如果有足夠的時間，大多數(shù)工程師都有正確的意圖。作為一名工程師，您多久想要了解電路應用中每個部件的行為方式？是的——檢查一下。半導體公司的模型通常是否真實代表了電路應用條件下的器件？呃……不確定。即使有正確的意圖，在全面、快速地了解供應商提供的仿真模型是否準確地表示給定應用空間中的設備方面仍然存在差距。
    與競爭模型不同，飛兆半導體的超級結 MOSFET 和 IGBT SPICE 模型基于適用于整個技術平臺的一個物理可擴展模型，而不是針對每種器件尺寸和變化的獨立離散模型庫。該模型直接跟蹤布局和工藝技術參數(shù)（圖 1）?？蓴U展的參數(shù)允許使用 CAD 電路設計工具進行設計優(yōu)化。常見的情況是，固定、離散器件尺寸或額定值的庫中可能不存在針對給定應用的器件。因此，設計人員常常受到次優(yōu)設備的束縛。圖 2 顯示了一種模型能夠跟蹤超級結 MOSFET 中具有挑戰(zhàn)性的縮放 CRSS 特性以及 IGBT 中的傳輸特性。
    從歷史上看，SPICE 級別的功率 MOSFET 模型一直基于簡單的離散子電路或行為模型。簡單的子電路模型通常過于初級，無法充分捕獲所有器件性能，例如 IV（電流與電壓）、CV（電容與電壓）、瞬態(tài)和熱行為，并且不包含與器件結構和工藝參數(shù)的任何關系。電熱行為模型提高了準確性，但模型與物理器件結構和工藝參數(shù)的關系并不明顯。此外，此類行為模型還存在速度和收斂問題。這是一個關鍵點，設計者不希望模型只是被扔到墻上而無法收斂或由于某些數(shù)值溢出錯誤而在模擬中立即失敗。

  

    Fairchild 的新 HV SPICE 模型不僅僅是匹配數(shù)據(jù)表。進行廣泛的器件和電路級表征以確保模型的準確性。例如，使用行業(yè)標準雙脈沖測試電路來驗證模型的精度，如圖 3 所示。模型的電熱精度是通過實際電路工作條件下的器件運行來驗證的（圖 4），而不僅僅是數(shù)據(jù)表冷卻曲線。具有電熱啟用符號的完整電熱仿真功能（圖 5）允許系統(tǒng)級電熱優(yōu)化。

    現(xiàn)在，新開發(fā)的基于物理的、可擴展的 SPICE 模型封裝了工藝技術，處于設計周期的前沿。設計人員可以通過 SPICE 模型在器件制造之前模擬產品性能，從而縮短設計和制造周期，從而降低成本并加快上市時間。SPICE 模型可與新的 HV 技術開發(fā)同時使用，從而實現(xiàn)虛擬產品原型設計。在成熟的技術中，設計人員可以通過這些新開發(fā)的 SPICE 模型擴展到不存在的器件尺寸，以優(yōu)化性能。