|
|
|
сделать стартовой | добавить в избранное |
 |
|
Анализ и моделирование биполярных транзисторов |
Фонарь желаний бумажный, оранжевый. 
Ручка "Шприц", желтая. 
Ночник-проектор "Звездное небо и планеты", фиолетовый. 10. Математическая модель биполярного транзистора. Общая эквивалентная схема транзистора, используемая при получении математической модели, показана на рис.10-1. Каждый p- -переход представлен в виде диода, а их взаимодействие отражено генераторами токов. Если эмиттерный p- -переход открыт, то в цепи коллектора будет протекать ток, несколько меньший эмиттерного (из-за процесса рекомбинации в базе). Он обеспечивается генератором тока . Индекс означает нормальное включение. Так как в общем случае возможно и инверсное включение транзистора, при котором коллекторный p- -переход открыт, а эмиттерный смещен в обратном направлении и прямому коллекторному току , в эквивалентную схему введен второй генератор тока - коэффициент передачи коллекторного тока. Таким образом, токи эмиттера и коллектора в общем случае содержат две составляющие: инжектируемую (): (10.1) Эмиттерный и коллекторный p- -переходы транзистора аналогичны p- -переходу диода. При раздельном подключении напряжения к каждому переходу их вольтамперная характеристика определяется так же, как и в случае диода. Однако если к одному из p- -переходов приложить напряжение, а выводы другого p- -перехода замкнуть между собой накоротко, то ток, протекающий через p- -переход, к которому приложено напряжение, увеличится из-за изменения распределения неосновных носителей заряда в базе. Тогда: - тепловой ток эмиттерного p- -перехода, измеренный при замкнутых накоротко выводах базы и коллектора; - тепловой ток коллекторного p- -перехода, измеренный при замкнутых накоротко выводах базы и эмиттера. Рис. 10-1. Эквивалентная схема идеализированного транзистораСвязь между тепловыми токами p- -переходов включенных раздельно, И тепловыми токами . Тогда . Подставив эти выражения в (10.1), для тока коллектора получим Токи коллектора и эмиттера с учетом (10.2) примут вид (10.3) На основании закона Кирхгофа ток базы (10.4) При использовании (10.1)-(10.4) следует помнить, что в полупроводниковых транзисторах в самом общем случае справедливо равенство (10.5) Решив уравнения (10.3) относительно (10.6) Это уравнение описывает выходные характеристики транзистора. Уравнения (10.3), решенные относительно , дают выражение, характеризующее идеализированные входные характеристики транзистора: (10.7) В реальном транзисторе кроме тепловых токов через переходы протекают токи генерации — рекомбинации, канальные токи и токи утечки. Поэтому как правило, неизвестны. В технических условиях на транзисторы обычно приводят значения обратных токов p- -переходов . определенные как ток соответствующего перехода при неподключенном выводе другого перехода. Если p- -переход смещен в обратном направлении, то вместо теплового тока можно подставлять значение обратного тока, т. е. считать, что . В первом приближении это можно делать и при прямом смещении p- -перехода. При этом для кремниевых транзисторов вместо , где коэффициент m учитывает влияние токов реального перехода (m = 2 - 4). С учетом этого уравнения (10.3), (10.5) часто записывают в другом виде, который более удобен для расчета цепей с реальными транзисторами: .
Различают три основных режима работы биполярного транзистора: активный, отсечки, насыщения. В активном режиме один из переходов биполярного транзистора смещен в прямом направлении приложенным к нему внешним напряжением, а другой - в обратном направлении. Соответственно в нормальном активном режиме в прямом направлении смещен эмиттерный переход, и в (10.3), (10.8) напряжение имеет знак « ». Коллекторный переход смещен в обратном направлении, и напряжение в (10.3) имеет знак « - ». При инверсном включении в уравнения (10.3), (10.8) следует подставлять противоположные полярности напряжений . При этом различия между инверсным и активным режимами носят только количественный характер. Для активного режима, когда . Учитывая, что обычно , уравнение (10.7) можно упростить: (10.11) Таким образом, в идеализированном транзисторе ток коллектора и напряжение эмиттер-база при определенном значении тока не зависят от напряжения, приложенного к коллекторному переходу. В действительности изменение напряжения меняет ширину базы из-за изменения размеров коллекторного перехода и соответственно изменяет градиент концентрации неосновных носителей заряда. Так, с увеличением ширина базы уменьшается, градиент концентрации дырок в базе и ток увеличиваются. Кроме этого, уменьшается вероятность рекомбинации дырок и увеличивается коэффициент . Для учета этого эффекта, который наиболее сильно проявляется при работе в активном режиме, в выражение (10.11) добавляют дополнительное слагаемое - дифференциальное сопротивление запертого коллекторного p- - перехода. Влияние напряжения оценивается с помощью коэффициента обратной связи по напряжению , который показывает, во сколько раз следует изменять напряжение , какое дает изменение напряжения . Знак минус означает, что для обеспечения = co s приращения напряжений должны иметь противоположную полярность. Коэффициент ), поэтому при практических расчетах влиянием коллекторного напряжения на эмиттерное часто пренебрегают. В режиме глубокой отсечки оба перехода транзистора смещены в обратном направлении с помощью внешних напряжений. Значения их модулей должны превышать . Если модули обратных напряжений приложенных к переходам транзистора окажутся меньше , то транзистор также будет находиться в области отсечки. Однако токи его электродов окажутся больше, чем в области глубокой отсечки. Учитывая, что напряжения и (10.13) Подставив в (10.13) значение , найденное из (10.8), и раскрыв значение коэффициента А, получим , то выражения (10.14) существенно упростятся и примут вид Из (10.15) видно, что в режиме глубокой отсечки ток коллектора имеет минимальное значение, равное току единичного p- -перехода, смещенного в обратном направлении. Ток эмиттера имеет противоположный знак и значительно меньше тока коллектора, так как . Поэтому во многих случаях его считают равным нулю: . Ток базы в режиме глубокой отсечки приблизительно равен току коллектора: (10.15) Режим глубокой отсечки характеризует запертое состояние транзистора, в котором его сопротивление максимально, а токи электродов минимальны. Он широко используется в импульсных устройствах, где биполярный транзистор выполняет функции электронного ключа.
При режиме насыщения оба p- -перехода транзистора с помощью приложенных внешних напряжений смещены в прямом направлении. При этом падение напряжения на транзисторе () минимально и оценивается десятками милливольт. Режим насыщения возникает тогда, когда ток коллектора транзистора ограничен параметрами внешнего источника энергии и при данной схеме включения не может превысить какое-то значение . В то же время параметры источника внешнего сигнала взяты такими, что ток эмиттера существенно больше максимального значения тока в коллекторной цепи: . Тогда коллекторный переход оказывается открытым, падение напряжения на транзисторе—минимальным и не зависящим от тока эмиттера. Его значение для нормального включения при малом токе (10.16) Для инверсного включения (10.16) В режиме насыщения уравнение (10.12) теряет свою справедливость. Из сказанного ясно, что, для того чтобы транзистор из активного режима перешел в режим насыщения, необходимо увеличить ток эмиттера (при нормальном включении) так, чтобы начало выполняться условие , при котором начинается этот режим, зависит от тока , определяемого параметрами внешней цепи, в которую включен транзистор.
Команда ввода модели: .MODEL BJT NPN где запись BJT выбрана в соответствии с нашим обозначением Q1, a NPN — тип модели для npn-транзистора. Получится следующий входной файл: BJT PSpice Model Characteristics VBB 1 0 1V RS 1 2 10k RL 3 4 0.01 Q1 3 2 0 BJT; 3=collector, 2=base, 1=emitter VCE 4 0 5V .MODEL BJT NPN .DC VCE 0 15V 0.1V .PROBE .END Проведите анализ и получите график -I(RL). Знак минус правилен относительно команды ввода RL, показанной в файле. Используйте режим курсора, чтобы найти ICmax. Вы должны получить ICmax=2,07 мА. Характеристика показана на рис. 9.20. Удалите эту кривую и получите график I(RS), чтобы посмотреть входной ток IB. Проверьте, что его максимальное значение IВ=20,7 мкА. Из двух полученных значений можно вычислить hFE=100, что соответствует параметру BF, приведенному в модели. При необходимости вы можете задавать другие значения для BF в некоторых моделях транзистора (см. список всех параметров транзистора в разделе «Q — биполярный транзистор» приложения D). Рис. 9.20. Выходная характеристика для схемы на рис. 9.19 Входные характеристики схемы с общим эмиттером Входные характеристики могут быть получены из входного файла, который ссылается на встроенную модель следующим образом: BJT Input Characteristics IBB 0 1 100uA Rs 1 0 1000k RL 2 3 1k Q1 2 1 0 BJT VCC 3 0 12V .MODEL BJT NPN .DC IBB 0 100uA 1uA .PROBE .END Из рис. 9.21 видно, что для этой модели npn-транзистора значение VBE в активной области составляет около 0,8 В
1. Моделирование распределения примесей в базе дрейфового биполярного транзистора
2. Расчет распределения примесей в кремнии при кристаллизационной очистке и диффузионном легировании
3. Моделирование схемы усилителя НЧ на МДП-транзисторах
4. Расчет корректирующих цепей широкополосных усилительных каскадов на биполярных транзисторах
5. Математическое моделирование биполярных транзисторов типа p-n-p
11. Ключевые элементы на биполярних транзисторах
12. Работа биполярных транзисторов в микрорежиме
13. Расчет усилительного резистивного каскада на биполярных транзисторах
14. Физико-топологическая модель интегрального биполярного п-р-п-транзистора
15. Нелинейные и линейные модели биполярного транзистора
Кувшин "Ирис", 1000 мл. 
Скалка силиконовая большая. 
Чайник заварочный "Лавандовый букет", 950 мл. 17. Исследование биполярного транзистора
18. Изучение режимов работы диодов и транзисторов в электронных схемах
19. Новые подходы к лечению депрессий при аффективных расстройствах биполярного типа
20. Биполярные, горизонтальные и амакриновые клетки
21. Расчет схемы мультивибратора на полевых транзисторах
27. Динамическое распределение памяти
28. Динамическое распределение памяти
30. Автоматизированная система распределения мест и оценок качества олимпиадных заданий
31. Математичекие основы теории систем: анализ сигнального графа и синтез комбинационных схем
Карандаши металлик, трехгранные, 12 цветов. 
Рюкзак детский "Pixie Crew" с силиконовой панелью для картинок (розовый, цветной горох). 33. Формулы по алгебре, тригонометрии, электродинамике (Шпаргалка)
34. Все формулы (тригонометрия) (Шпаргалка)
35. Приближенное вычисление определенного интеграла при помощи квадратурной формулы Чебышева
37. Исследование распределения температуры в тонком цилиндрическом стержне
41. Бруцеллез. Этиология и географическое распределение, профилактика болезни
42. Источники излучения в интегрально-оптических схемах
43. Автоматизированная система распределения мест и оценок качества олимпиадных заданий
45. Разработка логической схемы управления двустворчатых ворот судоходного шлюза
46. Расчёт принципиальной тепловой схемы энергоблока 800 МВт
47. Структура и формирование исходных данных, необходимых для расчета параметров технологических схем
48. Спроектировать привод конвейера по заданной схеме и характеристикам (WinWord97 + Corel Draw)
Шкатулка, 30x23.5x16 см (арт. 3668-RT-43). 
Термо ланч-бокс "Bento" (арт. TK 0049). 
Зеркальце карманное "Котик", 8x7 см. 50. Схемы установок для выпаривания и конструкции выпарных аппаратов
52. Принципиальные схемы КШМ. Компоновочные схемы двигателей
53. Стандарты схем и их разновидности
58. Складання логічних схем з метою проектування комбінаційних пристроїв
60. Двухзеркальная антенна по схеме Кассергена
61. Выбор и обоснование тактико-технических характеристик РЛС. Разработка структурной схемы
62. Средства отладки электронных схем
63. Разработка схемы радиоприемника
64. Технология молока и молочных напитков (схема)
Сушилка для белья Vileda "Мультифлекс". 
Мягкий пол "Ассорти", универсальный, 60x60 см, 1.44 кв.м. 
Дорожка массажная "Морской Берег", с "камнями". 65. Трех- и четырехволнове рассеяние света на поляритомах и кристаллах ниобата лития с примесями
66. Изучение законов нормального распределения и распределения Релея
68. Роль схемы в процессе реализации государственного стандарта (философия)
69. Учет финансовых результатов и распределение прибыли
73. Создание схемы мотивации и стимулирование персонала на предприятии
74. Формирование и распределение прибыли предприятия
75. Анализ распределения и использования прибыли
76. Шпаргалка по формулам "Макроэкономика"
77. ВВП и ВНП: определение, распределение и расчет
78. Анализ распределения и использования прибыли
79. Сталинская система потребления и распределения
80. Интегрированные системы управления распределенной корпорацией
Набор для составления букета из мягких игрушек "Конфетти", 3 зайки. 
Магнитная азбука "Где Ёж?". 
Плюшевый мяч с термопринтом "FIFA 2018", красно-синий, 17 см. 81. Схема фонетического разбора
82. Попытка создания сюжетной схемы в рассказах Чехова
83. Маркетинговая политика распределения
84. Современные тенденции развития каналов распределения
89. Формулы сложения вероятностей
90. Новые формулы для вычисления планковских единиц
93. Приближенное вычисление определенного интеграла при помощи квадратурной формулы Чебышева
94. Формулы по вышке
96. Ортогональные полиномы и кривые распределения вероятностей
Спиннер трехлучевой "Цветомузыка", с bluetooth (белый). 
Набор из 100 шариков. 
Сейф-книга СС0081/1 "Alparaisa. Три богатыря", 21х13х5 см. 97. Ортогональные полиномы и кривые распределения вероятностей
98. Распределение уровней внутриглазного давления в нормальной популяции
99. Формула персонального брендинга
Флаг "Россия", шёлк, 90х135 см. 
