Модель БТ в статическом режиме работы
Снижение коэффициента усиления по току, наблюдаемое при больших токах;
Параметры, описывающие статическую модель БТ
Методы экстракции статических параметров модели из результатов измерения характеристик и параметров
Параметры модели БТ в динамическом режиме
Методы экстракции динамических параметров модели БТ из результатов измерения динамических характеристик и параметров
Навигация
Параметры, описывающие статическую модель БТ
Определение параметров модели биполярного транзистора в программе OrCAD 9.2
47493
знака
1
таблица
33
изображения
2.2 Параметры, описывающие статическую модель БТ
Параметры, требуемые для модели БТ могут быть заданы в опции .МОDEL. Для описания статической модели БТ необходимо задать следующие параметры [1]:
ISТок насыщения при температуре 27°С (IS);
BFМаксимальный коэффициент передачи тока в нормальном режиме в схеме с ОЭ (без учета токов утечки) (bF);
BRМаксимальный коэффициент передачи тока в инверсном режиме в схеме с ОЭ (без учета токов утечки) (bR);
NEКоэффициент неидеальности перехода Б-Э (nEL);
NCКоэффициент неидеальности перехода К-Б (nCL);
VAFНапряжение Эрли в нормальном режиме (VА);
VARНапряжение Эрли в инверсном режиме (VB);
IKFТок начала спада зависимости BF от тока коллектора в нормальном режиме (IKF);
IKRТок начала спада зависимости BR от тока эмиттера в инверсном режиме (IKR);
RBСопротивление базы при нулевом смещении перехода Б-Э (rB);
RBMМинимальное сопротивление базы при больших токах (rBM);
IRBТок, при котором сопротивление базы падает на 50% к его минимальному значению (IrB);
ISEТок насыщения утечки перехода Б-Э (ISE = C2IS);
ISCТок насыщения утечки перехода Б-К (ISC = C4IS);
NFКоэффициент неидеальности в нормальном режиме (nF);
NRКоэффициент неидеальности в инверсном режиме (nR);
NKКоэффициент, определяющий множитель qb (nKF);
ISSОбратный ток p-n-перехода подложки (ISSUB);
NSКоэффициент неидеальности перехода подложки (nS).
Обозначения, используемые в тексте, указаны в круглых скобках.
Параметр nF моделирует прямой ток коллектора при слабых токах - это есть показатель экспоненты тока коллектора, который определяет наклон характеристики IC от VBE в логарифмическом масштабе; nR имеет тот же самый смысл в инверсном режиме.
Четырьмя параметрами модели: C2, nEL (для bF) и C4, nKL (для bR) описывается спад b при низких токах.
Модуляция ширины базы. Этот эффект описан двумя параметрами, VА и VB, которые отождествлены в компоненты qC и qE [см. выражение (21)].
Должно быть отмечено, что т.к. VА, VB, IKF и IKR не могут быть равны нулю, PSpice интерпретирует нулевые значения для этих параметров как бесконечные.
Включены три омических сопротивления RB, RC и RE, где RB может быть зависимым от сильных токов. Сопротивление rC уменьшает наклон кривых в области насыщения для низких напряжений К-Э. Сопротивление коллектора может ограничивать токопередаточную способность БТ, и это также воздействует на максимальную рабочую частоту при больших токах.
Эмиттер - наиболее сильно легированная область в транзисторе. По этой причине, доминирующий компонент сопротивления эмиттера rE обычно является сопротивление контакта (порядка единиц Ом). rE, которым часто пренебрегают, необходимо обычно принимать маленьким, постоянным значением.
Объемное сопротивление базы rBB’ между внешним и внутренним выводами базы состоит из двух отдельных сопротивлений [1]. Внешнее постоянное сопротивление rB (внешнее сопротивление базы) состоит из сопротивления контакта и поверхностного сопротивления внешней области базы. Сопротивление внутренней области базы rBM характеризует сопротивление активной области базы, являющейся частью базы, находящейся непосредственно под эмиттером. Это сопротивление является функцией тока базы. Зависимость этого сопротивления по току устройства возникает в результате отличного от нуля удельного сопротивления базовой области.
Можно показать, что полное сопротивление базы может быть выражено как [5]
(32)
где rBM - минимальное сопротивление базы, которое имеет место при больших токах; rB - сопротивление базы при нулевом смещении (маленькие токи базы), и z – переменная относительно удельного сопротивления базы, теплового потенциала и внутренней (эффективной) длины базы.
Чтобы сократить сложность вычисления в расчете z, используется метод приближения, отображающий cos z в соответствии с первыми двумя слагаемыми ряда Макларена. Значение z из этого приближения есть
(33)
где IrB - ток, при котором сопротивление базы падает на 50 % к его минимальному значению.
Зависимость тока от сопротивления базы смоделирована в PSpice следующим образом:
(34)
где z находится по формуле (33).
В формулах (14) и (15) вместо C2IS, C4IS были введены два новых параметра: обратный ток насыщения Э перехода IBЕ (IBЕ) и обратный ток насыщения К перехода IBC (IBC), оба с размерностью [А]. Если и IBЕ, и IBC определены в опции .MODEL, PSpice использует их вместо IS, вычисляет соответствующие компоненты перехода в уравнении (14), (15).
Переход подложки с диодом, соединенным или с коллектором или с базой, в зависимости от того, горизонтальный или вертикальный БТ, моделируется посредством параметра SUBS. Горизонтальная геометрия подразумевается когда параметр модели SUBS = - 1, и вертикальная геометрия когда SUBS = +1. Ток подложки – от подложки к коллектору - для вертикального БТ, и от подложки к базе - для горизонтального БТ определяется следующим образом [1]:
Вертикальный БТ
(35)
Горизонтальный БТ
(36)
В приведенные выше уравнения были введены два новых параметра: ISSUB(ISS) – обратный ток p-n-перехода подложки; и nS (NS) - коэффициент неидеальности перехода подложки.
Окончательное уравнение заряда принимает форму []
(37)
где новый параметр nKF (NK) – коэффициент, определяющий множитель qb (по умолчанию равен 0,5).
Похожие работы
... САПРа затраты машинного времени на определение нелинейных функций, описывающих различные полупроводниковые приборы составляют значительную часть общих затрат времени. 1. Проблема математического моделирования биполярных транзисторов Под моделированием понимается описание электрических свойств полупроводникового устройства или группы таких устройств, связанных между собой, с помощью ...
... того пользователь имеет возможность задать любые атрибуты по формату <имя атрибута>=<значение>Допускается рекурсия атрибутов. Этапы создания графической схем в системе автоматизированнного проектирования OrCAD Графический редактор Schematics пакета Design Center 6.2 на платформе Windows позволяет создавать чертежи принципиальных схем и передавать управление программам PSpice, ...
... кафедру для утверждения. После утверждения куратор проекта от кафедры проставляет оценку студенту. ЛИТЕРАТУРА Основная литература 1. Павлов В.Н., Ногин В.Н. Схемотехника аналоговых электронных устройств. М.: Радио и связь, 1997. 2. Ногин В.Н. Аналоговые электронные устройства. М.: Радио и связь, 1992. 304 с. 3. Остапенко Г.С. Усилительные устройства. М.: Радио и связь, 1989. 400 с. ...
... 2 – управляющее напряжение 2; 3 – выходной сигнал. Рисунок 3.12 – Диаграммы работы буфера управляющего напряжения. Промоделируем динамику работы всей схемы электрической принципиальной (приложение В). Реальный анализ схемы в составе импульсного источника питания в программе проектирования электронных схем не возможен ввиду использования с схеме импульсного трансформатора, модель которого в ...
0 комментариев