電子工作、エレクトロニクスの寄り道

新しいデバイスが登録できない！？

　ＬＴＳＰＩＣＥは無料で便利なツールです。徐々に解説本も出てきていますから、ユーザーも増えてきていると思いますが、元々非常に不親切にできていますから、いろいろなところでつまずくと思います。
　登録されているデバイスはほとんどＬＴ社のもので、（まあ当然ですが・・・）、他社のデバイスも登録したいと思うわけです。ところが、その登録のところでうまくできないことがあるんですね〜。ＣＱ出版の「ＬＴｓｐｉｃｅ入門編」のような解説本のとおりにやってるつもりでもですよ（涙）。
　吾輩がバカだから、これまでの人生でいろいろなところにつまづいてきましたが（とほほ）、同じようなところでつまづく人もいるかもしれないので、わかっている人には実にくだらないでしょうが、ちょっこし書きます。ちなみに、Ｗｉｎｄｏｗｓ７のＰＣを前提に書きます。

　デバイスと言っても２種類ありまして、トランジスタやダイオードのような個別素子と、オペアンプのような複合部品（いろいろな個別素子で構成されたもの）があります。

　まず個別素子の登録ですが、他の方法もあるかもしれませんが、「ｃｍｐ」フォルダの中のファイルに追記するのが簡単だと思います。
　例えば、バイポーラトランジスタであれば、ｓｔａｎｄａｒｄ．ｂｊｔというファイルがあります。メモ帳のようなエディタで開けますから、２ＳＣ２４１２Ｋでも何でも、自分の登録したいデバイスを書き足して上書きすれば、次から登録したデバイスが使えるようになるはずです。解説本にもここまでの方法は書いてあります。でも、バカな吾輩はこれがうまくいかなかったんですね〜。原因はＷｉｎｄｏｗｓの操作方法を良く知らなかったせいだったりします。解説本も、Ｗｉｎｄｏｗｓの操作方法を知らないバカまで相手にしていませんから（涙）、説明がなかったりします。

○ファイルが上書きできない
　「ｃｍｐ」フォルダは、「Ｐｒｏｇｒａｍ　Ｆｉｌｅｓ￥ＬＴＣ￥ＬＴｓｐｉｃｅＩＶ￥ｌｉｂ」の下にあると思います。バージョンによっては違うかもしれませんが、いずれにしても「Ｐｒｏｇｒａｍ　Ｆｉｌｅｓ」の中にあると思います。このフォルダは名前の通り、基本的にはプログラムファイルを入れるべきところでありまして、データファイルを入れるところではないんですね。ですから、中のファイルを変更できないようになっています。変更できるようにするには、フォルダのプロパティを開き、セキュリティタブから、ユーザーのアクセス権を変更して、変更・書き込みができるようにしないといけません。フルコントロールできるようにすればいいですね。ただ、せっかくプログラムファイルを保護しているのに、それを解除してしまうのですから、必要最低限の範囲に限ってアクセス権の変更をしたほうがいいんでしょうね。

　複合部品の登録の場合、例えばルネサスのオペアンプｕＰＣ３２４を登録するとします。２００９年に書いたとおり、３５８／３２４は使い方によってはクロスオーバー歪が大きく出てしまう石なんですが、これが趣味レーションできないＳＰＩＣＥモデルしか提供していないメーカーが多いのですが、ルネサスのものならクロスオーバー歪も趣味レーションできるようですし。ルネサスのサイトからゲットします。開けばわかりますが、．ＳＵＢＣＫＴ文以下、記述されているかと思います。中身は説明しませんが、これの登録にトラブルことがあるんですね〜。

○場合によってはそのまま使えない
　メーカーから提供されているＳＰＩＣＥマクロモデルファイルがそのまま使えないことがあります。そもそもＬＴＳＰＩＣＥ用でない場合もあります。ＬＴＳＰＩＣＥで使える形式でも、修正が必要なケースがあるんですねえ。ルネサスのｕＰＣ３２４の場合はそのままでＯＫだと思いますが、そのままではダメなこともありうるということです。
　初めに次のような．ＳＵＢＣＫＴ文があります。
.SUBCKT uPC324 1 2 3 4 5
　ＯＰａｍｐ２を使って他社のオペアンプを登録する場合ですが、まずピン配置が違っているとダメです。次のようなピン配置になっていないといけません。
１　＋入力
２　−入力
３　＋電源（Ｖｃｃ）
４　−電源（Ｖｅｅ）
５　出力
　それから、ロームのものがそうだったと思うのですが、デュアルやクワッドの石の場合、８ピンや１４ピンの、本当にデュアルやクワッドのサブサーキットになっているケースがあります。趣味レーションの場合はシングルのほうが使いやすいですよね、ルネサスのように。だってＯＰａｍｐ２で登録できないし。
　ちなみに、ロームのＢＡ１０３２４の場合は、中でＢＡ１０３２４＿ＭＥを４回呼び出しているので、ＢＡ１０３２４＿ＭＥのほうをシングル・オペアンプとして使えばいいでしょう。

○ファイルの拡張子に注意
　メモ帳は、普段．ｔｘｔという拡張子のテキストファイルを扱うようになっているのですが、それ以外の拡張子のファイルをメモ帳で編集する場合はちょっとした注意が必要です。何かの拍子に変な拡張子が付いてしまうことがありますが、それが気付かないでトラブルになったり、気づいても修正できないというトラブルになりえます。なぜそんなバカなことが起こるかといいますと、Ｗｉｎｄｏｗｓには親切な（余計な？）機能がありまして、デフォルトでは、「登録されている拡張子は表示しない」設定になっているからです。ですから、メモ帳などで一度操作した拡張子は登録されてしまって、表示されなくなってしまうのです。ですから、変な拡張子になってしまっていても表示されないので気付かないというハメに陥ります。しかも、気づいて修正しようと思っても修正がきかなくなり、涙が流れる事態となります。「登録されている拡張子は表示しない」設定を解除すれば良いのですが、これはエクスプローラーを立ち上げて、ＡＬＴを押すと表示される「ツール」から、「フォルダーオプション」−「表示」と進んでいきます。ＡＬＴを押さないと「ツール」が出てこないところがＷｉｎｄｏｗｓの素晴らしいところでもあります。バカな吾輩は、つい「そんなの知らねーよ！」と叫びたくなります。こういうところが、Ｗｉｎｄｏｗｓ１０になってカイゼンされたのかどーか知りません。
　図は、ＬＴＳＰＩＣＥというフォルダに「ＵＰＣ３５８．ｌｉｂ」というファイル名で保存したつもりなのですが、そうなっていない例です。良く見ると、種類のところがＳＵＢファイルとなっていて、おかしいです。実は、「ＵＰＣ３５８．ｌｉｂ．ｓｕｂ」という変なファイル名になってしまっています。このままでは直すこともできません。ＬＴＳＰＩＣＥで使おうとしてもエラー表示が出るだけで、何が悪いのか、教えてくれません（涙）。

○ファイルの保存場所
　ＬＴＳＰＩＣＥがファイルを探しに行くとき、バージョンＩＶでは、次のディレクトリを見に行くようです。バージョンが違うと変わっているかもしれません。
LTC\LTspiceIV\lib\sub
これがわかっていないと、せっかく入れたファイルをＬＴＳＰＩＣＥが見つけてくれません。
　この場合、「Ｐｒｏｇｒａｍ　Ｆｉｌｅｓ」の中ですし、別の場所に入れたくなったりします。絶対パスあるいは相対パスで正しく指定しないといけません。ちなみに、ここで日本語は使えずエラーになってしまうようです。例えば、「Ｃ：￥ユーザー」の下に入れるようなことはできません。エラーになります。残念ですが。

　

今月のトラ技はＬＴｓｐｉｃｅ

　今月の「トランジスタ技術」はＬＴｓｐｉｃｅの特集でしたね。
　まだざっとしか見ていないのですが、ちょっと感想を。

２ＳＣ１８１５の次の定番トランジスタは何か

　今まで何十年も日本の超定番トランジスタだった東芝の２ＳＣ１８１５が廃品になってしまったのは超残念ですねえ。東芝としては、チップタイプの２ＳＣ２７１２があるよ、と言いたいのかもしれませんが、リードタイプでないとブレッドボードで使えないなど、アマチュアは困ります。
　トラ技は２Ｎ３９０４を選んだようですが、これからはどうなるんでしょう。電子工作がアマチュアの趣味から消える危険性すら感じます。そうなったら「トラ技」も生き残れないかも・・・

アマチュアにはやっぱりＬＴｓｐｉｃｅか

　電子回路シミュレーションを使わないのはもう時代遅れ、ということですが、全くおっしゃる通りですよね。ＳＰＩＣＥはいろいろあるのですが、なんたって無料で無制限のＬＴｓｐｉｃｅはありがたい。「ＬＴｓｐｉｃｅ入門編」ぐらいしか本が無いので、使い方がよくわからないという不満があるのですが、トラ技の特集にしたぐらいだから、そのうち応用編も出るかも。期待しよう。

これからはトランジスタのＳＰＩＣＥパラメータがメーカーから提供されるべき

　Ｐ１１２以降では、オーディオアンプの趣味レーションが取り上げられていますが、２Ｎ３９０４だけでは組めないので、ＳＰＩＣＥパラメータがメーカーから公開されているロームの石が多用されています。とーぜん、という気がしますね。これからは、メーカーはデータシートと共にＳＰＩＣＥパラメータを提供（公開）すべきですし、ユーザーもそういう石を積極的に使うべきだと思います。

ＯＰアンプのマクロモデルは回路が簡略化されている

　別冊で指摘されていることですが、ＯＰアンプのマクロモデルは、たいてい回路が簡略化されていて、解析結果が合わないことがあります。また、その簡略化モデルがどの範囲でどの程度の精度で使えるかについてもほとんど説明がないことも多いようで、困ったものです。そのためにも、回路図が公開されているＯＰアンプを必ず使うようにしたいものです。
　

CMOSのＳＰＩＣＥモデル [10]

　ＩＣ中のゴードンさん（ＭＯＳＦＥＴ）のＳＰＩＣＥモデルについてはいろいろあるようです。中でも有名なものには、次のものがあるそうです。
ＵＣＢ　ＭＯＳＦＥＴレベル１〜３
ＢＳＩＭモデル１〜３
　さらに細かいバージョンに分かれているようですけどね。
　新しいものほど、微細構造のトランジスタが正確にシミュレーションできるとのことです。詳しいことは専門の本がありますので、お好きな人は是非どうぞ。頭の悪い吾輩にはちんぷんかんぶんでしたけどね、とほほ。
　ところが、世の中はさらに先に進んでいて、ＢＳＩＭモデル４なんてのもあるそうだし、日本でも広島大学のＨＩＳＩＭというのが開発されているそうですが、がんばっていますねえ、関心。
　ちなみに、ＩＧＦＥＴという言葉にはあまりなじみがないのですが、絶縁ゲートＦＥＴといった意味ですね。ゲートが普通の金属ではなくて多結晶シリコンだったりするので、ＩＧＦＥＴと称しているんでしょうね。

CMOSのＳＰＩＣＥモデル [9] ゴードンさんは４端子素子

　ゴードンさん（ＭＯＳＦＥＴ）は４端子素子なんですね。ディスクリートの場合、ボディー（バルク）端子がソースと接続されていて、別の電圧をかけることができないことが多いですが。
　変な趣味レーションをしてみました。・・・いつも変なことばかりしてるかもしれないけどね、えへへ。
　普通のソースフォロワですが、ボディー電圧を−２Ｖから３Ｖまで、１Ｖ刻みで変化させています。
　結果はご覧のと〜りですが、アハハ、ボディー電圧Ｖｂが２Ｖ以上だと正常に動作しませんね。ボディー電圧Ｖｂが２Ｖ以上だと、Ｂ−Ｓ間のｐｎ接合が導通してしまうのでしょう。Ｂ−Ｓ間の電圧が０．６Ｖぐらいになっていることからもわかります。普通、こんなことしちゃいけません（笑）。
　それから、ボディー電圧Ｖｂが１Ｖ以下だと正常に動作しているようですが、ソース電圧が変化していますね。要するに、Ｇ−Ｓ間電圧が変化しているのがわかります。

CMOSのＳＰＩＣＥモデル [8] 活性領域で二乗特性、弱反転領域で指数特性

　［７］で、Ｉｄ−Ｖｇｓ特性が右上がりの曲線になることがあらためて確認できたのですが、こういう曲線が２次曲線なのか、３次曲線なのか、はたまた指数関数なのか、普通はよくわかりませんよね。こういう曲線を見て、ぱっと２次関数だとかわかる人は、よほど目がいいか、頭がおかしいか、どちらかかもしれません（笑）。
　悪い冗談は別にして、普通の人間はど〜したらいいかですが、直線というのは、曲がっているかどうか、目視でかなりわかりますので、グラフを直線にしてみる、というのがひとつの方法ですよん。
　ということで、上のグラフは、縦軸をドレイン電流Ｉｄの平方根にしてみました。すると、Ｖｇｓ＞１．０Ｖでは、かなり直線的だということがわかります。活性領域では、ほぼ二乗特性だということがわかりやすくなりますね。また、この直線を延ばして、Ｘ軸（√Ｉｄ＝０の線）と交わる交点が０．８Ｖあたりなので、このあたりが「しきい値電圧Ｖｔ」だということもわかりますね。
　下のグラフは、縦軸をＩｄに戻していますが、対数表示（対数目盛）にしています。Ｖｇｓ＝０．３Ｖ〜０．９Ｖのあたりでは直線的ですので、弱反転領域で指数特性になっていることがわかります。