使用 SPICE 作为 MOSFET 功耗计算器

2021-08-09

使用 SPICE 作为 MOSFET 功耗计算器

电路图和原理图构成了 PCB 设计的核心，可靠性要求您计算电路中的功耗。某些组件（如 MOSFET）具有明确定义的电气额定值，但确定您的设计是否符合这些额定值并不是一个简单的问题。计算有源元件、某些半导体和 MOSFET 的功耗需要采用实现实际元件模型的 SPICE 封装。

对于需要 MOSFET 功耗计算器的设计人员，可以使用易于使用的 SPICE 仿真包来快速计算 MOSFET 中的功耗。Altium Designer 更新的 SPICE 仿真引擎可以帮助您快速创建 MOSFET 电路并分析功耗以确保设计可靠性。您还可以使用全面的 PCB 布局编辑器来帮助您准备用于生产的真实电路板。

最好的电子设计软件，为设计专业人士提供先进的 CAD 工具。

寻找可靠的实用程序来计算有源设备中的电路行为可能很困难。有些电路无法使用标准电路技术进行分析，因为这些问题涉及复杂的超越方程，需要迭代数值算法来解决。在此类问题中，需要在电路设计软件中使用仿真工具来帮助您评估设计可靠性。

需要评估可靠性的一些常见电路是 MOSFET 电路，特别是功率 MOSFET 和放大器。这些电路无处不在，因为 MOSFET 在许多以高功率和高频率运行的应用中取代了 BJT。由于这些组件可以在高功率下运行并在运行过程中达到高温，设计人员可能会开始寻找 MOSFET 功耗计算器来确保设计可靠性。

虽然没有简单的计算器应用程序可以帮助您确保 MOSFET 电路的可靠运行，但 Altium Designer 包含您设计和仿真 MOSFET 电路所需的一切，以便您确保组件的可靠供电。继续阅读以了解您可以在 Altium Designer 中设计什么以及如何模拟您的 MOSFET 功率分布。

使用 SPICE 作为 MOSFET 功耗计算器

要运行 MOSFET 功耗的简单仿真，您必须首先使用电路编辑器或原理图创建软件应用程序来构建 MOSFET 电路。最好的软件将使您能够访问全面的组件库，以便您可以构建电路和仿真。下面的示例图像显示了一个连接到高阻抗负载的简单 MOSFET 放大器电路。该电路是在 Altium Designer 中构建的，可以使用基本的 SPICE 包轻松进行仿真。

MOSFET 功耗计算器模拟。
在此电路中，您可以运行瞬态分析仿真来检查电路如何达到稳定状态。这个简单的电路是一个更大系统的一部分，但它可以很容易地单独模拟以确定功率输出。通过将电压差（用上图中的探头测量）和通过电阻器 R13 的电流相乘，得出功率输出。

由于 Altium Designer 中的原理图编辑器可以访问具有通用仿真组件的组件库，因此只需几分钟即可设置上述电路并开始运行仿真。原理图编辑器包括一个带有简化界面的 SPICE 仿真包，允许您访问分析任何电路所需的标准仿真集。您不仅限于设计中的通用仿真组件，还可以为组件分配 SPICE 子电路模型，以便更好地预测和建模设计的电气行为。

Altium Designer 中更高级的模拟

虽然 Altium Designer 中的瞬态功率计算很有用，但它们并不是您可以执行的唯一模拟。可以在 Altium Designer 的原理图编辑器中执行针对 MOSFET 电路的任何 SPICE 仿真。使用 Altium Designer 中的全套设计工具，而不是使用单独的原理图创建工具和电路模拟器。原理图、电路图、模拟以及最终的 PCB 布局都可以在 Altium Designer 中一起访问。

您的 MOSFET 功耗计算从使用电路图创建原理图开始。

制造商零件搜索面板可帮助您搜索电子产品供应链，并为您的原理图设计找到具有经过验证的 PCB 封装的真实组件。 

如果您不熟悉 SPICE 仿真，我们已经汇总了您成功使用此标准仿真包所需了解的基本信息。

ltium Designer 中的制造商部件搜索面板使您可以访问设计的原理图符号和 PCB 封装。

构建和仿真更复杂的 MOSFET 电路

使用 MOSFET 功率耗散计算器的主要目标是确保您的 MOSFET 不会散发过多热量而导致它们过热和失效。直流操作期间的过热和开关期间的高瞬态电流消耗，然后是快速过热，是 MOSFET 故障的最常见原因。为了防止过多的电流消耗、功耗和过热，MOSFET 电路会变得更加复杂。

一种选择是将 MOSFET 并联，以便它们仍然可以在系统中提供所需的电流。通过并联放置 MOSFET，总功耗在阵列中的 MOSFET 之间分配。这种安排需要仿真以确保电路在开关期间不会产生不需要的振荡或过流。SPICE 仿真与实际组件模型仍可用于检查这些更复杂的 MOSFET 电路以及您设计中的其他电路。

分层示意图可以帮助您保持井井有条

Altium Designer 的原理图编辑器允许您为项目创建层次结构，以帮助您组织电路并保持高效。设计人员可以实施平面、分层或多通道设计结构，以便可以创建和模拟更复杂的电路。捕获原理图并将 CAD 数据分配给组件后，您就可以将设计导入新的 PCB 布局。

分层项目结构可帮助您保持井井有条并构建复杂的 PCB。 

并联 MOSFET 通常用于需要高电流的功率转换器和电机控制系统。 

Altium Designer 强大的原理图编辑器为您提供了为一系列应用（例如照明系统）设计带有 MOSFET 的高功率系统所需的工具。 

MOSFET 可以并联使用，应模拟这些电路以确保稳定性。

轻松过渡到您的 PCB 布局

完成电路板原理图后，您就可以将组件导入 PCB 布局，并且可以开始在电路板布局中排列组件。Altium Designer 在集成的 PCB 布局编辑器中包含一整套 CAD 工具，因此您可以快速导入和布置电路板中的组件。当其他电路板设计平台将您的设计特征分离到不同的应用程序中时，Altium Designer 使您可以通过单一工作流程访问一个应用程序中所需的一切。

在 Altium Designer 中完成电路设计和 PCB 布局

只有 Altium Designer 包含创建和仿真 MOSFET 电路、随后创建 PCB 布局和布线电路板所需的一切。当您准备好生产电路板时，您可以使用 Altium Designer 从电路板布局数据快速生成 PCB 制造文件。使用 OutJob 文件获取您的 PCB 数据并生成 PCB 制造商所需的标准可交付成果。

Altium Designer 为您提供将您的想法变为现实所需的一切。您可以在 Altium Designer 中构建从简单的 MOSFET 电路到高级电子产品的任何东西。 

Altium Designer 用户界面的强大功能来自集成的设计规则引擎，可让您的设计功能在单个程序中协同工作。 

所有 Altium Designer 用户都可以通过 Altium 365 平台共享他们的设计。设计团队使用 Altium 365 在安全的云环境中保持生产力并共享设计数据

Altium Designer 中集成的 SPICE 仿真包生成的 MOSFET 仿真结果。

Altium Designer 中的原理图编辑器和 SPICE 仿真包可为您提供您期望在 MOSFET 功耗计算器中找到的一切。当您需要一整套组件创建和管理工具时，请使用业界最佳的 ECAD 实用程序来创建和模拟您的电路。

Altium 365上的 Altium Designer为电子行业提供了前所未有的集成度，直到现在都被降级为软件开发领域，使设计人员可以在家工作并达到前所未有的效率水平。