSpice
デル （2012年7月現在） が格納されています。 ま
LTspice
た、 それぞれのモデルにデバイスモデリング ・
レポートが含まれています。 随時、アップデー
このような状況の方のサービスです
トされる発展型製品です。 半導体部品31種類、
(1)外部からスパイスモデルを入手したが、評
受動部品10種類、 モータ1種類、 ランプ2種類、
価している時間がない。
バッテリー9種類(太陽電池モデル含む)、 機械
(2)スパイスモデルの解析精度を把握して、回
部品2種類、 合計55種類で構成されています。
路解析シミュレーションを実行したい。
ご提供方法は、 一括販売を始め、 分類販
(3)スパイスモデルの検証レポートも設計資産
売、 1個からの販売も行っております。 是非、お
として、 蓄積したい。
問い合わせ下さい。 スパイス パークのWEB
・
版あります。 こちらからご参照下さい。 ログイ
[追記]
ンしますと全てのスパイスモデルのデバイス
現在、 半導体メーカーがWEB上で公開され
モデリングレポートをご参照出来ます。 ログイ
ているスパイスモデルの場合、 ディスクリート
ンは、 メールアドレスとパスワードのみでユー
部品の場合、 汎用SPICEモデルが殆どです。 そ
ザー登録出来ます。 スパイス パークは下記の
・
の場合、 スパイスモデルのネッ トリストはテキ
URLをご参照下さい。
ストエディター等で参照できます。 しかし、ICの
http://www.spicepark.info
スパイスモデルの場合、 殆どの半導体メーカ
また、 お客様の回路解析シミュレーションに必
ーは、 PSpice用モデル、 暗号化処理したスパイ
要不可欠なスパイスモデルの整備についても
スモデルが主流です。 暗号化されたスパイス
ご相談下さい。
モデルでもスパイスモデル自体の等価回路は
スパイス パークの2012年7月度アップデ
・
解読出来ませんが、 スパイスモデルの再現性
ートのスパイスモデルリストです。 今回は、 東
については、 評価検証可能です。 暗号化され
芝セミコンダクター&ストレージ社のパワー
たスパイスモデルの評価につきましては、 幾
MOSFETのスパイスモデルを21モデル配信致
つかの事例がありますので、 別の機会に、Bee
しました。 お客様の用途に応じて、 スパイスモ
Style:でご紹介致します。
デルの種類を選択する事ができます。 型名及
是非、 お問い合わせ下さい。
びスパイスモデルの種類は以下の通りです。
[デバイス]
[お問い合わせ先]
Power MOSFET
株式会社ビー テク
・ ノロジー
[メーカー]
電話番号: 03-5401-3851
東芝セミコンダクター&ストレージ社
メールアドレス info@bee-tech.com
：
[型名]
スパイス アップデートの登録が、
・ WEB版のスパイス パークのサイトに掲載されるまで、
・ タイムラグがあります。その場合、個別にご対応致します
ので、是非、お問い合わせ下さい。メールアドレス info@bee-tech.com
：
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6. (1)2SJ380 BD スタンダードモデル
：
MOSFET本体 スタンダードモデル
： (16)SSM3K35FS
ボディ ダイオード=BD
・ ： MOSFET本体 プロフェッショナルモデル
：
スタンダードモデル BD プロフェッショナルモデル
：
(2)2SJ380 (17)TPC6004
MOSFET本体 プロフェッショナルモデル
： MOSFET本体 スタンダードモデル
：
BD プロフェッショナルモデル
： ボディ ダイオード=BD
・ ：
(3)2SK4021 スタンダードモデル
MOSFET本体 スタンダードモデル
： (18)TPC6004
BD スタンダードモデル
： MOSFET本体 プロフェッショナルモデル
：
(4)2SK4021 BD プロフェッショナルモデル
：
MOSFET本体 プロフェッショナルモデル
： (19)TPC6103
BD プロフェッショナルモデル
： MOSFET本体 スタンダードモデル
：
(5)SSM3J14T ボディ ダイオード=BD
・ ：
MOSFET本体 スタンダードモデル
： スタンダードモデル
BD スタンダードモデル
： (20)TPC6103
(6)SSM3J14T MOSFET本体 プロフェッショナルモデル
：
MOSFET本体 プロフェッショナルモデル
： BD プロフェッショナルモデル
：
BD プロフェッショナルモデル
： (21)TPCA8A01-H
(7)SSM3J109TU MOSFET本体 プロフェッショナルモデル
：
MOSFET本体 スタンダードモデル
： BD スペシャルモデル(電流減少率モデル)
：
BD スタンダードモデル
：
(8)SSM3J109TU パワーMOSFETには、 2種類のスパイスモデ
MOSFET本体 プロフェッショナルモデル
： ルがあります。 詳細の資料は、 下記URLをご参
BD プロフェッショナルモデル
： 照ください。
(9)SSM3J113TU http://ow.ly/bg5nh
MOSFET本体 スタンダードモデル
： ボディ ダイオードには、
・ 3種類のスパイスモ
BD スタンダードモデル
： デルがあります。 詳細の資料は、 下記URLをご
(10)SSM3J113TU 参照ください。
MOSFET本体 プロフェッショナルモデル
： http://ow.ly/bg5iI
BD プロフェッショナルモデル
： 2012年7月度のアップデートも引き続き、 東
(11)SSM3J314T 芝セミコンダクター&ストレージ社のパワー
MOSFET本体 スタンダードモデル
： MOSFETのスパイスモデルのご提供を予定し
BD スタンダードモデル
： ております。
(12)SSM3J314T
MOSFET本体 プロフェッショナルモデル
： ビー テク
・ ノロジーでは、 1つのデバイスでも
BD プロフェッショナルモデル
： 幾つかのスパイスモデルの種類を準備してお
(13)SSM3K14T ります。その背景には、回路設計者が活用した
MOSFET本体 スタンダードモデル
： いケースが幾つかあるからです。 収束性を優
BD スタンダードモデル
： 先させ、回路動作の確認をしたい場合には、 ス
(14)SSM3K14T タンダードモデル、収束性よりも解析精度を優
MOSFET本体 プロフェッショナルモデル
： 先させ、正確な過渡解析を行い、 損失計算をし
BD プロフェッショナルモデル
： たい場合のプロフェッショナルモデル等です。
(15)SSM3K35FS 是非、ご活用下さい。
MOSFET本体 スタンダードモデル
：
シンプルモデルは、電源回路用のコンバータ、3相インバータ、電源装置、ヒューズ、2次電池等のスパイスモデルをご提供しています。これらは、パ
ラメータベースのスパイスもでるであり、ユーザーが簡単にモデル化できるスパイスモデルです。 こういうスパイスもでるがあったらいいなあ。
のお客様の声を是非、お聞かせ下さい。
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7. 収束問題以前の 道具箱
ハブダイナモ
操作 実機(発電機)を観察する 試す 考える
「
PSpice
過渡解析オプション設定
収束エラー及び解析結果が不安定な場合、
過渡解析のシミュレーション設定のオプショ
ン、SKIPBPを有効にするため、チェックを入れ
てください。 この操作だけで、収束エラー及び
解析結果の安定性が得られる場合がありま
す。是非、 試してみてください。 Fig.2 概観写真
自転車用発電機の 「ハブダイナモ」 です。 シ
マノ製品のDH-2N30Jです。 交流の発電機で
す。最近、ハーベスト ブームで、
・ この発電機を
活用した水力発電がはやっています。 ACを整
流し、最終的には、 蓄電します。 ハーベストの分
野は、回路実験が困難であり、 回路解析シミュ
レーションが威力を発揮します。 現在は、 上記
の発電機のスパイスモデルを作成すべく、 等
価回路を考えている最中です。 その場合、 実機
サンプルを身近に置き、 触ったり、 回路実験を
しながら、等価回路を組み立てていきます。 ハ
Fig.1 PSpice設定画面 ーベスト分野もBee Style:でご紹介します。
東北地方太平洋沖地震により被害に遭われた皆様には、 心よりお見舞い申し
上げます。発生から1年間が経過し、復興半ばですが一刻も早い原発問題の収
束、エネルギー問題の収束を望みます。 被災された皆様の安全と一日も早い復
興をお祈りいたします。
ビー テク
・ ノロジー グループ 一同
・
Bee Style: Volume 039
2012年7月17日 発行
編 者:株式会社ビー テク ・ ノロジー
発行人:堀米 毅
郵便番号105-0012 東京都港区芝大門二丁目2番7号 7セントラルビル4階
Tel (03)5401-3851 (代表)
Fax (03)5401-3852
電子メール info@bee-tech.com
All Rights Reserved copyright (C) 2012 Bee Technologies Inc.
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