Im ersten Teil über den Schalter haben wir einige grundlegende Erkenntnisse gewonnen:
- Es ist zwingend eine Modelldeklaration für den Schalter notwendig, sonst kommt es zu einer Fehlermeldung.
- Ein "leeres" Modell geht auch (ohne Parameter)
- Man kann den Anfangszustand des Schalters durch Attribute festlegen
- Zum Ein- und Ausschalten muss man den Parameter Schwellenspannung (Vt) deklarieren
und ihm einen Wert grösser Null zuweisen (Vorgabe Vt=0).
In diesem zweiten Teil wollen wir die Parameter Ron, Roff und Vt untersuchen um zu sehen, was es bei diesen Parametern zu beachten gilt.
Wir beginnen mit Ron, in der Vorgabe 1 Ohm. Damit kann man leben. Besser wäre vielleicht 100 mOhm. CMOS-Schalter vom Typ 4066 z.B. haben jedoch
keinen derart geringen Einschaltwiderstand, er liegt so im Bereich 100 - 200 Ohm, abhängig von der Betriebsspannung.
Roff hat den default-Wert 1/Gmin. Leider gibt es in der LTspice-Hilfe keine Erläuterung zu Gmin (mehr zu Gmin in der
beigefügten PDF-Datei), ein Zahlenwert ist in den Einstellungen unter dem Tab "SPICE" vermerkt: Gmin=1e-12.
Somit beträgt der Aus-Widerstand 1 TOhm (Teraohm) [ als Anmerkung: CMOS-Schalter vom Typ 4066 liegen so
bei 1 GOhm]. Das sollte für die meisten Fälle reichen.
Trotzdem sieht man oft Modelle, in denen Roff mit 1 MegOhm deklariert ist. Dabei kann es jedoch zu einem
Bleed-through kommen, d.h. auch im ausgeschalteten Zustand lässt der Schalter eine geringe Spannung durch,
es fliesst ein Leckstrom. (siehe unten Bild 02)
Der nächste und letzte Parameter für diesen zweiten Teil ist die Schwellenspannung Vt.
Wir untersuchen hier den Einfluss des Schwellspannungswerts auf das Schaltverhalten und die Auswirkungen
auf das geschaltete Nutzsignal, dabei werden auch die Eigenschaften der Steuerspannung berücksichtigt.
Die auftretenden Probleme sind in der PDF-Datei ausführlich erläutert und bebildert (u.a. unten Bild 07, 08)
und die zum Nachvollziehen erforderlichen Schaltungen befinden sich im Archiv.
RudiS
- Es ist zwingend eine Modelldeklaration für den Schalter notwendig, sonst kommt es zu einer Fehlermeldung.
- Ein "leeres" Modell geht auch (ohne Parameter)
- Man kann den Anfangszustand des Schalters durch Attribute festlegen
- Zum Ein- und Ausschalten muss man den Parameter Schwellenspannung (Vt) deklarieren
und ihm einen Wert grösser Null zuweisen (Vorgabe Vt=0).
In diesem zweiten Teil wollen wir die Parameter Ron, Roff und Vt untersuchen um zu sehen, was es bei diesen Parametern zu beachten gilt.
Wir beginnen mit Ron, in der Vorgabe 1 Ohm. Damit kann man leben. Besser wäre vielleicht 100 mOhm. CMOS-Schalter vom Typ 4066 z.B. haben jedoch
keinen derart geringen Einschaltwiderstand, er liegt so im Bereich 100 - 200 Ohm, abhängig von der Betriebsspannung.
Roff hat den default-Wert 1/Gmin. Leider gibt es in der LTspice-Hilfe keine Erläuterung zu Gmin (mehr zu Gmin in der
beigefügten PDF-Datei), ein Zahlenwert ist in den Einstellungen unter dem Tab "SPICE" vermerkt: Gmin=1e-12.
Somit beträgt der Aus-Widerstand 1 TOhm (Teraohm) [ als Anmerkung: CMOS-Schalter vom Typ 4066 liegen so
bei 1 GOhm]. Das sollte für die meisten Fälle reichen.
Trotzdem sieht man oft Modelle, in denen Roff mit 1 MegOhm deklariert ist. Dabei kann es jedoch zu einem
Bleed-through kommen, d.h. auch im ausgeschalteten Zustand lässt der Schalter eine geringe Spannung durch,
es fliesst ein Leckstrom. (siehe unten Bild 02)
Der nächste und letzte Parameter für diesen zweiten Teil ist die Schwellenspannung Vt.
Wir untersuchen hier den Einfluss des Schwellspannungswerts auf das Schaltverhalten und die Auswirkungen
auf das geschaltete Nutzsignal, dabei werden auch die Eigenschaften der Steuerspannung berücksichtigt.
Die auftretenden Probleme sind in der PDF-Datei ausführlich erläutert und bebildert (u.a. unten Bild 07, 08)
und die zum Nachvollziehen erforderlichen Schaltungen befinden sich im Archiv.
RudiS
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