Schaltungstechnik

62 2 Entwicklungs- und Analysemethodik
2.2-21. Als Schnittstelle der Diode nach außen werden in der „Port“-Declaration
innerhalb der „Entity“ mit „Terminal“ die Anschlussklemmen „anode“ und
„cathode“ festgelegt.
library IEEE, DISCIPLINES;
use IEEE.math_real.all;
use DISCIPLINES.electromagnetic_system.all;
entity Diode is
generic (
iss : real := 1.0e-14;
n, rs : real := 1.0;
tt, cj0, vj : real := 0.0);
port (terminal anode, cathode : electrical);
end entity Diode;
architecture level0 of Diode is
quantity vd across id, ic through anode to cathode;
quantity qc: charge;
constant vt : real := 0.0258; -- thermal voltage
begin -- Level0
id == iss * (exp((vd-rs*id)/(n*vt)) - 1.0);
qc == tt*id - 2.0*cj0 * sqrt(vj**2 - vj*vd);
ic == qc'dot;
end architecture level0;
Bild 2.2-21: Modellbeschreibung einer Diode (level0) in VHDL-AMS
Über Generic-Attribute in der „Entity“-Declaration sind die Modellparameter für
das Diodenmodell erklärt und vorbesetzt. In der „Architecture“-Beschreibung lässt
sich das elektrische Verhalten durch die Modellgleichungen für die Halbleiterdiode
festlegen. Dazu kann u.a. eine Ladung (qc) definiert und deren Ableitung (qc´dot)
gebildet werden. Zwischen den Anschlusspins „anode“ und „cathode“ werden mit
quantity vd across id, ic through anode to cathode;
die Spannung „vd“ von „anode“ nach „cathode“ und die beiden Zweigströme id
und ic von „anode“ nach „cathode“ als Flussgrößen definiert. Die Modellgleichungen
der Diode lauten schließlich:
id == iss * (exp((vd-rs*id)/(n*vt)) - 1.0);
qc == tt*id - 2.0*cj0 * sqrt(vj**2 - vj*vd);
ic == qc'dot;
mit „vt“ als Konstante für die Temperaturspannung definiert im Deklarationsteil
der „Architecture“ und den Modellparametern „iss“, „rs“, „n“, „tt“, „cj0“, „vj“, die
über die „Generic“-Deklaration in der „Entity“ erklärt und mit „Default“-Werten
vorbesetzt werden.
Als drittes Schaltkreiselement der Testschaltung in Bild 2.2-19 muss neben dem
Modell für den Widerstand und die Diode ein Modell für die Spannungsquelle eingeführt
werden. Bild 2.2-22 zeigt das Modell für eine DC-Spannungsquelle. Die
Anschlussklemmen der Spannungsquelle werden als „Terminal“ vom Typ „electrical“
mit „plus“ und „minus“ deklariert. Die Übergabe des DC-Wertes der Spannungsquelle
erfolgt über ein „Generic“-Attribut.