一、原理

电容的阻抗为:

假设在电容两端施加频率为 f 的小信号电压 v ,电容上流过的小信号电流为 i ,那么三者有如下关系:

用1v ac电压源来仿真,不要用电流源! dc电压看你的直流工作点来给定   2023/10/1

二、仿真

设置频率为1/2pi,这样算出来斜率即为1/C。设置f为0.159155

 斜率就是1/C,解算出来电容大小即为7.835pF。

S参数仿真求阻抗

S参数仿真在模拟电路中使用的频率并不高,主要在高频电路中会用到,S参数仿真的具体内容小目同学也不甚了解,利用S参数仿真可以直接得到两端器件的阻抗信息。

S参数的仿真电路图如上所示,需要利用analogLib库中的port器件,并设置其source type参数为dc,DC voltage设置为变量「VB」。

按照上面内容设置完port源之后,在ADE L中选择sp仿真,在Ports一栏选择原理图中的port器件,然后在固定频率下扫描电容的偏压「VB」,其中频率固定为 f=12π.

按照上面内容设置完仿真器之后,直接运行仿真即可,sp仿真可以直接得到port器件两端的阻抗值。

仿真结束之后,在ADE L窗口,通过选择:Results->Direct Plot->Main Form,然后在对话框中按照下图所示选择仿真结果。

需要注意的是sp仿真得到的是阻抗值,按照上面公式所述,由于仿真时取频率为 f=12π ,所以得到的阻抗值在数值上与电容值的倒数一样,那么对仿真结果取倒数即可得到电容值。

注意:在选择输出仿真结果时,可以选择Magnitude或者Imaginary两种(两种结果差异可以忽略),不过Imaginary结果其值为负数,这与最开始的理论也是一致的,即:对于理想电容,其阻抗为一个负虚数

下图为处理后的sp仿真结果,黄色曲线为理想电容,接近1pF,其中误差值来源于固定频率的值使用了近似数,红色曲线为MOS电容的电压-电容曲线。

细心的同学会发现以上两种方法的仿真结果略有差异,对于存在的差异小目同学暂时没有搞清楚,由于两种仿真的差异很小,所以实际工作中只需要选择其中一种方法即可。

以上两种方法不仅适用于MOS电容的电压-电容曲线仿真,而且适用于所有类型电容的电压-电容曲线仿真。

如何仿真MOS电容的电压-电容曲线? - 知乎

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