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【LTspice】温度解析を行う『.temp』コマンドの使い方

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トランジスタやダイオード等の半導体には温度特性が存在します。LTspiceの『.temp』コマンドを使用すると、温度が変化した時の特性変化を観測することができます。

構文

『.temp』コマンドの構文
『.temp』コマンドの構文は

.temp <温度1> <温度2>…

となっています。
上記の構文は

.temp list <温度1> <温度2>…
.step temp list <温度1> <温度2>…

と同等になります。

例えば、温度が25℃と50℃の時の特性の変化を調べたい時には

.temp 25 50

と記入します。

一方、抵抗の抵抗値を{R}と記入してパラメータ化し、そのパラメータをステップさせるときには、

.step param R list <抵抗値1> <抵抗値2>…

と『.step』コマンドを記入する必要があります。温度の場合は『.step』コマンドを記入する必要はなく、『temp』だけで良いのです。

ポイント

『.temp』コマンドで指定する温度は摂氏[℃]になります。
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LTspiceで『.temp』コマンドを使用してみる

では実際に『.temp』コマンドを使用して、温度特性を観測してみましょう。今回はローム製トランジスタの『2SC4081』の『コレクタ電流IC-ベースエミッタ間電圧VBE』の特性を観測してみます。

まず、『2SC4081』のデータシートを見てみると、『IC-VBE』特性は以下のようになっています。温度パラメータは『-40,25,75,125℃』となっており、温度が変化すると特性が変化しています。温度が-40℃から125℃になると、ベースエミッタ間電圧VBEは約0.2度変化するトランジスタのようです。

また、『IC-VBE』特性はコレクタエミッタ間電圧VCE=6Vが測定条件となっています。
比較するデータシート

この『IC-VBE』特性をシミュレーションで再現するためには、以下のように回路を描きます。データシートと同じくコレクタエミッタ間電圧VCEを6Vにしています。
『.temp』コマンドのシミュレーション
温度変化を表すコマンドとして

.temp -40 25 75 125

と記入しています。このコマンドは

.temp -40 25 75 125
.step temp list -40 25 75 125

と記入しても同じシミュレーション結果となります。

シミュレーション結果を見てみると、データシートと同じく、温度が変化することで特性が変化していることが分かります。また、データシートと同様の特性になっています。

上記のシミュレーションでは横軸がベースエミッタ間電圧VBEになっています。LTspiceで横軸を変更する方法は以下の記事で公開しています。
LTspiceでグラフの横軸を変更する方法

注意点ですが、『.temp』コマンドによる温度解析を利用できるのは、温度特性を持つモデルのみです、抵抗、インダクタ、コンデンサ等温度特性がないモデルに『.temp』コマンドを使用しても何も特性が変わりません。

ポイント

SPICEモデル内に半導体の温度特性を表すパラメータがあるため、温度による変化を観測することができます。

その他

『.temp』コマンドの変わった使い方
『.temp』コマンド』は『.step param temp list』と同等なので、tempをパラメータとして使用することもできます。例えば、抵抗やコンデンサ等の素子値に{temp}と記入することができます、ただ、特殊な例なのであまりこの機能を使うことはないと思います。

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