[参考译文] LMP7721：如何为此 LMP7721器件获取 HSpice 模型？

你好 Jari、

LMP7721仿真模型是几年前设计和更新的、可在我们最受欢迎的仿真器 TINA-TI 和其他基于 PSpice 的仿真器上运行、例如 Cadence PSpice 和 TopSPICE。 它将在其他基于 PSpice 的仿真器上运行、前提是它们不使用特定于该特定仿真器的独特语法。  

我只是在网上查看有关 HSpice 的信息。 我被留下的印象是、有些用户将 PSpice 模型导入 HSpice、然后成功运行。 这可能是两个仿真器之间的模型设计和兼容性的问题。

我建议您尝试使用 LMP7721文本文件列表、并使用该文件设置 HSpice 模型和符号文件。 将生成的仿真模型放入一个简单的运算放大器电路中、查看它是否运行或产生错误输出。 遗憾的是、如果它不运行、TI 没有支持 HSpice 模型的资源。 如果您在 HSpice 中运行时遇到问题、您可能需要联系生产该软件的公司的帮助服务。

此致、Thomas

精密放大器应用工程

e2e.ti.com/.../LMP7721.txt

使用 AFS (HSpice 兼容仿真器)运行此模型会导致以下 SIM_ERRORS：

 *版本：AFS 64位(2017.3：2017-09-19)                                       *
 *生成日期：2017年9月19日07：53：13 PDT                                        *
***** 命令行选项
 AFS -i PCM_sim.AFS -f fsdb

'parhier=global'。 全局参数分配将优先于本地分配
sim_error[HIN273]：/home/jari/project2/LMP7721.txt：222：不完整的受控源规范。
sim_error[HIN273]：/home/jari/project2/LMP7721.txt：222：无法解析 e1。
sim_error[HIN273]：/home/jari/project2/LMP7721.txt：85：无法解析 xV_OS。
sim_error[HIN273]：/home/jari/project2/DSUDS150_REV2/PCM/PCM_current_amp/eldonet/PCM_current_amp_eldonet.spi：20：无法解析 x_lmp7721。

因此、这意味着该模型不是100% hspice 兼容。

我猜拥有 hspice 模型将是最佳选择。

--

 Jari

您是否知道我是否可以使 AFS (hspice 兼容仿真器) pspice 以某种方式兼容？

--

 Jari

你好、Jari、

我知道这不能回答您的问题、但为什么不使用 TINA-TI、至少使用 LMP7721对电路的部件进行仿真？ 我也是这样。 我使用 TINA-TI 仿真的大多数器件、其他一些使用 LTSpice 仿真的器件。

分治：-)

Kai

你好、Jari、

Tina 中有一个用于 PSpice 的 Netlist Export 函数、扩展名为*。CIR。 这是一种发送 PSpice 兼容文件的方法。 如果您愿意、我们可以尝试一下。  

我同意启凯的意见。 我刚将 LMP7721.LIB 导入 LTSpice、它看起来也很正常。

如果您需要额外的助手、请告知我们。  

最棒的

Raymond  

它应该具有与 hspice 兼容的文件。 我们可以尝试一下。

你(们)好

很抱歉耽误你的时间。 我在上周五下午晚些时候尝试回复您的查询时、E2E 服务器正在升级。

LMP7721.CIR 文件(Netlist 文件)仅与 pspice 仿真工具兼容；我不确定它是否与 hspice 仿真兼容。

*结束模型 LMP7718
*开始型号 LMP7721
*修订版 A 2008年3月
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
*(C) National Semiconductor、Corporation。
*由以下公司开发并版权所有的模型：
* National Semiconductor、Corporation。
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
*法律声明：
*模型可以复制和分发，无需任何修改；
*但是、转售或许可材料是非法的。
*我们保留在不事先通知的情况下对模型进行更改的权利。
* PSPICE 模型"按原样"提供、不提供任何类型的担保"
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
*模型特性包括输出摆幅、通过电源轨的输出电流、*输出电流限制、具有 RL 和 CL 效应的开环增益和相位、转换率、具有 FREQ 效应的共模抑制、电源抑制
* FREQ 效应、1/F 输入电压噪声、输入电流噪声、输入偏置*电流、输入偏置电流温度效应、输入共模范围、*具有温度效应的输入失调电压和静态电流 VS
*电压和温度。
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
*模型 TEMP 范围为-40至+125度 C。请注意、模型在此*范围内起作用、但并非所有参数都跟踪真实器件的参数
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
*引脚排列顺序+IN -IN +V -V OUT
*引脚排列顺序3 4 5 2 1
SUBCKT LMP7721 3 4 5 2 1.
*
*使用下面的 V44调整偏移
* 248.7 uV 的现值可提供26 uV NET
*请注意、VOS 通过 CMRR、PSRR 和 TCVOS 变化
*向上调节或从248.7uV 到 Dn
V44 26 11 248.7E-6
*
*使用下面的 R325调整偏置电流
* 1E7的现值给出了典型 IB
*最坏情况下 Ib 使用1E8
R325 0 100 1E7
*
*注意
*使用1E-13至1E-15的分析选项 GMIN 和
* RELTOL = 0.00001至0.000001以实现精确输入
*偏置电流
*
*模型特性包括输出摆幅、输出电流过
*电源轨、输出电流限制、开环增益
和具有 RL 和 CL 效应、压摆率、共模的相位
*具有 FREQ 效果的抑制、使用的电源抑制
* FREQ 影响、1/F 输入电压噪声、输入电流
*噪声、输入偏置电流、输入偏置电流温度
*效果、输入共模范围、输入失调电压
和静态电流 VS
*电压和温度。
*
D17 6 0 DIN
D18 7 0 DIN
I14 0 6 0.1E-3
I15 0 7 0.1E-3
D19 8 0 DVN
D20 9 0 DVN
i16 0 8 0.1E-3
I17 0 9 0.1E-3
E15 10 4 8 9 0.7
G5 11 10 6 7 1.1E-14
E16 12 0 13 0 1
E17 14 0 15 0 1
E18 16 0 17 0 1
R56 12 18 1E6
R57 14 19 1E6
R58 16 20 1E6
R59 0 18 10
R60 0 19 10
R61 0 20 10
E19 21 22 20 0 1.4
R62 23 17 1E3
R63 17 24 1E3
C15 12 18 1E-12
C16 14 19 1E-12
C17 16 20 10E-12
E20 25 21 19 0 -6
E21 26 25 18 0 6
R64 0 27 1E12
G12 11 10 28 0 1.1E-6
R136 0 28 10E3
R137 0 28 10E3
R138 22 21 1E9
R139 21 25 1E9
R140 25 26 1E9
E54 24 0 11 0 1
E55 23 0 10 0 1
C23 11 10 0.05E-12
E57 22 3 29 0 8.45E-4
R146 22 3 1E9
R147 0 27 1E12
Q41 30 31 15 QLN
R148 31 32 1E3
R149 33 34 1E3
R150 35 13 5.
R151 15 36 5
R153 37 38 200
R154 39 13 5.
R155 15 40 5.
D22 41 5 DD
D23 2 41 DD
E58 15 0 2 0 1
E59 13 0 5 0 1
R156 2 5 10E6
E67 42 15 13 15 0.5
D24 43 13 DD
D25 15 44 DD
R157 45 46 100
R158 47 48 100
G14 37 42 49 42 0.1E-3
R159 42 37 3.3E7
C24 38 50 5.25E-12
C25 41 0 0.5E-12
D26 48 30 DD
D27 51 46 DD
Q42 51 34 13 QLP
R160 41 52 1.
R161 53 41 1.
E61 54 42 55 56 1.
R162 54 49 1E4
C26 49 42 0.3E-12
G15 57 42 37 42 -1E-3
G16 42 58 37 42 1E-3
G17 42 59 60 15 1E-3
G18 61 42 13 62 1E-3
D28 61 57 DD
D29 58 59 DD
R163 57 61 100E6
R164 59 58 100E6
R165 61 13 1E3
R166 15 59 1E3
R167 58 42 1E6
R168 59 42 1E6
R169 42 61 1E6
R170 42 57 1E6
G19 5 2 63 0 0.95E-3
R171 42 49 1E9
R172 45 13 1E9
R173 15 47 1E9
20国集团62 60 27 0 0.1E-3
L2 41 1 0.4E-9
R175 41 1 400
R176 62 13 1E8.
R177 15 60 1E8
R178 36 48 1E8
R179 35 46 1E8
R180 0 27 1E9
E99 13 33 13 35 1.9
e100 32 15 36 15 6.5
E124 50 0 41 0 1
R219 37 50 3.3E9
I30 0 64 1E-3
D46 64 0 DD
R278 0 64 10E6
V27 64 29 0.65
R279 0 29 10E6
Q52 46 35 QOP
Q53 53 48 36 QON
Q54 60 40 QON
Q55 62 39 QOP
E144 13 45 13 61 1.
E145 47 15 59 15 1.
I33 0 65 1E-3
D49 65 0 DD
R287 0 65 10E6
V130 65 66 1.2301
R288 0 66 10E6
E50 67 0 66 0 -1.75
R289 0 67 10E6
R290 68 67 10E6
M3 68 69 0 0 NEN L=2U W=1000U
G22 70 71 68 0 3E-6
V32 72 0 1
R791 72 69 1E6
M4 69 27 0 0 NEN L=2U W=100U
E51 37 44 42 15 0.7
E52 43 37 13 42 0.7
G23 5 0 52 41 1
G24 2 0 41 53 -1
V35 13 73 1.
M45 74 75 76 76 NEN L=3U W=3000U
R293 76 77 1E4
R294 74 13 1E6
V36 13 76 1
C110 13 73 1E-12
E53 27 0 78 76 1
V37 74 78 1.111E-6
R295 76 78 1E12
R296 73 13 1E6
C111 77 76 3E-15
C112 13 74 3E-15
M20 79 80 76 NEN L=3U W=300U
M21 75 79 76 76 NEN L=3U W=300U
R297 79 13 1E4
R298 75 13 1E4
C113 13 79 55E-12
C114 13 75 150E-12
E154 81 37 27 0 30
E155 82 42 27 0 -30
V138 83 82 15.
V139 84 81 -15
R300 81 0 1E12
R301 82 0 1E12
M12 42 84 37 85 PSW L=1.5U W=150U
M13 37 83 42 86 NSW L=1.5U W=150U
R302 85 0 1E12
R303 86 0 1E12
M14 77 73 13 13笔 L=6U W=60U
E156 87 76 77 76 -1
R304 76 87 10E6
R305 76 87 10E6
V40 80 87 1.
R306 76 80 10E6
M55 88 89 2 2 NEN L=2U W=1000U
R809 88 5 100E3
E37 89 2 27 0 3.
M56 63 90 0 NEN L=2U W=10M
R811 63 67 850E3
E60 91 0 27 0 -1
R312 0 91 10E6
R313 0 91 10E6
V43 90 91 1.
R814 0 90 10E6
G25 5 2 27 0 -0.33E-3
G26 5 2 92 0 0.7E-4
E161 93 0 5 2 1
M57 92 90 0 NEN L=2U W=10M
R815 92 93 75E3
R317 4 10 1E9
R319 94 56 2E3
R320 94 55 2E3
C47 56 55 1.2E-12
M58 56 95 96 96引脚 L=3U W=650U
M59 55 97 98 98 PIN L=3U W=650U
Q58 99 70 71 QPI
R321 11 95 40
R322 10 97 40.
R323 96 99 1.
R324 98 99 1.
V145 13 71 0.2
V46 94 15 0
D50 100 101 DL
V47 101 0 3.
G51 10 0 100 0 1.6E-11
I61 10 0 1E-15
G52 11 0 100 0 1.6E-11
I62 11 0 1E-15
J1 102 95 102 JC
J2 95 103 95 JC
J3 102 97 102 JC
J4 97 103 97 JC
V48 13 102 0.48
V49 103 15 0.15
G53 104 3 104 3 2.5E-13
G54 104 4 104 4 2.5E-13
V146 104 15 1.
.model DL D is =0.95E-11 N=1.9 XTI=1.5
.MODEL JC NJF = 1E-18
型号 QPI PNP
.MODEL QON NPN RC=5
.MODEL QOP PNP RC = 5
.model DD D
.model DVN D KF=2.5E-15
.Model DIN D KF=8E-17
.model QLN NPN
.model QLP Pnp
.MODEL 引脚 PMOS KP=200U VTO=-0.7
.MODEL NIQS NMOS KP=200U VTO=0.7是=1E-18
.MODEL NEN NMOS KP=200U VTO=0.5 I=1E-18
.MODEL PEN PMOS KP=200U VTO=-0.7 IS =1E-18
.MODEL PSW PMOS KP=200U VTO=-7.5 IS=1E-18
.MODEL NSW NMOS KP=200U VTO=7.5是=1E-18
.end

https://www.youtube.com/watch?v=QE7jUcWWi5M

如果您有其他问题、 请告诉我们。  

最棒的

Raymond

但我似乎只有 AFS (兼容 hspice)用于此工作。

您提供的最后一个模型似乎模拟了：

***** 模拟完成时出现0错误和49警告****

不过、我不确定结果是否正确、但现在它给出了结果。

它看起来在噪声分析仿真中是振荡的、而在没有噪声的瞬态仿真中、曲线是稳定的。

在仿真文件中、很难找到可用于 nistran 仿真的瞬态时间步进选项：

*组件：$DSUDS150_REV2/PCM/PCM_sim Viewpoint：eldonet
*。include /home/jari/project2/ADA4530.cir
*。include /home/jari/project2/LMP7721.txt
*。include ./pcm_sim.ic00
.include ./PCM_CURRENT_amp_eldonet.spi
连接 VEE 0

选项 GMIN = 1E-21
*。option voltageltefactor = 0.25
*。option MINSTEP = 1e-14
*。option LTECHECK = 0
*。option AFSMODE = gold
.OPTION ERRPRESET = 3.
.option ITL4 = 500
.option method =齿轮
.option LTEMETHOD = 2.
*。参数 VDC=1

*--单通道
.probe I(*)
探头 V (*)

*-分析设置- DC
*。DC

*-分析设置-事务
Tran 0.1n 20m
*。Tran 0.1n 10 noefmin=1k noefmax=100Meg noesedesed=nbrun sWEEP nbrun start=1 stop=1 step=1 step=1
*。save file=pcm_sim.ic0 type=nodeset

*--帕拉姆斯
TEMP 27.

将波形图像附加到这里看起来很困难(即 png 文件)。

你好、Jari、

E2E 编辑工具 在两天前进行了更改、但我认为某些操作会变得更加简单。 由于该工具是新的、因此由于新的菜单系统、可能会有一些学习曲线。  

要插入图像文件、您可以剪切(例如修边工具)并将图像直接粘贴到查询文本中。 您也可以使用 下面的"插入"命令、然后单击"图像/视频/文件"选项卡上载文件。  

您能否向我们发送您正在使用的原理图、并查看我们是否能够首先通过 Tina 进行仿真？ 我不使用 hspice 工具、因此我们可能无法回答您在使用该工具时遇到的某些问题。

最棒的

Raymond  

显示不允许插入文件或 URL ...

你好、Jari、

出于安全原因、上载某些文件扩展名可能存在一些限制。 我不确定这些保护背后的原因、因为该工具对我们来说也是新工具。  

请使用切断工具、在文本中剪切和粘贴图像文件。  

最棒的

Raymond

我将检查... 这似乎可以很好地使用粘贴。

TRAN 仿真结果：

NoiseTRAN 仿真结果：

在很多情况下、噪声检测因错误或时间步长错误太小而停止。

Tran & NOISETRAN 结果的问题非常不同、可能会在此处指出一些错误(可能与时间步长相关等)。

--

 Jari

你好、Jari、

您可以与我分享 LMP7721原理图吗？ 您可以用手画、剪切并粘贴到查询中。 如果您想保密、请通过 E2E 向我发送"友谊"请求、我们可以通过 E2E 私人消息分享想法、而这种消息将不会在公共论坛上查看。  

我将要求我们的模型工程师查看您的 hspice 误差。 我不确定他是否也熟悉 hspice 工具。 如果他无法工作、那么您可能需要找到其他方法来仿真您的电路。  

最棒的

Raymond

上面的原理图非常简单、我想这可以在这里公开发布。

主要问题是 NOISETRAN 无法运行的情况、或者是否可能确实会在这种情况下发生振荡？

但这可能是影响 SPICE 模型中噪声仿真的建模故障...

在早期仿真案例中、使用的电容器值可能与此处不同。

你好、Jari、

LMP72021的电源电压 Vs (V+- V-)额定电压高达5.5V 直流。 封装是从1nA 到100nA 的 TIA 电路示例、因为我不清楚光电二极管的参数是什么。 如果您能够向我们提供 TIA 的应用要求、我可以帮助您通过 Tina 进行仿真。

我们的 pspice 模型工程师对 hspice 问题的支持不够熟悉。  随函附上我们网站中 TINA-TI 仿真工具的链接、您可以免费下载该工具。  

https://www.ti.com/tool/TINA-TI#downloads

最棒的

Raymond

好的。 我可能会检查我是否让它与 Tina 一起工作。

但是、系统具有适用于 Windows10 + Linux 双引导的双引导、并且主要是使用 LinuxMint20.1操作

我使用5.5V 电源(hspice)对其进行了仿真、结果如下所示：

因此、在 hspice 情况下、瞬态噪声具有奇怪的振荡和不同的电压结果。

我宁愿使用 hspice、因为它在 Linux 模式下工作。

TINA 是否具有瞬态噪声选项？

ALSE 二极管模型用于 hspice、无法转换为 Tina：

因此、如果我使用 Tina、仿真中会缺少二极管。

如下所示、不同的模型块应组合到同一仿真中：

你好、Jari、

我将在其中附上两份 TIA 应用手册、介绍如何计算相关的 TIA 设计参数。  

https://www.ti.com/lit/an/sboa220a/sboa220a.pdf?ts=1615922147986&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.google.com%252F

https://www.ti.com/lit/ug/tidu535/tidu535.pdf?ts=1615908913723&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.google.com%252F

如果您能够为我提供光电二极管等效 pspice 模型或实际光电二极管器件型号、我可以帮助您仿真 TIA 电路、该型号的结电容、分流电阻和标称电流(与入射光成比例)应具有以下参数(最小值)： 或最小值和最大值 入射光电流)。  

最棒的

Raymond   

该光电二极管不是商用光电二极管器件、也没有器件型号。

它只有 HSpice 模型。 我应该在同一仿真中组合 hspice 光电二极管部件和 Tina/pspice LMP7721。

hspice 二极管模型如下所示、但我无法在此处提供所有参数值：

* nwell / Psub 场边结二极管
model nwdio d
+电平= 3.0000e+00收缩= 1.0000e+00 tlev = 0.0000e+00
+ BV = IBV =
+ tlevc = 0.0000e+00 CJ = mj =
+ PB = 1.0000e+00 cjsw = mjsw =
+ php = 4.0000e-01 js = jsw =
+ n = RS = 面积=
+ pj = TRS = tref =

你好、Jari、

光电二极管的电流是入射光的函数。 即使您为我提供了整个二极管模型参数、二极管模型也可能不会反映电流响应与光强度的关系。  

我认为最好使用 Tina 或类似的仿真工具来处理该项目。 我们在 Tina 中提供了一系列培训视频、可帮助您缩短学习周期。  

如果您需要额外的助手、请告诉我。  

最棒的

Raymond  

我应该知道如何为 TINA 或 LMP7721模型准备二极管模型以进行 hspice 准备。

这里的光照条件不是问题、因为它用于暗光条件泄漏测量。

如果我将二极管模型传输到 TINA、结果显示为= 0.000V！

因此、我想这仍然无法正常工作... 但为什么呢？

在 TINA-sim足以 找到瞬态噪声分析(TNA)：

直流分析案例输出显示的电压约为1.76V、但这似乎也是错误的、就像二极管电流从阳极流向阴极而不是 c 至 a 一样

你好、Jari、

封闭是光电二极管电流为1pA 至1nA 的仿真。 传递函数 Vout = RF * IG1、其中1pA <= IG1 <= 1nA。  

在单电源轨和2.2V 直流偏置的情况下，输出电压= 2.2V + RF*IG1 = 2.2V + 1x10^9*1nA = 3.20V (在 IG1=1nA 时)。

这是仿真。  

e2e.ti.com/.../LMP7721-pA-E2E-03222021.TSC

请修改光电二极管传感器的仿真。 获得正确的响应后、我们可以检查 TIA 稳定性。

BTW、即 TIA 应用所需的传感器 BW。 目前、上述 TIA 电路中的主导极点降低至大约159Hz。  

最棒的

Raymond

您能否使用1T (而非1G)的反馈电阻器值重新检查仿真？

测量范围为1f-1000f (电流大约比您使用的电流小1000倍)。

它还会查看温度扫描情况、结果显示为零。

此外、nwdio 的二极管模型在此可能不是100%兼容...

下图中 R4的电流为"负"。 这很奇怪。

也许该运算放大器无法处理如此小的电流、或者导致这种情况的原因是什么？

仿真器精度设置错误？

下面的电路似乎是正确的：

我认为这种情况是正确的、V (Out1)=4V 是正确的。

但是、如果使用电阻值1T、结果似乎不是需要的：

在这种情况下、如果运算放大器具有低泄漏电流、V (Out1)也将为4V。

但我无法找到导致这种情况的实际原因...

你好、Jari、

问：该运算放大器可能无法处理如此小的电流、或者导致这种情况的原因是什么？ 测量范围为1f-1000f (电流大约比您使用的电流小1000倍)。

LMP7721无法满足您的1fA-1pA TIA 设计要求。 LMP7721也是我们拥有的最佳 FA 放大器、我们没有较低的 Ibias 运算放大器部件。

在 TIA 应用中、TΩ 使用1k Ω 反馈电阻器是不可行的。 如果您需要更高的增益输出、则必须使用多个级来提高 I 至 V 转换的增益。 在不了解应用的情况下、我在 TIA 电路中放置了1GΩ Ω 反馈、该电路的增益已经足够高(您可以修改工作电路以增加增益)。  您还必须考虑运算放大器稳定性、BW 并考虑其他环境因素。 在常规实验室环境条件下、您的环境噪声可能已经超过1fA。  

您可能有机会使用 LMP7721进行1pA 转换、或在 IV 转换中可能略低。 如果您能够降低 LMP7721中的工作温度并使用低露点气体(例如 N2)进行净化、则您可能能够稳定 Ibias 电流并提高器件的灵敏度。 但是、由于电平已经超出器件规格、因此很难检测1fA 的电流。  

BTW、Digikey 确实出售来自 Ohmite 的500GΩ Ω 电阻器(每台5.737美元)。 但是、如果您使用电阻器类型、TIA 的带宽将非常低、低至 Hz 或亚 Hz 范围。 但是、问题在于1fA 电流范围低于 LMP7721可以处理的电流范围。 如果您仍想使用 LMP7721、我 可以进行仿真、但我需要了解您的 BW 要求。   

e2e.ti.com/.../LMP7721-up-to-10pA-E2E-03232021.TSC

我使用100GΩ Ω 反馈电阻器为您仿真了1fA 至10pA 的 TIA、但这并不意味着仿真将在实际器件中工作(可能不在1-50fA 范围内)。 实际上、我已经从绘制的数据中看到了一些与 Vbias 电压有关的模型问题。 BW 目前配置为约5Hz。  

如果您有其他问题、请告知我们。

最棒的

Raymond。  

如果您在此1fA 应用中找到更好的电路或更好的运算放大器、请告诉我您的想法。

也许可以在某个地方找到它。

看起来运算放大器可能很好(具有低泄漏输入)、但如果我放置1T 反馈电阻器、它就无法在 TINA 中运行。

你好、Jari、

好的、AtoA 应用中有很多研究。 这些可能存在于分立式设计中。 目前、我们没有这种类型的精密运算放大器。 您是否与我们的竞争对手进行过核对？

您可以通过 E2E 私人消息发送"友谊"请求吗？

最棒的

Raymond

你好、Jari、

即使 LM7721的输入偏置电流为+/-3nA、它也可用于您的电路。

您能否详细介绍您想要测量的标本？

Kai