LTspice 教程解釋了有兩種不同類型的 SPICE 模型：由簡單的 .MODEL 語句定義的和由更復(fù)雜的 .SUBCKT 語句定義的。.MODEL 語句定義了簡單的組件，例如二極管、晶體管、MOSFET 等，其中包含 SPICE 程序編寫者提供給我們的預(yù)定義特性列表。運算放大器、比較器等更深奧的組件由更通用的 .SUBCKT 模型定義。

最初創(chuàng)建 SPICE（不是 LTspice）時，程序員為用戶提供了特定數(shù)量的特性來定義某些組件。對于 MOSFET，這包括柵極源極開啟電壓、跨導(dǎo)、柵極電阻、源極和漏極連接等。這些被稱為 1 級參數(shù)并定義了 MOSFET 最重要的參數(shù)。在后來的幾年里，MOSFET 制造商希望進一步表征他們的 MOSFET，而不受 SPICE 作者提供給他們的固定參數(shù)列表的限制。因此，他們轉(zhuǎn)向 .SUBCKT 定義以允許他們擴展參數(shù)列表。這些被稱為 2 級和 3 級參數(shù)，描述了 MOSFET 的原始 SPICE 定義中未定義的 MOSFET 特性。然而，為了使模型更加復(fù)雜，他們減慢了 MOSFET 的仿真時間。

因此，LTspice 使用更簡單的 .MODEL 語句來定義 MOSFET 的特性。如果使用第 3 方 MOSFET 模型導(dǎo)致仿真性能非常慢，這可能是因為該模型是使用 .SUBCKT 模型定義的，并且包含許多在了解電路性能時不需要的參數(shù)。

要創(chuàng)建給定 MOSFET 的 LTspice 模型，您需要原始數(shù)據(jù)表和該 MOSFET 的 pSPICE 模型。 

在 LTspice 中定義 MOSFET 所需的參數(shù)如下：

Rg 柵極歐姆電阻 Rd 漏極歐姆電阻（這不是 RDSon，而是鍵合線的電阻） Rs 源極歐姆電阻。 Vto 零偏置閾值電壓。 Kp – 跨導(dǎo)系數(shù) Lambda 漏電流隨 Vds 的變化 Cgdmax 最大柵漏電容。 Cgdmin 最小柵漏電容。 Cgs 柵極到源極電容。 Cjo 寄生二極管電容。 是寄生二極管飽和電流。 Rb 體二極管電阻。

Rg、Rd 和 Rs 是將管芯連接到封裝的鍵合線的電阻。

Vto 是 MOSFET 的開啟電壓。

Kp 是 MOSFET 的跨導(dǎo)。這決定了在給定柵源電壓下流過的漏電流。

Lambda 是漏極電流隨漏源電壓的變化，與 Kp 一起用于確定 RDSon。

Cgdmax 和 Cgdmin 是柵極漏極電容的最小值和最大值，通常在 MOSFET 數(shù)據(jù)表中以 Crss 表示。電容器的電容與其極板之間的距離成反比。當MOSFET導(dǎo)通時，柵極與漏極導(dǎo)電溝道的距離等于絕緣柵氧化層的厚度（較小），因此柵極漏極電容較高。當 MOSFET 關(guān)斷時，柵漏區(qū)較大，使得柵漏電容較低。這可以在Crss的圖上看到。

Cgs 是柵源電容。盡管它會隨柵源電壓而略有變化，但 LTspice 假定它是恒定的。

Is 是寄生體二極管飽和電流。

Rb 是體二極管的串聯(lián)電阻。

Fairchild FDS6680A MOSFET 在 LTspice 中被定義為

.model FDS6680A VDMOS(Rg=3 Rd=5m Rs=1m Vto=2.2 Kp=63 Cgdmax=2n Cgdmin=1n Cgs=1.9n Cjo=1n Is=2.3p Rb=6m mfg=Fairchild Vds=30 Ron=15m Qg =27n)

注意：LTspice 實際上忽略了特性 Vds、Ron 和 Qg。添加這些只是為了幫助用戶比較 MOSFET。

因此，一個示例模板 MOSFET 模型是

.model XXXX VDMOS(Rg= Rd=5 Rs=1 Vto= Kp= Cgdmax= Cgdmin= Cgs= Cjo= Is= Rb= )

我們現(xiàn)在將為 Vishay 的 SUM75N06 和 SUM110N04 低導(dǎo)通電阻 MOSFET 構(gòu)建 MOSFET 模型

SUM75N06 數(shù)據(jù)表         原裝 SUM75N06 型號 

SUM110N04 數(shù)據(jù)表         原裝 SUM110N04 型號

SUM75N06 具有中等偏低的導(dǎo)通電阻和中等偏低的 Qg，因此適合作為同步降壓轉(zhuǎn)換器中的頂級 FET。SUM110N04 具有高 Qg 但導(dǎo)通電阻較低，因此適合作為同步降壓轉(zhuǎn)換器中的底部 FET（參見 降壓轉(zhuǎn)換器設(shè)計）。

最終的 SPICE 模型可以在這里下載： SUM75N06 LTspice 模型

最終的 SPICE 模型可以在這里下載： SUM110N04 LTspice 模型

然后可以使用這些測試夾具測試 SPICE 模型：

RDSon 測試治具（文末下載）

要測試 MOSFET 的 RDSON，請將模型導(dǎo)入 LTspice 測試電路。查看數(shù)據(jù)表以了解 RDSOn 是如何測試的。它將以一定的柵源電壓和一定的漏電流為特征。

運行模擬。探測漏極電壓。探測漏電流。編輯 Drain current 圖標以讀取V(drain)/Id(M1)。這會將軸之一更改為讀取導(dǎo)通電阻。您可能需要稍微更改參數(shù) Kp 以匹配數(shù)據(jù)表性能。

開關(guān)時間測試治具（文末下載）

要測試 MOSFET 的開關(guān)時間，請將模型導(dǎo)入 LTspice 測試電路。檢查數(shù)據(jù)表以了解如何測試開關(guān)時間。它們將具有特定的柵極驅(qū)動電壓、柵極驅(qū)動電阻和漏極電壓，并且響應(yīng)時間將在漏極電流斜升至特定水平時表征。

運行模擬。探測柵極電壓。探測漏電流。放大柵極/漏極波形的上升沿。左鍵單擊 Drain current 軸并重新調(diào)整軸以稍微測量當前所需的漏極電流?，F(xiàn)在可以測量時間。上升時間通常在所需電壓擺幅的 10% 至 90% 上測量。您可能需要稍微更改模型電容以滿足數(shù)據(jù)表性能。