Современная электроника №7/2020

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ 68 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 7 2020 приводит к срыву расчёта по причи- не отсутствия сходимости: при беско- нечно большом сопротивлении цепи ненулевой ток вызывает бесконечно большое значение напряжения. Чтобы обеспечить протекание тока, требуется добавить резисторы с заведомо боль- шим, но конечным сопротивлением. Элементы ULOG1 и ULOG0 формиру- ют пороговые напряжения логической «1» и логического «0» соответственно из сигнала состояния, приводимо- го на порт «State». Элементы Gnull1 и Gnull2 реализуют потенциал базового узла 0. Все математические операции отсчитываются от потенциала базово- го узла 0. Элементы Ufrvp, Ufrnp реали- зуют огибающую ВАХ вывода микро- схемы для напряжения 5 В – функцию f пров – для верхнего и нижнего плеча соответственно. Элемент Ug реализу- ет коэффициент умножения тока для напряжения питания – функцию g . Эле- менты Am1h, Am2h, Am1l, Am2l нужны для выполнения математических опе- раций умножения при вычислении функции сопротивления для каждого плеча выхода (формула вычисления приведена выше). Значению порта «State», соответствующего 0 В, соответ- ствует логический «0» на выходе, значе- нию порта «State2», соответствующего 1 В, – логическая «1» на выходе. Структура узла регулирования потребления тока питания Потребление тока питания в специ- фикации указано зависящим от напря- жения питания. Поскольку в спецификации указано, что типичные значения должны быть использованы только для оценки про- изводительности, то для построения схемы замещения узла потребления тока питания следует использовать предельные максимальные значения. В спецификации приведены сведения для напряжений питания 5, 10 и 15 В (см. табл. 6). Однако диапазон допустимого напряжения питания составляет от 3 до 18 В. Следовательно, для полу- чения сведений о токе питания для напряжения питания 3 и 18 В данные спецификации требуется экстрапо- лировать. Данные спецификации по Таблица 6. Предельный ток питания Наименование характеристики Ток потребления питания, А I DD (U пит =5 В) 5 × 10 –6 I DD (U пит =10 В) 10 × 10 –6 I DD (U пит =15 В) 20 × 10 –6 Таблица 7. Зависимость тока питания I пит от напряжения питания Напряжение питания, В Ток питания, А 3 4,4 × 10 –6 5 5 × 10 –6 10 10 × 10 –6 15 20 × 10 –6 18 28,4 × 10 –6 Рис. 6. Зависимость тока потребления от напряжения питания Рис. 7. Зависимость проводимости узла регулирования тока питания от напряжения питания току потребления удобно аппрокси- мировать полиномом второй сте- пени. В результате аппроксимации уравнение полинома имеет вид: I пит ( U пит ) = 10 –7 × U пит × U пит – 5 × 10 –7 × × U пит +5 × 10 –6 А, достигнутый коэф- фициент корреляции R =1 (см. рис. 6). Аппроксимация позволяет экстра- полировать данные для напряже- ния питания U пит =3 В и U пит =18 В. Для U пит =3 В экстраполированное зна- чение максимального тока питания I пит =4,4 мкА, для U пит =18 В экстрапо- лированное значение максимального тока питания I пит =28,4 мкА. Совокуп- ность данных по току потребления можно свести в таблицу (см. табл. 7). Данные спецификации 3.00Е-05 2.50Е-05 2.00Е-05 1.50Е-05 1.00Е-05 5.00Е-06 0.00Е+00 1.700Е–06 1.600Е–06 1.500Е–06 1.400Е–06 1.300Е–06 1.200Е–06 1.100Е–06 1.000Е–06 9.000Е–07 8.000Е–07 3 5 7 9 11 13 15 17 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Интерполяция тока питания yy = 10 –7 x 2 – 5 × 10 –7 x + 5 × 10 –6 R 2 = 1 Ток питания, А Проводимость, См Напряжение питания, В Напряжение питания, В