Συντάχθηκε 08-10-2013 14:41
από Balasi Panagiota
Email συντάκτη:
Ενημερώθηκε:
-
Ιδιότητα: -.
ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΚΡΗΤΗΣ
Σχολή Ηλεκτρονικών Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών
Πρόγραμμα Προπτυχιακών Σπουδών
ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ
ΣΤΥΛΙΑΝΟΥ ΑΝΘΟΥΛΗ
με θέμα
Σύστημα ενσωμάτωσης συμπαγών μοντέλων MOSFET σε προσομοιωτές τύπου SPICE
System for the implementation of compact MOSFET models in SPICE circuit simulators
Πέμπτη 10 Οκτωβρίου 2013, 12πμ
Αίθουσα Β1004, Καφέ Κτίρια, Πολυτεχνειούπολη
Εξεταστική Επιτροπή
Επίκουρος Καθηγητής Ματτίας Μπούχερ (επιβλέπων)
Αναπληρωτής Καθηγητής Κώστας Μπάλας
Επίκουρος Καθηγητής Ευτύχιος Κουτρούλης
Περίληψη
Στον χώρο της αυτοματοποίησης ηλεκτρονικής σχεδίασης (Electronic Design Automation – EDA) τα τελευταία χρόνια, παρατηρείται έντονη εξάπλωση των εργαλείων ελευθέρου λογισμικού, ένα από τα οποία είναι και ο προσομοιωτής ηλεκτρονικών κυκλωμάτων Ngspice. Οι προοπτικές ανάπτυξης του Ngspice παρουσιάζουν έντονο ενδιαφέρον καθώς παρ’ ότι αναπτύσσεται από μια ολιγομελή ομάδα, χρησιμοποιείται ήδη ευρέως σε πανεπιστήμια και εταιρείες ανά τον κόσμο. Ωστόσο, προς το παρόν περιλαμβάνει περιορισμένο αριθμό μοντέλων ενεργών στοιχείων, όπως είναι τα μοντέλα MOSFET τελευταίας γενιάς. Στα πλαίσια της παρούσας διπλωματικής εργασίας ενσωματώθηκε στον προσομοιωτή Ngspice το μοντέλο MOSFET EKV3 το οποίο αναπτύσσεται από το Εργαστήριο Ηλεκτρονικής.
Συγκρίνοντας τον προσομοιωτή Ngspice με παρεμφερές, μη ελεύθερο εργαλείο, τον προσομοιωτή Spectre, καταλήξαμε σε ένα διαφωτιστικό σύνολο αποτελεσμάτων που επιβεβαιώνουν την εγκυρότητα της λειτουργίας του μοντέλου EKV3 στο Ngspice. Η διαδικασία ενσωμάτωσης του μοντέλου ολοκληρώθηκε σε δύο στάδια: α) την ενσωμάτωση του μοντέλου MOSFET EKV3 στον προσομοιωτή Ngspice με χρήση του επίσης ελευθέρου λογισμικού-εργαλείου ADMS (εργαλείου μετατροπής γλώσσας Verilog-A σε γλώσσα προγραμματισμού C) και β) επαλήθευση σωστής λειτουργίας της ενσωμάτωσης του μοντέλου EKV3 στον προσομοιωτή Ngspice, μέσω σύγκρισης του με τον προσομοιωτή Spectre. H επαλήθευση σωστής λειτουργίας του μοντέλου MOSFET EKV3 διεξήχθη σε επίπεδο προσομοιώσεων τύπου στατικής συμπεριφοράς (DC) και μικρού σήματος (AC), με αντιπροσωπευτικό σύνολο προσομοιώσεων. Επίσης έγινε δοκιμή της σωστής λειτουργίας του μοντέλου EKV3 με βάση κυκλώματος - διαιρέτη ρεύματος (R-2R ή M-2M ladder circuit).
Συμπεραίνουμε από την παρατήρηση των αποτελεσμάτων την ορθή λειτουργία του ενσωματωμένου στον προσομοιωτή Ngspice, μοντέλου MOSFET EKV3, καθώς το σφάλμα μεταξύ των προσομοιωτών Ngspice και Spectre είναι πολύ μικρής τάξης. Αποδίδουμε το υπάρχον σφάλμα σε ιδιαιτερότητες και λεπτομέρειες της λειτουργικότητας των δύο προσομοιωτών. Επιβεβαιώνεται έτσι η ορθή λειτουργία του προσομοιωτή Ngspice και επαληθεύεται η εγκυρότητα της ενσωμάτωσης του μοντέλου EKV3, ανοίγοντας πλέον προοπτικές ευρείας χρήσης του μοντέλου EKV3 μέσω του ελεύθερου λογισμικού Ngspice.
