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发光二极管

指数发光二极管，具有光功率输出端口

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  • 库:

  • Simscape /电气/传感器和传感器

  • 发光二极管块

描述

的<年代pan class="simscapeblock">发光二极管块表示一个发光二极管作为一个指数二极管串联一个电流传感器。在信号端口W处呈现的光功率等于流过二极管的电流与的乘积<年代trong class="guilabel">单位电流的光功率参数值。

指数二极管模型提供了下列二极管电流之间的关系<年代pan class="emphasis">我二极管电压<年代pan class="emphasis">V：

我 ＝ 我 年代 ⋅ （ e 问 V N k T 米 1 − 1 ）

地点:

  • 问是电子的基本电荷(1.602176e-19库仑)。

  • k为玻尔兹曼常数(1.3806503e-23 J/K)。

  • N为发射系数。

  • 是为饱和电流。

  • T<年代ub>m1二极管参数所指定的温度是否由<年代trong class="guilabel">测量温度参数值。

当<年代pan class="inlineequation">（问V/NkT<年代ub>m1) > 80，块代替<年代pan class="inlineequation"> e 问 V N k T 米 1 与<年代pan class="inlineequation">（问V/NkT<年代ub>m1e - 79)<年代up>80，它与二极管电流的梯度在<年代pan class="inlineequation">（问V/NkT<年代ub>m1) = 80和线性外推。当<年代pan class="inlineequation">（问V/NkT<年代ub>m1) < -79，块代替<年代pan class="inlineequation"> e 问 V N k T 米 1 与<年代pan class="inlineequation">（问V/NkT<年代ub>m1+ 80)<年代up>-79年，这也匹配梯度和外推线性。典型的电路不会达到这些极端值。该块提供了这种线性外推，以帮助收敛求解约束时，在模拟。

当您选择使用参数IS和N为<年代trong class="guilabel">参数化参数时，您可以根据<年代trong class="guilabel">饱和电流和<年代trong class="guilabel">发射系数N参数。当您选择使用I-V曲线数据点为<年代trong class="guilabel">参数化参数时，在二极管I-V曲线上指定两个电压和电流测量点，然后块导出<年代pan class="emphasis">是和<年代pan class="emphasis">N值。当您指定电流和电压测量时，块进行计算<年代pan class="emphasis">是和<年代pan class="emphasis">N如下:

  • N ＝ （ （ V 1 − V 2 ） / V t ） / （ 日志 （ 我 1 ） − 日志 （ 我 2 ） ）

  • 是 ＝ （ 我 1 / （ 经验值 （ V 1 / （ N V t ） ） − 1 ） + 我 2 / （ 经验值 （ V 2 / （ N V t ） ） − 1 ） ） / 2

    地点:

    • V<年代ub>t＝kT<年代ub>m1/问．

    • V<年代ub>1和<年代pan class="emphasis">V<年代ub>2值是否在<年代trong class="guilabel">电压(V1 V2)向量。

    • 我<年代ub>1和<年代pan class="emphasis">我<年代ub>2值是否在<年代trong class="guilabel">电流(I1 I2)向量。

    指数二极管模型提供了包含结电容的选项:

    • 当您选择固定或零结电容为<年代trong class="guilabel">参数化参数，电容是固定的。

    • 当您选择使用参数CJO, VJ, M和FC为<年代trong class="guilabel">参数化参数时，块使用系数<年代pan class="emphasis">CJO，<年代pan class="emphasis">VJ，<年代pan class="emphasis">米,<年代pan class="emphasis">足球俱乐部计算由结电压决定的结电容。

    • 当您选择使用C-V曲线数据点为<年代trong class="guilabel">参数化参数时，块使用C-V电容曲线上的三个电容值来估计CJO，VJ，米并将这些值与指定的值足球俱乐部计算由结电压决定的结电容。块计算CJO，VJ，米如下:

      • C J 0 ＝ C 1 （ （ V R 2 − V R 1 ） / （ V R 2 − V R 1 （ C 2 / C 1 ） − 1 / 米 ） ） 米

      • V J ＝ − （ − V R 2 （ C 1 / C 2 ） − 1 / 米 + V R 1 ） / （ 1 − （ C 1 / C 2 ） − 1 / 米 ）

      • 米 ＝ 日志 （ C 3. / C 2 ） / 日志 （ V R 2 / V R 3. ）

        地点:

        • V<年代ub>R1，V<年代ub>R2,V<年代ub>R3值是否在<年代trong class="guilabel">反向偏置电压[VR1 VR2 VR3]向量。

        • C<年代ub>1，C<年代ub>2,C<年代ub>3.值是否在<年代trong class="guilabel">对应电容[C1 C2 C3]向量。

        这是无法估计的足球俱乐部的值，因此必须指定它的值<年代trong class="guilabel">电容系数FC参数。在缺少适合此参数的数据时，使用典型值0.5。

        反向偏置电压(定义为正值)应满足V<年代ub>R3>V<年代ub>R2>V<年代ub>R1．这意味着电容应该满足要求C<年代ub>1>C<年代ub>2>C<年代ub>3.反向偏压使损耗区变宽，从而降低电容。违反这些不平等会导致一个错误。电压V<年代ub>R2和V<年代ub>R3应该远离Junction电位吗VJ．电压V<年代ub>R1应该小于Junction电位吗VJ，其典型值为V<年代ub>R10.1 V。

        电压相关结是根据电容电荷存储来定义的问<年代ub>j为:

        • 为<年代pan class="inlineequation">V<足球俱乐部·VJ：

          问 j ＝ C J 0 ⋅ （ V J / （ 米 − 1 ） ） ⋅ （ （ 1 − V / V J ） 1 − 米 − 1 ）

        • 为<年代pan class="inlineequation">V≥足球俱乐部·VJ：

          问 j ＝ C J 0 ⋅ F 1 + （ C J 0 / F 2 ） ⋅ （ F 3. ⋅ （ V − F C ⋅ V J ） + 0．5 （ 米 / V J ） ⋅ （ V 2 − （ F C ⋅ V J ） 2 ） ）

          地点:

          • F 1 ＝ （ V J / （ 1 − 米 ） ） ⋅ （ 1 − （ 1 − F C ） 1 − 米 ） ）

          • F 2 ＝ （ 1 − F C ） 1 + 米 ） ）

          • F 3. ＝ 1 − F C ⋅ （ 1 + 米 ）

            这些方程与[2]中使用的方程相同，不同之处在于<年代pan class="emphasis">VJ和<年代pan class="emphasis">足球俱乐部不是建模。该模型不包括影响高频开关应用性能的扩散电容项。

            的<年代pan class="block">发光二极管块包含了几个选项，用于模拟二极管电流电压关系对温度的依赖关系。结电容的温度依赖性没有建模，这是一个小得多的影响。具体操作请参见二极管参考页面。

            热的港口

            该块有一个可选的热端口，默认隐藏。要暴露热端口，右键单击模型中的块，然后从上下文菜单中选择<年代trong class="guimenuitem">Simscape><年代trong class="guimenuitem">块的选择><年代trong class="guimenuitem">显示热港口．此操作显示热端口<年代trong class="guilabel">H在块图标上，并公开<年代trong class="guilabel">热的港口参数。

            使用热端口模拟产生的热量和设备温度的影响。有关使用热端口的更多信息<年代trong class="guilabel">热的港口参数,看到模拟半导体的热效应．

            变量

            使用<年代trong class="guilabel">变量段的块接口，在模拟之前为块变量设置优先级和初始目标值。有关更多信息，请参见设置块变量的优先级和初始目标．

            假设和限制

            • 当您选择使用I-V曲线数据点为<年代trong class="guilabel">参数化参数，选择一对二极管开电压附近的电压。通常这是在0.05到1伏特的范围内。使用该区域以外的值可能会导致数值问题和对<年代pan class="emphasis">是和<年代pan class="emphasis">N．

            • 您可能需要使用非零欧姆电阻和结电容值，以防止数值模拟问题，但当这些值设置为零时，模拟可能运行得更快。

            港口

            输出

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            物理信号端口与光输出功率相关。

            保护

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            与阳极相关的电保存端口。

            与阴极相关的电保存端口。

            参数

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            主要

            发光二极管产生的光功率的单位电流流过二极管。

            选择以下方法进行模型参数化:

            • 使用I-V曲线数据点-指定二极管I-V曲线上两点的测量数据。这是默认方法。

            • 使用参数IS和N—指定饱和电流和发射系数。

            块用于计算的二极管I-V曲线上两点上的电流值的向量<年代pan class="emphasis">是和<年代pan class="emphasis">N．

            依赖关系

            只有勾选时，此参数才可见使用I-V曲线数据点为<年代trong class="guilabel">参数化参数。

            块用于计算的二极管I-V曲线上两点电压值的向量<年代pan class="emphasis">是和<年代pan class="emphasis">N．

            依赖关系

            只有勾选时，此参数才可见使用I-V曲线数据点为<年代trong class="guilabel">参数化参数。

            对于非常大的反向偏置电平，理想二极管方程渐近接近的电流大小。

            依赖关系

            只有勾选时，此参数才可见使用参数IS和N为<年代trong class="guilabel">参数化参数。

            二极管发射系数或理想系数。

            依赖关系

            只有勾选时，此参数才可见使用参数IS和N为<年代trong class="guilabel">参数化参数。

            串联二极管连接电阻。

            测量IS或I-V曲线的温度。

            结电容

            选择以下选项之一来建模结电容:

            • 固定或零结电容-将结电容建模为一个固定值。

            • 使用C-V曲线数据点-指定二极管C-V曲线上三个点的测量数据。

            • 使用参数CJ0, VJ, M和FC—指定零偏置结电容、结电位、分级系数和正偏置损耗电容系数。

            结电容的固定值。

            依赖关系

            只有勾选时，此参数才可见固定或零结电容为<年代trong class="guilabel">参数化参数。

            与指数二极管项平行放置的电容值。

            依赖关系

            只有勾选时，此参数才可见使用参数CJ0, VJ, M和FC为<年代trong class="guilabel">参数化参数。

            反向偏置电压值在二极管C-V曲线上的三个点的矢量，块用于计算<年代pan class="emphasis">CJ0，<年代pan class="emphasis">VJ,<年代pan class="emphasis">米．

            依赖关系

            只有勾选时，此参数才可见使用C-V曲线数据点为<年代trong class="guilabel">参数化参数。

            块用于计算的二极管C-V曲线上三个点的电容值的向量<年代pan class="emphasis">CJ0，<年代pan class="emphasis">VJ,<年代pan class="emphasis">米．

            依赖关系

            只有勾选时，此参数才可见使用C-V曲线数据点为<年代trong class="guilabel">参数化参数。

            结的潜力。

            依赖关系

            只有勾选时，此参数才可见使用参数CJ0, VJ, M和FC为<年代trong class="guilabel">参数化参数。

            评分系数。

            依赖关系

            只有勾选时，此参数才可见使用参数CJ0, VJ, M和FC为<年代trong class="guilabel">参数化参数。

            量化损耗电容随外加电压的减小的拟合系数。

            依赖关系

            只有勾选时，此参数才可见使用C-V曲线数据点或使用参数CJ0, VJ, M和FC为<年代trong class="guilabel">参数化参数。

            的温度依赖性

            选择以下一种方法进行温度依赖参数化:

            • 无-在参数测量温度下模拟-没有对温度依赖性建模，或者在测量温度下模拟模型T<年代ub>m1(由<年代trong class="guilabel">测量温度的参数<年代trong class="guilabel">主要选项卡)。这是默认方法。

            • 在第二次测量温度T2处使用I-V数据点—选择此选项，可指定第二次测量温度T<年代ub>平方米，以及该温度下的电流和电压值。模型使用这些值，以及第一次测量温度时的参数值T<年代ub>m1，以计算能隙值。

            • 指定第二次测量温度T2下的饱和电流—选择此选项，可指定第二次测量温度T<年代ub>平方米，以及该温度下的饱和电流值。模型使用这些值，以及第一次测量温度时的参数值T<年代ub>m1，以计算能隙值。

            • 指定能隙EG—直接指定能量差值。

            指定二极管电流I1值时，电压V1在第二个测量温度。

            依赖关系

            只有勾选时，此参数才可见在第二次测量温度T2处使用I-V数据点为<年代trong class="guilabel">参数化参数。

            指定二极管电压V1值时I1在第二个测量温度。

            依赖关系

            只有勾选时，此参数才可见在第二次测量温度T2处使用I-V数据点为<年代trong class="guilabel">参数化参数。

            指定饱和电流是值在第二次测量温度。

            依赖关系

            只有勾选时，此参数才可见指定第二次测量温度T2下的饱和电流为<年代trong class="guilabel">参数化参数。

            指定第二次测量温度的值。

            依赖关系

            只有勾选时，此参数才可见在第二次测量温度T2处使用I-V数据点或指定第二次测量温度T2下的饱和电流为<年代trong class="guilabel">参数化参数。

            从预定选项列表中选择一个能量差值，或指定一个自定义值:

            • 使用硅的标称值(EG=1.11eV)-这是默认值。

            • 使用4H-SiC碳化硅的标称值(EG=3.23eV)

            • 使用6H-SiC碳化硅的标称值(EG=3.00eV)

            • 使用锗的标称值(EG=0.67eV)

            • 使用标称值砷化镓(EG=1.43eV)

            • 硒使用标称值(EG=1.74eV)

            • 肖特基势垒二极管使用标称值(EG=0.69eV)

            • 指定自定义值—如果选择此选项，系统将自动恢复<年代trong class="guilabel">能源缺口,如参数显示在对话框中，使您可以指定的自定义值如．

            依赖关系

            只有勾选时，此参数才可见指定能隙EG为<年代trong class="guilabel">参数化参数。

            为能量差指定一个自定义值，如．

            依赖关系

            只有勾选时，此参数才可见指定自定义值为<年代trong class="guilabel">能隙参数化参数。

            选择以下选项之一，指定饱和电流温度指数值:

            • 使用pn结二极管的标称值(XTI=3)-这是默认值。

            • 肖特基势垒二极管使用标称值(XTI=2)

            • 指定自定义值—如果选择此选项，系统将自动恢复<年代trong class="guilabel">饱和电流温度指数，XTI参数显示在对话框中，使您可以指定的自定义值XTI．

            为饱和电流温度指数指定自定义值，XTI．

            依赖关系

            只有勾选时，此参数才可见指定自定义值为<年代trong class="guilabel">饱和电流温度指数参数化参数。

            指定温度的值T<年代ub>年代，在那里设备将被模拟。

            模型的例子

            线性领导的司机

            线性领导的司机

            一种基于线性电流调节器的LED驱动器。示波器显示光、电流输出和电源电压。当电源电压大于大约12V时，输出进入调节状态。

            参考文献

            H. Ahmed和P.J. Spreadbury。为工程师提供模拟和数字电子产品．第二版，剑桥大学出版社，1984年。

            G. Massobrio和P. Antognetti。用SPICE进行半导体器件建模．第二版，麦格劳-希尔出版社，1993年。

            扩展功能

            C / c++代码生成
            使用Simulink®Coder™生成C和c++代码。金宝app

            另请参阅

            |<年代pan itemscope itemtype="//www.tatmou.com/help/schema/MathWorksDocPage/SeeAlso" itemprop="seealso">|<年代pan itemscope itemtype="//www.tatmou.com/help/schema/MathWorksDocPage/SeeAlso" itemprop="seealso">

            介绍了R2008a

            Simscape电子文档

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