MICHÁLEK, B. Model tranzistoru MOSFET v programu SystemVision [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2016.
Autor semestrální práce Branislav Michálek úspěšně splnil zadání a vytvořil velice přesný model NMOS FET tranzistoru, používaný v našich výrobcích společnosti Honeywell. Autor použil pro modelování SPICE model první úrovně a tento model popsal v programu VHDL-AMS pro simulátor SystemVision požívaný běžně v naší společnosti. Autor práce samostatně zvládl osvojení simulací pomocí nástroje SystemVision, včetně modelovaní tranzistorů ve VHDL. Nad rámec našeho zadání navíc úspěšně optimalizoval parametry modelu pomoci matematického programu MATLAB. Posudek vypracoval odborný konzultant projektu Ing. Milan Krkoška, Honeywell, spol s r.o.
Bakalářská práce se zabývá návrhem modelů MOSFET tranzistorů pro simulátor SystemVision firmy Mentor Graphics. Metodika návrhu měla být ověřena na minimálně třech vybraných tranzistorech a přesnosti modelů srovnány s charakteristikami uváděnými v datascheetech výrobců. V úvodních částech práce se student z obecného pohledu zabývá problematikou vývoje polem řízených tranzistorů, jejich parametry, charakteristikami a také typickými modely, které lze v současnosti nalézt v simulátoru OrCAD PSpice. Diskutovány jsou rovněž vlivy výrobních tolerancí a teploty a způsoby jejich modelování, včetně problematiky optimalizace parametrů modelů. Tři konkrétní tranzistory byly zadány firmou Honeywell, dva typu NMOS, jeden PMOS, u kterých se ukázalo, že modely dodávané výrobci vykazují při simulacích poměrně velké odchylky od katalogových charakteristik. Pro vytvoření nových modelů vyšel autor z jednoduššího SPICE modelu LEVEL1, který umožňuje zahrnout chování vnitřního tranzistoru a dvou parazitných jevů, modulaci délky kanálu a nenulové odpory oblastí drain a source. Student uvádí, že s přesnějším semi-empirickým modelem LEVEL3 nebylo dosaženo požadovaného výsledku, důvody však nejsou vůbec diskutovány. Pro účely optimalizace parametrů modelů bylo využito programu Matlab a jeho funkcí, a dále programu WebPlotDigitizer, pomocí kterého byla z charakteristik tranzistorů v datascheetech sejmuta potřebná data a vytvořeny vstupní textové soubory pro Matlab. Lze konstatovat, že plně uspokojivých výsledků bylo dosaženo pouze pro tranzistor FDMC89521L (NMOS) firmy Fairchild Semiconductor, kde jak výstupní, tak převodní charakteristiky modelu jsou ve velmi dobré shodě s charakteristikami katalogovými. U tranzistoru MGSF2N02EL (NMOS) firmy ON Semiconductor je evidentní posun u převodní charakteristiky, u posledního tranzistoru DMG2305UX (PMOS) firmy Diodes Incorporated jsou nepřesnosti u obou typů charakteristik. Student to vysvětluje jednoduchostí použitého modelu, vyvstává však nezodpovězená otázka, proč byla snaha o použití modelu složitějšího neúspěšná. Vysvětlení na základě použití různých fyzických kusů tranzistorů pro měření výstupních a převodních charakteristik pro účely vytvoření datascheetu se mi zdá být problematické. V práci jsou po formální stránce další nepřesnosti, jako např. odkazy na vzorce v textu v nesprávném formátu (čísla vzorců bez závorek), odkaz na obr. 6 je v textu mylně jako obr. 5, odkaz na rovnice (2.3) a (2.4) na straně 20 je chybný, má být (2.7) a (2.8), pro absolutní odchylku dle (3.3) je použit identický symbol jako pro relativní odchylku dle (3.4). V kap. 2.3 se dále uvádí, že SPICE model LEVEL3 a jeho rovnice vychází z modelu LEVEL2, ačkoliv tento není v práci vůbec diskutován. Přenosové charakteristiky s teplotní závislostí na obr. 19 jsou velmi nepřehledné, datascheetové a simulované průběhy jsou sice odlišeny plnými a čárkovanými čarami, ale v různých barvách, které jsou často blízké barvám průběhů jiných teplot. Z průběhů je také patrné, že odchylky jsou poměrně výrazné a že model dostatečně nepostihuje skutečný vliv teploty. Vliv výrobních tolerancí nebyl na navržených modelech simulován. I přes uváděné nedostatky považuji zadání práce za uspokojivě splněné, práce může sloužit jako dobrý základ pro vývoj přesnějších modelů tranzistorů MOSFET.
eVSKP id 93387