Параметры биполярного транзистора: h-параметры и особенности включений биполярного транзистора

h-параметры и особенности включений биполярного транзистора

Транзисторы относятся  к сложным электронным приборам. Для их исследования, а также для расчёта электронных схем, где применяют транзисторы, разработана особая методика.

В этой методике транзистор рассматривают как «чёрный ящик», не обращая внимания на его внутреннюю структуру, с двумя входными и двумя выходными зажимами, то есть как четырёхполюсник. Транзистор способен усиливать по мощности подводимые к нему сигналы, поэтому он относится к группе активных четырёхполюсников, для эквивалентных схем которых характерно наличие генераторов тока или напряжения.

Ниже,на рисунке 1, изображены теоретически рассматриваемые варианты включений биполярного транзистора.

Рисунок 1

На приведенных выше схемах включений изображено по четыре клеммы (две входных и две выходных), то есть можно сказать что каждая из них представляет собой четырёхполюсник.

При работе на малых сигналах транзистор рассматривают как линейный активный четырёхполюсник который может быть охарактеризован при помощи z, y или h – параметров. Малым сигналом считают, если при увеличении его амплитуды на 50% измеряемый параметр (z,y или h) изменяется на малую величину согласно заданной степени точности. Обычно это изменение не должно превышать 10%. Между z, y или h – параметрами есть связи, которые описываются специальными формулами перехода, в соответствующей справочной литературе. Поскольку h-параметры получили наибольшее распостранение на них и акцентируем наше внимание.

Эквивалентная схема биполярного транзистора с применением h-параметров приведена ниже, на рисунке 2.

Рисунок 2

Принимая для этой схемы, что независимыми переменными являются входной ток I_m1  и выходное напряжение U_m2 , а зависимыми переменными входное напряжение U_m1 и выходной ток I_m2  можно составить систему уравнений (1), задействуя  h-параметры:

_где:

                                h₁₁ = U_m1/I_m1, при U_m2 = 0, входное сопротивление;

                            h₁₂ = U_m1/U_m2, при I_m1 = 0, коэффициент обратной связи по напряжению;

                            h₂₁ = I_m2/I_m1, при U_m2 = 0, коэффициент передачи тока;

                            h₂₂ = I_m2/U_m2, при I_m1 = 0, выходная проводимость.

Входное сопротивление, h₁₁ — сопротивление транзистора входному переменному току при коротком замыкании на выходе. Изменение входного тока является результатом изменения входного напряжения, без влияния обратной связи от выходного напряжения.

Коэффициент обратной связи по напряжению, h₁₂ – безразмерная величина, показывающая какая доля выходного переменного напряжения передаётся на вход транзистора вследствие обратной связи в нём. Во входной цепи транзистора нет переменного тока (холостой ход), и изменение напряжения на входе происходит только в результате изменения выходного напряжения.

Коэффициент передачи тока (коэффициент усиления по току), h₂₁ — безразмерная величина, показывающая усиление переменного тока при нулевом сопротивлении нагрузки. Выходной ток зависит только от входного тока без влияния выходного напряжения.

Выходная проводимость, h₂₂ — внутренняя проводимость для переменного тока между выходными зажимами. Выходной ток изменяется под влиянием выходного напряжения.

При обозначении h – параметров, внизу, в зависимости от схемы включения, к цифровым индексам добавляется буква. Для схемы с общим эмиттером это h_11Э, h_12Э,h_21Э,h_22Э ; для схемы с общим коллектором — h_11К, h_12К,h_21К,h_22К  ; для схемы с общей базой это h_11б, h_12б,h_21б,h_22б .

Особенности при различных схемах включения

Разработчики успешно создают радиоэлектронные схемы, используя в своих сложных расчётах и опытах различные комбинации из схем включения транзистора.

На рисунке 3, приведенном ниже, показаны применяемые на практике основные схемы включений.

Рисунок 3

С общим эмиттером (ОЭ)

Это наиболее распостранённая схема включения, которая даёт высокое усиление как по напряжению, так и по току, а следовательно и по мощности, благодаря чему она имеет преимущества перед схемами с ОК и ОБ. Схема имеет невысокое (порядка сотен Ом) входное сопротивление, но это всё же позволяет применять в ней переходные конденсаторы относительно небольшой ёмкости. Выходное сопротивление высокое, и достигает порядка десятков кОм, что можно отнести к недостаткам. Схема с ОЭ изменяет фазу сигнала на выходе по сравнению с фазой сигнала на входе на 180 градусов. Для её работы достаточно иметь всего лишь один источник питания. Применяется в усилителях низкой частоты, различных устройствах автоматики и т.п..

С общим коллектором (ОК)

Схему с общим коллектором часто называют “эмиттерным повторителем”. Она имеет высокое входное (порядка >200кОм) и низкое выходное (порядка <10кОм) сопротивления. Эта схема не даёт усиления по напряжению. Схему с общим коллектором используют во входных каскадах усилителей для согласования двух каскадов усилителя, из которых предыдущий имеет высокое выходное, а последующий, обычно выходной каскад, — малое входное сопротивление.  Схема с ОК не изменяет фазы входного сигнала. Выходное напряжение на выходе схемы с ОК (рисунок 3, общий коллектор), практически повторяет напряжение на базе транзистора, с учётом величины незначительного падения напряжения на переходе эмиттер-база, отсюда и название “эмиттерный повторитель”. Благодаря высокому усилению по току, схему с ОК применяют также и для управления токами различных устройств, например соленоидов.

С общей базой (ОБ)

Схема с ОБ имеет малое входное (порядка <100 Ом) и большое выходное (порядка до 1 Мом) сопротивления. В связи с большой разницей входного и выходного сопротивлений последовательное соединений целесообразно только при трансформаторной связи между каскадами., Усиление по току отсутствует, а усиление по мощности несколько ниже чем в схеме с ОЭ. Выходное напряжение по фазе повторяет входной сигнал. Преимуществом схемы является большая линейность характеристик и большая предельная частота усиления. Поэтому схему с ОБ наиболее часто применяют для усиления высоких частот особенно в антенных усилителях, где её параметры очень хорошо согласуются при работе с использованием так называемых «коаксиальных» несимметричных высокочастотных кабелей, волновое сопротивление которых, как правило, не превышает 100 ом.

Следует отметить, что для биполярных транзисторов характерны следующие режимы работы:

— нормальный активный режим;

— инверсный активный режим;

— режим насыщения;

— режим отсечки;

— барьерный режим.

Но, это уже отдельная и весьма ёмкая тема.

Биполярные транзисторы. For dummies / Хабр

Предисловие

Поскольку тема транзисторов весьма и весьма обширна, то посвященных им статей будет две: отдельно о биполярных и отдельно о полевых транзисторах.

Транзистор, как и диод, основан на явлении p-n перехода. Желающие могут освежить в памяти физику протекающих в нем процессов здесь или здесь.

Необходимые пояснения даны, переходим к сути.

Транзисторы. Определение и история

Транзистор — электронный полупроводниковый прибор, в котором ток в цепи двух электродов управляется третьим электродом. (tranzistors.ru)

Первыми были изобретены полевые транзисторы (1928 год), а биполярные появилсь в 1947 году в лаборатории Bell Labs. И это была, без преувеличения, революция в электронике.

Очень быстро транзисторы заменили вакуумные лампы в различных электронных устройствах. В связи с этим возросла надежность таких устройств и намного уменьшились их размеры. И по сей день, насколько бы «навороченной» не была микросхема, она все равно содержит в себе множество транзисторов (а также диодов, конденсаторов, резисторов и проч.). Только очень маленьких.

Кстати, изначально «транзисторами» называли резисторы, сопротивление которых можно было изменять с помощью величины подаваемого напряжения. Если отвлечься от физики процессов, то современный транзистор тоже можно представить как сопротивление, зависящее от подаваемого на него сигнала.

В чем же отличие между полевыми и биполярными транзисторами? Ответ заложен в самих их названиях. В биполярном транзисторе в переносе заряда участвуют и электроны, и дырки («бис» — дважды). А в полевом (он же униполярный) — или электроны, или

дырки.

Также эти типы транзисторов разнятся по областям применения. Биполярные используются в основном в аналоговой технике, а полевые — в цифровой.

И, напоследок: основная область применения любых транзисторов — усиление слабого сигнала за счет дополнительного источника питания.

Биполярный транзистор. Принцип работы. Основные характеристики

Биполярный транзистор состоит из трех областей: эмиттера, базы и коллектора, на каждую из которых подается напряжение. В зависимости от типа проводимости этих областей, выделяют n-p-n и p-n-p транзисторы. Обычно область коллектора шире, чем эмиттера. Базу изготавливают из слаболегированного полупроводника (из-за чего она имеет большое сопротивление) и делают очень тонкой. Поскольку площадь контакта эмиттер-база получается значительно меньше площади контакта база-коллектор, то поменять эмиттер и коллектор местами с помощью смены полярности подключения нельзя. Таким образом, транзистор относится к несимметричным устройствам.

Прежде, чем рассматривать физику работы транзистора, обрисуем общую задачу.

Она заключаются в следующем: между эмиттером и коллектором течет сильный ток (ток коллектора), а между эмиттером и базой — слабый управляющий ток (ток базы). Ток коллектора будет меняться в зависимости от изменения тока базы. Почему?
Рассмотрим p-n переходы транзистора. Их два: эмиттер-база (ЭБ) и база-коллектор (БК). В активном режиме работы транзистора первый из них подключается с прямым, а второй — с обратным смещениями. Что же при этом происходит на p-n переходах? Для большей определенности будем рассматривать n-p-n транзистор. Для p-n-p все аналогично, только слово «электроны» нужно заменить на «дырки».

Поскольку переход ЭБ открыт, то электроны легко «перебегают» в базу. Там они частично рекомбинируют с дырками, но б

ольшая их часть из-за малой толщины базы и ее слабой легированности успевает добежать до перехода база-коллектор. Который, как мы помним, включен с обратным смещением. А поскольку в базе электроны — неосновные носители заряда, то электирическое поле перехода помогает им преодолеть его. Таким образом, ток коллетора получается лишь немного меньше тока эмиттера. А теперь следите за руками. Если увеличить ток базы, то переход ЭБ откроется сильнее, и между эмиттером и коллектором сможет проскочить больше электронов. А поскольку ток коллектора изначально больше тока базы, то это изменение будет весьма и весьма заметно. Таким образом, произойдет усиление слабого сигнала, поступившего на базу. Еще раз: сильное изменение тока коллектора является пропорциональным отражением слабого изменения тока базы.

Помню, моей одногрупнице принцип работы биполярного транзистора объясняли на примере водопроводного крана. Вода в нем — ток коллектора, а управляющий ток базы — то, насколько мы поворачиваем ручку. Достаточно небольшого усилия (управляющего воздействия), чтобы поток воды из крана увеличился.

Помимо рассмотренных процессов, на p-n переходах транзистора может происходить еще ряд явлений. Например, при сильном увеличении напряжения на переходе база-коллектор может начаться лавинное размножение заряда из-за ударной ионизации. А вкупе с туннельным эффектом это даст сначала электрический, а затем (с возрастанием тока) и тепловой пробой. Однако, тепловой пробой в транзисторе может наступить и без электрического (т.е. без повышения коллекторного напряжения до пробивного). Для этого будет достаточно одного чрезмерного тока через коллектор.

Еще одно явления связано с тем, что при изменении напряжений на коллекторном и эмиттерном переходах меняется их толщина.

И если база черезчур тонкая, то может возникнуть эффект смыкания (так называемый «прокол» базы) — соединение коллекторного перехода с эмиттерным. При этом область базы исчезает, и транзистор перестает нормально работать.

Коллекторный ток транзистора в нормальном активном режиме работы транзистора больше тока базы в определенное число раз. Это число называется коэффициентом усиления по току и является одним из основных параметров транзистора. Обозначается оно h31. Если транзистор включается без нагрузки на коллектор, то при постоянном напряжении коллектор-эмиттер отношение тока коллектора к току базы даст статический коэффициент усиления по току. Он может равняться десяткам или сотням единиц, но стоит учитывать тот факт, что в реальных схемах этот коэффициент меньше из-за того, что при включении нагрузки ток коллектора закономерно уменьшается.

Вторым немаловажным параметром является входное сопротивление транзистора. Согласно закону Ома, оно представляет собой отношение напряжения между базой и эмиттером к управляющему току базы. Чем оно больше, тем меньше ток базы и тем выше коэффициент усиления.

Третий параметр биполярного транзистора — коэффициент усиления по напряжению. Он равен отношению амплитудных или действующих значений выходного (эмиттер-коллектор) и входного (база-эмиттер) переменных напряжений. Поскольку первая величина обычно очень большая (единицы и десятки вольт), а вторая — очень маленькая (десятые доли вольт), то этот коэффициент может достигать десятков тысяч единиц. Стоит отметить, что каждый управляющий сигнал базы имеет свой коэффициент усиления по напряжению.

Также транзисторы имеют частотную характеристику, которая характеризует способность транзистора усиливать сигнал, частота которого приближается к граничной частоте усиления. Дело в том, что с увеличением частоты входного сигнала коэффициент усиления снижается. Это происходит из-за того, что время протекания основных физических процессов (время перемещения носителей от эмиттера к коллектору, заряд и разряд барьерных емкостных переходов) становится соизмеримым с периодом изменения входного сигнала.

Т.е. транзистор просто не успевает реагировать на изменения входного сигнала и в какой-то момент просто перестает его усиливать. Частота, на которой это происходит, и называется граничной.

Также параметрами биполярного транзистора являются:

• обратный ток коллектор-эмиттер
• время включения
• обратный ток колектора
• максимально допустимый ток

Условные обозначения n-p-n и p-n-p транзисторов отличаются только направлением стрелочки, обозначающей эмиттер. Она показывает то, как течет ток в данном транзисторе.

Режимы работы биполярного транзистора

Рассмотренный выше вариант представляет собой нормальный активный режим работы транзистора. Однако, есть еще несколько комбинаций открытости/закрытости p-n переходов, каждая из которых представляет отдельный режим работы транзистора.

1. Инверсный активный режим. Здесь открыт переход БК, а ЭБ наоборот закрыт. Усилительные свойства в этом режиме, естественно, хуже некуда, поэтому транзисторы в этом режиме используются очень редко.
2. Режим насыщения. Оба перехода открыты. Соответственно, основные носители заряда коллектора и эмиттера «бегут» в базу, где активно рекомбинируют с ее основными носителями. Из-за возникающей избыточности носителей заряда сопротивление базы и p-n переходов уменьшается. Поэтому цепь, содержащую транзистор в режиме насыщения можно считать короткозамкнутой, а сам этот радиоэлемент представлять в виде эквипотенциальной точки.
3. Режим отсечки. Оба перехода транзистора закрыты, т.е. ток основных носителей заряда между эмиттером и коллектором прекращается. Потоки неосновных носителей заряда создают только малые и неуправляемые тепловые токи переходов. Из-за бедности базы и переходов носителями зарядов, их сопротивление сильно возрастает. Поэтому часто считают, что транзистор, работающий в режиме отсечки, представляет собой разрыв цепи.
4. Барьерный режим В этом режиме база напрямую или через малое сопротивление замкнута с коллектором. Также в коллекторную или эмиттерную цепь включают резистор, который задает ток через транзистор. Таким образом получается эквивалент схемы диода с последовательно включенным сопротивлением. Этот режим очень полезный, так как позволяет схеме работать практически на любой частоте, в большом диапазоне температур и нетребователен к параметрам транзисторов.

Схемы включения биполярных транзисторов

Поскольку контактов у транзистора три, то в общем случае питание на него нужно подавать от двух источников, у которых вместе получается четыре вывода. Поэтому на один из контактов транзистора приходится подавать напряжение одинакового знака от обоих источников. И в зависимости от того, что это за контакт, различают три схемы включения биполярных транзисторов: с общим эмиттером (ОЭ), общим коллектором (ОК) и общей базой (ОБ). У каждой из них есть как достоинства, так и недостатки. Выбор между ними делается в зависимости от того, какие параметры для нас важны, а какими можно поступиться.

Схема включения с общим эмиттером

Эта схема дает наибольшее усиление по напряжению и току (а отсюда и по мощности — до десятков тысяч единиц), в связи с чем является наиболее распространенной. Здесь переход эмиттер-база включается прямо, а переход база-коллектор — обратно. А поскольку и на базу, и на коллектор подается напряжение одного знака, то схему можно запитать от одного источника. В этой схеме фаза выходного переменного напряжения меняется относительно фазы входного переменного напряжения на 180 градусов.

Но ко всем плюшкам схема с ОЭ имеет и существенный недостаток. Он заключается в том, что рост частоты и температуры приводит к значительному ухудшению усилительных свойств транзистора. Таким образом, если транзистор должен работать на высоких частотах, то лучше использовать другую схему включения. Например, с общей базой.

Схема включения с общей базой

Эта схема не дает значительного усиления сигнала, зато хороша на высоких частотах, поскольку позволяет более полно использовать частотную характеристику транзистора. Если один и тот же транзистор включить сначала по схеме с общим эмиттером, а потом с общей базой, то во втором случае будет наблюдаться значительное увеличение его граничной частоты усиления. Поскольку при таком подключении входное сопротивление низкое, а выходное — не очень большое, то собранные по схеме с ОБ каскады транзисторов применяют в антенных усилителях, где волновое сопротивление кабелей обычно не превышает 100 Ом.

В схеме с общей базой не происходит инвертирование фазы сигнала, а уровень шумов на высоких частотах снижается. Но, как уже было сказано, коэффициент усиления по току у нее всегда немного меньше единицы. Правда, коэффициент усиления по напряжению здесь такой же, как и в схеме с общим эмиттером. К недостаткам схемы с общей базой можно также отнести необходимость использования двух источников питания.

Схема включения с общим коллектором

Особенность этой схемы в том, что входное напряжение полностью передается обратно на вход, т. е. очень сильна отрицательная обратная связь.

Напомню, что отрицательной называют такую обратную связь, при которой выходной сигнал подается обратно на вход, чем снижает уровень входного сигнала. Таким образом происходит автоматическая корректировка при случайном изменении параметров входного сигнала

Коэффициент усиления по току почти такой же, как и в схеме с общим эмиттером. А вот коэффициент усиления по напряжению маленький (основной недостаток этой схемы). Он приближается к единице, но всегда меньше ее. Таким образом, коэффициент усиления по мощности получается равным всего нескольким десяткам единиц.

В схеме с общим коллектором фазовый сдвиг между входным и выходным напряжением отсутствует. Поскольку коэффициент усиления по напряжению близок к единице, выходное напряжение по фазе и амплитуде совпадает со входным, т. е. повторяет его. Именно поэтому такая схема называется эмиттерным повторителем. Эмиттерным — потому, что выходное напряжение снимается с эмиттера относительно общего провода.

Такое включение используют для согласования транзисторных каскадов или когда источник входного сигнала имеет высокое входное сопротивление (например, пьезоэлектрический звукосниматель или конденсаторный микрофон).

Два слова о каскадах

Бывает такое, что нужно увеличить выходную мощность (т.е. увеличить коллекторный ток). В этом случае используют параллельное включение необходимого числа транзисторов.

Естественно, они должны быть примерно одинаковыми по характеристикам. Но необходимо помнить, что максимальный суммарный коллекторный ток не должен превышать 1,6-1,7 от предельного тока коллектора любого из транзисторов каскада.
Тем не менее (спасибо wrewolf за замечание), в случае с биполярными транзисторами так делать не рекомендуется. Потому что два транзистора даже одного типономинала хоть немного, но отличаются друг от друга. Соответственно, при параллельном включении через них будут течь токи разной величины. Для выравнивания этих токов в эмиттерные цепи транзисторов ставят балансные резисторы. Величину их сопротивления рассчитывают так, чтобы падение напряжения на них в интервале рабочих токов было не менее 0,7 В. Понятно, что это приводит к значительному ухудшению КПД схемы.

Может также возникнуть необходимость в транзисторе с хорошей чувствительностью и при этом с хорошим коэффициентом усиления. В таких случаях используют каскад из чувствительного, но маломощного транзистора (на рисунке — VT1), который управляет энергией питания более мощного собрата (на рисунке — VT2).

Другие области применения биполярных транзисторов

Транзисторы можно применять не только схемах усиления сигнала. Например, благодаря тому, что они могут работать в режимах насыщения и отсечки, их используют в качестве электронных ключей. Также возможно использование транзисторов в схемах генераторов сигнала. Если они работают в ключевом режиме, то будет генерироваться прямоугольный сигнал, а если в режиме усиления — то сигнал произвольной формы, зависящий от управляющего воздействия.

Маркировка

Поскольку статья уже разрослась до неприлично большого объема, то в этом пункте я просто дам две хорошие ссылки, по которым подробно расписаны основные системы маркировки полупроводниковых приборов (в том числе и транзисторов): http://kazus.ru/guide/transistors/mark_all.html и файл .xls (35 кб) .

Список источников:
http://ru.wikipedia.org
http://www.physics.ru
http://radiocon-net.narod.ru
http://radio.cybernet.name
http://dvo.sut.ru

Полезные комментарии:
http://habrahabr.ru/blogs/easyelectronics/133136/#comment_4419173

Биполярные транзисторы

Биполярные транзисторы

Биполярные транзисторы

На рис. 6-1 показана эквивалентная схема для транзистора с биполярным переходом npn.

Рисунок 6-1: Схема биполярного транзистора.

Модель транзистора pnp аналогична транзистору npn во всех отношениях, с той разницей, что полярность задействованных токов и напряжений обратная. Следующие уравнения используются для расчета отношений между токами и напряжениями в цепи.

Существуют также две емкости, для которых используется та же формула, что и для емкости перехода модели диода. В приведенных ниже именах параметров замените x на C для емкости база-коллектор и E для емкости база-эмиттер.

Параметры модели перечислены в таблице ниже.

Таблица 6-1: Параметры модели биполярного транзистора

Параметр	По умолчанию	Описание
БФ	100	Идеальный коэффициент усиления по прямому току
руб.	1	Идеальный коэффициент усиления обратного тока
CJC	0 Ф/м2	Емкость истощения при нулевом смещении база-коллектор
CJE	0 Ф/м2	Емкость истощения при нулевом смещении база-эмиттер
FC	0,5	Ток пробоя
ИКФ	Инф (А/м2)	Уголок для прямого сильноточного спада
IKR	Инф (А/м2)	Уголок для обратного сильноточного спада
IS	1е-15 А/м2	Ток насыщения
МСК	0 А/м2	Ток насыщения утечки база-коллектор
ИСЭ	0 А/м2	Ток насыщения утечки база-эмиттер
MJC	1/3	Классовый коэффициент база-коллектор
MJE	1/3	Градационный коэффициент база-эмиттер
NC	2	Фактор идеальности базы-коллектора
NE	1,4	Коэффициент идеальности база-эмиттер
НФ	1	Коэффициент идеальности вперед
рупий	1	Фактор обратной идеальности
РБ	0 Ом·м2	Базовое сопротивление
РБМ	0 Ом·м2	Минимальное базовое сопротивление
RC	0 Ом·м2	Сопротивление коллектора
RE	0 Ом·м2	Сопротивление эмиттера
ТНОМ	298,15 К	Температура устройства
ВАФ	Инф (В)	Вперед Раннее напряжение
ВАР	Инф (В)	Обратное раннее напряжение
VJC	0,71 В	База-коллектор со встроенным потенциалом
VJE	0,71 В	Встроенный потенциал база-эмиттер

Модель транзистора с биполярным соединением (BJT)

Старое содержимое — посетите сайт altium. com/documentation

Изменено администратором 13 сентября 2017 г. BJT

СПЕЦИЯ Префикс

Q

Формат шаблона списка цепей SPICE

@DESIGNATOR %1 %2 %3 @MODEL &"ПЛОЩАДЬ ФАКТОР" &"ПУСКНЫЕ УСЛОВИЯ" ?"НАЧАЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ Б-З"|IC=@"НАЧАЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ Б-З", @ "НАЧАЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ C-E"| ?TEMPERATURE|TEMP=@TEMPERATURE|

Параметры (определяемые на уровне компонента)

Следующие параметры уровня компонента определяются для этого типа модели и перечислены на вкладке Параметры диалогового окна Sim Model . Чтобы получить доступ к этому диалоговому окну, просто дважды щелкните запись для ссылки на имитационную модель в области Models диалогового окна Component Properties .

Коэффициент площади	указывает количество эквивалентных параллельных устройств указанной модели. Этот параметр влияет на ряд параметров модели.
Начальное состояние	установите значение OFF, чтобы установить напряжения на клеммах равными нулю во время анализа рабочей точки. Может быть полезен в качестве помощи в конвергенции.
Начальное напряжение B-E	Нулевое по времени напряжение на клеммах база-эмиттер (в вольтах).
Начальное напряжение C-E	Нулевое по времени напряжение на клеммах коллектор-эмиттер (в вольтах).
Температура	температура, при которой должно работать устройство (в градусах Цельсия). Если значение не указано, будет использоваться значение по умолчанию, присвоенное параметру TEMP на странице SPICE Options диалогового окна Analyses Setup (по умолчанию = 27).

Параметры (определяемые в файле модели)

Ниже приведен список параметров, которые могут быть сохранены в соответствующем файле модели:

	32 IS 32 транспортный ток насыщения (в Ампер). (По умолчанию = 1.0e-16).
BF	идеальная максимальная форвардная бета (по умолчанию = 100).
NF	коэффициент эмиссии прямого тока (по умолчанию = 1).
VAF	вперед Раннее напряжение (в вольтах). (по умолчанию = бесконечность).
IKF	угловой для прямого бета-спада высокого тока (в амперах). (по умолчанию = бесконечность).
ISE	Ток насыщения утечки B-E (в амперах). (По умолчанию = 0).
NE	Коэффициент эмиссии утечки B-E (по умолчанию = 1,5).
BR	идеальная максимальная обратная бета (по умолчанию = 1).
NR	коэффициент эмиссии обратного тока (по умолчанию = 1).
вар	обратное Раннее напряжение (в вольтах). (по умолчанию = бесконечность).
IKR	уголок для обратного бета-спада высокого тока (в амперах). (по умолчанию = бесконечность).
ISC	Ток насыщения утечки B-C (в амперах). (По умолчанию = 0).
NC	Коэффициент утечки B-C (по умолчанию = 2).
RB	Базовое сопротивление при нулевом смещении (в Омах). (По умолчанию = 0).
IRB	ток, при котором базовое сопротивление падает на полпути к минимальному значению (в амперах). (по умолчанию = бесконечность).
RBM	минимальное базовое сопротивление при больших токах (в Омах). (по умолчанию = РБ).
РЭ	сопротивление эмиттера (в Омах). (По умолчанию = 0).
RC	сопротивление коллектора (в Омах). (По умолчанию = 0).
CJE	B-E емкость истощения при нулевом смещении (в фарадах). (По умолчанию = 0).
VJE	Встроенный потенциал B-E (в вольтах). (по умолчанию = 0,75)
MJE	Экспоненциальный коэффициент соединения B-E (по умолчанию = 0,33).
TF	идеальное время прямого транзита (в секундах). (По умолчанию = 0).
XTF	коэффициент зависимости TF от смещения (по умолчанию = 0).
VTF	напряжение, описывающее зависимость TF от VBC (в вольтах). (по умолчанию = бесконечность).
ITF	сильноточный параметр для воздействия на TF (в амперах). (По умолчанию = 0).
PTF	превышение фазы при частоте = 1,0/(TF*2PI) Гц (в градусах). (По умолчанию = 0).
CJC	B-C емкость истощения при нулевом смещении (в фарадах). (По умолчанию = 0).
VJC	Встроенный потенциал B-C (в вольтах). (по умолчанию = 0,75).
MJC	Экспоненциальный коэффициент соединения B-C (по умолчанию = 0,33).
XCJC	доля емкости истощения B-C, подключенной к внутреннему базовому узлу (по умолчанию = 1).
TR	идеальное обратное время прохождения (в секундах). (По умолчанию = 0).
CJS	емкость коллектор-подложка при нулевом смещении (в фарадах). (По умолчанию = 0).
VJS	встроенный потенциал соединения подложки (в вольтах). (по умолчанию = 0,75).
MJS	экспоненциальный коэффициент соединения подложки (по умолчанию = 0).
XTB	прямая и обратная экспонента бета-температуры (по умолчанию = 0).
EG	энергетическая щель для влияния температуры на IS (в эВ). (по умолчанию = 1,11).
XTI	Экспонента температуры для влияния на IS (по умолчанию = 3).
KF	коэффициент мерцающего шума (по умолчанию = 0).
AF	Экспонента мерцающего шума (по умолчанию = 1).
FC	коэффициент для формулы емкости истощения при прямом смещении (по умолчанию = 0,5).
TNOM	температура измерения параметра (в °C) – Если значение не указано, будет использоваться значение по умолчанию, присвоенное TNOM на странице SPICE Options диалогового окна Analyses Setup (по умолчанию = 27).

Примечания

1. Модель для BJT представляет собой адаптацию интегральной модели управления зарядом Гаммеля и Пуна. Эта расширенная версия исходной модели Гаммеля-Пуна включает несколько эффектов при высоких уровнях смещения. Если некоторые параметры не указаны, модель по умолчанию автоматически принимает более простую модель Эберса-Молля.
2. Земля используется в качестве узла субстрата.
3. Значения для начального напряжения B-E и начального напряжения C-E применяются, только если Параметр Использовать начальные условия включен на странице Настройка анализа переходных процессов/Фурье диалогового окна Настройка анализа .
4. Коэффициент площади влияет на следующие параметры модели:

• транспортный ток насыщения ( IS )
• угол для прямого бета-спада сильного тока ( IKF )
• B-9 утечка насыщения 5 ИСЭ )
• уголок для обратного бета-спада высокого тока ( IKR )
• Ток насыщения утечки B-C ( ISC )
• Базовое сопротивление при нулевом смещении ( RB )
• Ток, при котором базовое сопротивление падает наполовину до своего высокого минимального значения ( IRB
  минимальное базовое сопротивление

  при ) токи (

  RBM )
• сопротивление эмиттера ( RE )
• сопротивление коллектора ( RC )
• B-E емкость истощения при нулевом смещении ( CJE ) )88
• сильноточный параметр воздействия на ТП ( ITF )
• B-C емкость истощения при нулевом смещении ( CJC )
• емкость коллектор-подложка при нулевом смещении ( CJS

  9061 8 9098 0411 Коэффициент площади

  опущено, предполагается значение 1. 0.
  5. Ссылка на нужный файл модели (*.mdl) указана на вкладке Model Kind диалога Sim Model . Имя модели используется в списке соединений для ссылки на этот файл.
  6. Если параметр имеет указанное значение по умолчанию (как часть определения модели SPICE), это значение по умолчанию будет использоваться, если специально не введено значение. Значение по умолчанию должно быть применимо к большинству симуляций. Как правило, вам не нужно изменять это значение.

  Примеры

  Рассмотрим биполярный транзистор на изображении выше со следующими характеристиками:

  • Вывод 1 (коллектор) подключен к цепи C
  • Вывод 2 (база) подключен к цепи GND
  • Контакт 3 (эмиттер) подключен к сети E
  • Обозначение Q1
  • Связанный файл модели моделирования: 2N3904.mdl .

  Если значения параметров в диалоговом окне Sim Model не введены, записи в списке соединений SPICE будут следующими:

  *Schematic Netlist:
Q1 C 0 E 2N3904
.
.
*Модели и подсхема:
.МОДЕЛЬ 2N3904 NPN(IS=1.4E-14 BF=300 VAF=100 IKF=0,025 ISE=3E-13 BR=7,5 RC=2,4
+ CJE=4.5E-12 TF=4E-10 CJC=3.5E-12 TR=2.1E-8 XTB=1.5 KF=9E-16 )

  и механизм SPICE будет использовать указанную информацию о параметрах, определенную в файл модели вместе со значениями параметров по умолчанию, присущими модели, для тех параметров, которые не указаны в файле.

  Если на вкладке «Параметры» диалогового окна Sim Model были указаны следующие значения параметров:

  • Коэффициент площади = 3
  • Начальное условие = ВЫКЛ.
  • Температура = 24

  , тогда записи в списке соединений SPICE будут следующими:

  24
.
.
*Модели и подсхема:
.МОДЕЛЬ 2N3904 NPN(IS=1.4E-14 BF=300 VAF=100 IKF=0.025 ISE=3E-13 BR=7.5 RC=2.4
+ CJE=4.5E-12 TF= 4E-10 CJC=3. 5E-12 TR=2.1E-8 XTB=1.5 KF=9E-16 )

  В этом случае механизм SPICE будет использовать эту информацию в сочетании с указанными параметрами, определенными в файле модели. (и любые значения по умолчанию для неуказанных параметров).

  Поддержка PSpice

  Многие параметры, которые могут быть включены в связанный файл модели для этого типа устройства, являются общими как для Spice3f5, так и для PSpice. Те, которые поддерживаются, можно найти в предыдущем разделе Параметры (определяемые в файле модели) .

  Для этого типа устройств поддерживаются следующие параметры на основе PSpice , а не :

  9 2 TRB

  9

  0

  0 2 2

  CN	температурный коэффициент квазинасыщения для подвижности дырок
  D	температурный коэффициент квазинасыщения для скорости несущей дырки с ограничением рассеяния
  02 ГМА 2 003	Коэффициент легирования эпитаксиальной области
  МКС	ток насыщения p-n подложки
  NK	сильноточный коэффициент спада
  NS	9 коэффициент излучения подложки 0003
  QCO	заряд эпитаксиальной области коэффициент
  КВАЗИМОД	флаг модели квазинасыщения для температурной зависимости
  RCO	сопротивление эпитаксиальной области
  904 1	Температурный коэффициент РБ (линейный)
  TRB 2	Температурный коэффициент RB (квадратичный)
  TRC 1	Температурный коэффициент RC (линейный)
  Температурный коэффициент RC (квадратичный)
  TRE 1	Температурный коэффициент RE (линейный)
  ТРЭ 2	Температурный коэффициент РЭ (квадратичный)
  ТРМ 23	Температурный коэффициент RBM (линейный)
  TRM2	Температурный коэффициент RBM (квадратичный)
  ВГ 9
  VO	3 2 2 напряжение колена3 90 90 0019	XCJC2	доля CJC с внутренним соединением к руб. Больше новостей Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт