LTspiceで温度解析

トランジスタやダイオードといった半導体には温度特性が存在します。したがって、半導体を使った回路は多かれ少なかれ温度ドリフトの影響を受けます。この温度ドリフトの影響を評価するために、SPICEには素子の温度特性を表すパラメータが用意されています。

今回はこの温度特性パラメータを持ったモデルに対して、LTspiceで温度を指定したシミュレーションをする方法を書きます。

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トランジスタの温度特性


トランジスタやダイオードは、ジャンクションの温度によってその特性が変化します。
以下に示すのは、東芝セミコンダクタの2SC1815のデータシートからの引用です。


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fig.1: 2SC1815のIb-Vbe特性


このように、100℃と-25℃という極端な条件での比較になりますが、Vbeに約0.2Vもの差が出ることが分かります。

.tempを用いた温度解析



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fig.2: 2N2222のIb-Vbe特性試験回路

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fig.3: 2N2222のIb-Vbe特性試験グラフ


LTspiceで温度を指定する場合は、.temp命令を使います。書式は

.temp <T1> <T2> ・・・

で、<T1>,<T2>・・・は摂氏です。
上の例では、緑のラインが0℃、青が25℃、赤が50℃です。

また、この書式は

.STEP TEMP LIST <T1> <T2> ・・・

と同じ意味です。

温度解析をする上での注意


温度解析が意味を持つのは、温度特性を考慮したモデルを用いた場合のみであるということには注意が必要です。
SPICEモデルの現実とのズレの例 その1では、メーカー製のOPアンプのモデルが消費電力まで考慮に入れたモデリングをしていないということを書きましたが、おそらく温度特性も考慮されていない場合が多いと思います。
また、抵抗やコンデンサといった普通の回路素子も温度解析ができません。

関連エントリ




参考URL




参考文献




付録


このエントリで使用したLTspiceのシミュレーション用ファイルを添付します。ファイル名末尾の".txt"を削除して、"_"を"."に変更すれば使えるはずです。



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