Устройство для моделирования диода Советский патент 1986 года по МПК G06G7/62 

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и предназначено для моделирования электронных цепей, содержащих диоды.

Целью изобретения является повышение точности моделирования.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит блок моделирования процесса переноса неосновных носителей, выполненный в виде RCG-сетки 1, накопительный конденсатор 2, блок моделирования концентрации носителей на границе р-п-пе- рехода, выполненный в виде блока

3воспроизведения экепрненциальной зависимости, блок моделирования тока через р-п-переход, выполненный

в виде управляемого источника 4 тока, компаратор 5 и ключ 6, RCG-сет- ка состоит из резисторов 7, конденсаторов 8 и проводимостей 9.

Устройство работает следующим образом .

RCG-сетка 1 моделирует процесс переноса неосновных носителей в базе диода. Входное сопротивление управляемого источника А тока и двух- порогового компаратора 5 равно нулю, поэтому выходное напряжение бло ка 3 прикладывается к RCG-сетке 1 и задает граничное условие вида

и(о)и(ехр -1),

где Up - некоторая константа;

tfr - тепловой потенциал;

V - напряжение на модели диода При этом через RCG-сетку 1 течет ток, которым управляется источник

4тока, являющийся повторителем тока. Если этот ток больше тока смещения нуля источника 4 тока и тока, обусловленного смещением нуля блока 3, то ключ 6 замкнут и ток модели оказывается равным току, протекающему через RCG-сетку 1. Этот ток аналогичен току диода, обусловленному инжекцией неосновных носителей в базу моделируемого диода. Поскольку граничное условие задается блоком 3 то ток через модель диода имеет экспоненциальную зависимость от приложенного к модели напряжения.

Если ток, втекающий в RCG-сетку I, по модулю меньше указанного порога, то ключ 6 размыкается. При этом ток диода равен нулю. Это состояние

24г

модели с практической точки зрения полностью соответствует состояние реального диода в обратном включении и в прямом включении при напряжении, меньшем 0,4-0,5 В. (для кремниевых диодов), когда токи диода составляют единицы и доли наноампер, т.е. сравнимы с утечками изоляции макета.

Накопительный конденсатор 2 моде- лирует барьерную емкость диода Cj. Его величина равна

s if-где Ki,Kj,Ky - масштабы моделирования по времени, TOKyj напряжению соответственно. Параметры RCG-сетки I рассчитьшаются по формулам

5. G,

fijc А

С С-йхА; дхА;

., R П

00 D

,

30

40

45

где R, С, G - резисторы 7, конденсаторы 8 и проводимости 9 RCG-ceткиi UX - длина одной ячейки области базы, соответствующая одной секции RCG-сетки} А - площадь поперечного сечения базы диода; с - время жизни неосновных носителей в базе4 D - 35 коэффициент диффузии неосновных носителей j Р - равновесная концентрация неосновных носителей в базе Кр - масштаб по концентрации

к Р р

где и. - потенциал в узлах RCG-сетки 1 ;

Р - концентрация неосновных носителей в базе.

Формула изобретения

Устройство для моделирования диода, содержащее блок моделирования

процесса переноса неосновных носителей, выполненный в виде RCG-сетки, первый вывод которой соединен с шиной нулевого потенциала, которая является выходом устройства, моделирующим катод диода, пердь вывод накопительного конденсатора является выходом устройства, моделирующим анод диода, второй вывод накопительного

31228

конденсатора соединен с шиной нуле- вого потенциала, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введены ключ, блок моделирования концентрации но- 5 сителей на границе р-п-перехода, выполненный в виде блока воспроизведения экспоненциальной зависимости,блок моделирования тока через р-п-пере- ход, выполненный в виде управляемого 10 источника тока, и компаратор, выход которого соединен с управляющим вхо244

дом ключа, первый выход управляемого источника тока соединен с информационным входом ключа, выход которого подключен к первому выводу накопительного конденсатора и к входу блока воспроизведения экспоненциальной зависимости, выход которого подключен к входу управляемого источника тока, второй выход которого соединен с первым входом компаратора, второй вход которого подключен к второму выводу RCG-сетки,

Изобретение относится к области вычислительной техники и предназначено для моделирования электронных цепей, содержащих диоды. Цель изобретения состоит, в повышении точности моделирования за счет обеспечения задания экспоненциального граничного условия. Устройство содержит блок моделирования процесса переноса неосновных носителей, вьшолненный в виде RCG-сеткИ, накопительнь) конденсатор, блок моделирования концентрации носителей на границе р-п-пе- рехода,вьтолненный в виде блока воспроизведения экспоненциальной зависимости, источник тока, компаратор и кгаоч. 1 ил. i (Л

Составитель В.Рыбин Редактор Н.Швьщкая Техред И.Попович

Заказ 2288/50 Тираж 671Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий П3035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор А.Обручар

х