[发明专利]电容器的仿真方法及电容器的非线性等效电路模型

说明书

本发明以简单的结构方便地提供能够高精度地对施加直流电压时的非线性特性进行动态仿真的电容器的仿真方法和非线性等效电路模型。为此，本发明使用无源电路元件R₁、C₁的串联电路来表示电容器的等效电路。并且，将施加直流电压Vdc时的无源电路元件R₁、C₁的特性变化率k_R1(Vdc)、k_C1(Vdc)表示为基于实测值的近似函数exp(f(x))。利用与无源电路元件R₁、C₁并联连接的控制电流源B_R1、B_C1，参照参考电压Vref，与参考电压Vref相对应地计算出特性变化率k_R1(Vdc)、k_C1(Vdc)。并且，基于特性变化率k_R1(Vdc)、k_C1(Vdc)和未施加时电流I_R1、I_C1，产生差分电流ΔI_R1(Vdc)、ΔI_C1(Vdc)，并使该差分电流ΔI_R1(Vdc)、ΔI_C1(Vdc)并流至未施加时电流I_R1、I_C1，由此来对非线性特性进行仿真。

技术领域

本发明涉及对电容器在施加直流电压时的非线性特性进行仿真的电容器的仿真方法、以及进行该仿真时所使用的电容器的非线性等效电路模型。

背景技术

以往，在电子电路设计中进行电路仿真时会使用这种电子元器件的仿真方法及等效电路模型。电路仿真中会使用到SPICE(Simulation Program with Integrated CircuitEmpahsis：通用模拟电路仿真器)等电路仿真器，在电路仿真器中，有些能够在电子元器件制造商的主页上进行使用。使用者从个人电脑等终端通过互联网来访问电子元器件制造商的主页，由此来使用电路仿真器。

以往，作为这种仿真方法及等效电路模型，例如有关于专利文献1所公开的电容器的仿真方法及等效电路模型。

在该仿真中，如该专利文献1的图1所示，在第1步骤中，输入电容器所给出的频率特性，在第2步骤中，形成RC电路及RL电路、RCL电路中的任一个来作为等效电路模型，从而作为使用了不依赖于频率的电阻(R)、电容(C)、电感(L)且在时域内能够进行仿真的电路。接着，在第3步骤中，合成用于判定第2步骤中所形成的等效电路模型的精度的评价函数，并在第4步骤中，通过使第3步骤中所合成的评价函数最小化来确定电路常数。

专利文献1中，利用上述结构，导出在频域内表现出阻抗的电容器在时域内能够进行仿真的等效电路模型，利用电路仿真来预测电容器在频域或时域内的电气特性。

此外，以往，作为电感器的仿真方法及等效电路模型，例如有专利文献2所公开的情况。

在该仿真中，如专利文献2的图1(C)所示，使用下述等效电路模型，该等效电路模型通过将考虑内部导体的集肤效应的电感L1和电阻R1的串联电路与针对直流的电感L0与电感L1之间的互感Lm并联连接，且将该电路与针对直流的电感L0和内部导体的直流电阻Rdc1串联连接而得到。在该等效电路模型中，进一步地，同时考虑外部电极的电感及电阻，将电感L0与外部电极的电感Ls串联连接，并将内部导体的直流电阻Rdc1与外部电极的直流电阻Rdc2串联连接。此外，将构成层叠贴片电感器的贴片的电介质的寄生电容Cp与表示电介质的损耗的电阻Rp串联连接而成的串联电路并联连接至外部电极的等效元件Ls、Rdc2的内侧。

专利文献2中，利用使用了上述等效电路模型的电路仿真，来抑制电路设计与实际的电路性能之间产生的误差。

以往，作为电容器的仿真方法及等效电路模型，例如有专利文献3所公开的使用了理想C电路模型及广域高精度等效电路模型的情况。