Устройство для моделирования транзистора Советский патент 1988 года по МПК G06G7/62 

со 00

00

х

неосновных носителей, протекающему через коллекторный р-п-перехрд. Источники 14 и 7 задают в эмиттерный вывод модели ток, равный сумме токов, протекающих через коллекторный переход и базовый вывод модели.Конденсаторы 1 и 2 моделируют барьерные емму моделированию и предназначено JVIH моделирования электронных цепей с биполярными транзисторами, например интегральных схем.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет моделированшг транзисторов с незаземленным выводом эмиттера. д кости транзистора. Дифференциальные На фиг. 1 показана фyнкциoнaльнiaя усилители 11 и 13 служат для преобразования дифференциальных напряжений на барьерных емкостях конденсаторов 1 и 2, которые пропорциональны напря- второй 2 блоки моделирования барьер- j- жениям на р - п-переходах транзисто- ных емкостей транзистора, выполнен-, ра, в синфазные напряжения, подавае- ные в виде накопительного конденсато- мые на входь экспоненциальных усили- ра, базовый 3, эмиттерный 4 и коллек- телей 10 и 8.

торный 5 выводы устройства, блок 6 Блоки В и 10 воспроизводят следу2Q ющую зависимость:

схема устройства на фиг. 2 - схема RCG-сетки.

Устройство содержит первый 1 и

30

моделирования переноса неосновных носителей в базе транзистора, выполненный в виде RCG-сетки, четвертый управляемый источник 7 тока, первый экспоненциальный усилитель 8,первый управляемый источник 9 тока, второй 25 Е V - выходное и входное напряэкспоненциальный усилитель 10, первый

дифференциальный усилитель 11, второй управляемый источник 12 тока,второй дифференциальный усилитель 13 н тр|етий управляемый источник 14 тока.

RCG-сетка включает резисторы 15-17 и конденсаторы 18 и 19, Устройство работает следующим образом.

Блок 6 моделирует перенос неоснов- ных носителей в базе транзистора,уси- 35 ров модели можно получить на основа- лители 8 и 10 служат для задания нии теории подобия, сопоставляя урав- граничных условий на блок 6, источ- нения, описывающие процессы в тран- ник 12 з.адает в базовый вывод моде- зисторе и его модели. Рассматривают ли ток, равный току, вытекающему че- сначала квазистатический режим,когда рез третий вывод НСС-сетки. Послед- RCG-сетка может быть представлена кий аналогичен току рекомбинации не- П-образным звеном (фиг 2). МетодаЕ ЕДехр - 1),

жения экспоненциальных усилителей

О т - тепловой потенциал { Ер - некоторая константа. Управляемые источники 9, 12, 14 и 7 тока являются повторителями тока, дифференциальные усилители 11 и 13 имеют единичный коэффициент передачи напряжения.

Соотношения для расчета параметнеосновных носителей, протекающему через коллекторный р-п-перехрд. Источники 14 и 7 задают в эмиттерный вывод модели ток, равный сумме токов, протекающих через коллекторный переход и базовый вывод модели.Конденсаторы 1 и 2 моделируют барьерные емкости транзистора. Дифференциальные усилители 11 и 13 служат для преобразования дифференциальных напряжений на барьерных емкостях конденсаторов 1 и 2, которые пропорциональны напря- жениям на р - п-переходах транзисто- ра, в синфазные напряжения, подавае- мые на входь экспоненциальных усили- телей 10 и 8.

Е V - выходное и вх

Е ЕДехр - 1),

Е V - выходное и входное напря

ров модели можно получить на основа- нии теории подобия, сопоставляя урав- нения, описывающие процессы в тран- зисторе и его модели. Рассматривают сначала квазистатический режим,когда RCG-сетка может быть представлена П-образным звеном (фиг 2). Методажения экспоненциальных усилителей

О т - тепловой потенциал { Ер - некоторая константа. Управляемые источники 9, 12, 14 и 7 тока являются повторителями тока, дифференциальные усилители 11 и 13 имеют единичный коэффициент передачи напряжения.

Соотношения для расчета парамет

Изобретение относится к области аналогового моделирования и предназначено для моделирования- электронных цепей с биполярными транзисторами, например интегральных схем..Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет моделирования транзисторов с незаземленным выводом эмиттера. Цель достигается введением в устройство дифференциального усилителя и двух управляемых источников тока. Устройство позволяет моделировать транзисторы в любой схеме включения, в том числе при незаземленном выводе эмиттера. 2 ил.

носителей в базе транзистонакопления неосновных ноИсточник 9 задает в коллекlitfr

Ч - С(ехр - i)-.i:.(-p - о-с:

ми теории элект составить следую ний, описывающи

VK .x.MdV,.

i: - -о:э (-Р - п. (ехр ь.. ,).с: ;

- о-с:

ми теории электрических цепей можно составить следующую систему уравнений, описывающих процессы в модели:

VK .x.MdV,.

(1)

. н

э

где Egg , Е,д - параметры Е. усилителей 8 и 10

47 15 б сопротивления ре- зисторов 17, 15 и 16 соответственно

- - м . (Ф-- 2) С|, 1-2,0,,0,, - емкости конденсаторов 1, 2, 19 и 18 соответственно; Lfc - ток эмиттера и коллектора модели; V, - напряжения между

эмиттером и базой и коллектором и базой модели;

)t нормальный и инверсный коэффициенты передачи тока модели. Математически записанная система уравнений подобйа системе уравнений Эберса-Молла. Сопоставляя уравнения (1), описьшающие предлагаемое устройство, с уравнениями Эберса-Молла, описывающими объект моделирования, получают следующие соотношения между параметрами модели и объекта:

-6 , (з)

где под 1 и I подразумевают все параметры модели и объекта, имеющие размерность тока м под с и с,

.Г подразумевают все параметры, имеющие размерность емкости и времени соответственHOJ

Kj, 1{ - масштабы до току и времени.

Таким образом, зная параметры модели Эберса-Молла, токи насыщения , Ig, коэффициенты передачи тока it барьерные емкости р - п-пе реходов С,, -GI и постоянные-времени м oil с помощью масштабных соотношений (3) можно перейти к параметрам (2), входящим в уравнение (1) и на основании (2) определить параметры элементов данной модели.

Предлагаемое устройство для моделирования транзистора имеет замедленные в К раз по сравнению с моделируемым транзистором динамические характеристики. Величину К выбирают исходя из удобства исследования модели в мшшисекундном диапазоне,обычно она равна .

В более общем случае при моделировании неквазистатического режима транзистора необходимо использовать

не менее 6-12 секций блока 6, пока занных на фиг.2. При этом параметры элементов этих блоков определяют методами оптимизации, подбором величин параметров до совпадения характеристик модели и объекта с заданной точностью.

Уравнения (1) записаны для случая, когда источники тока, управляемые током, являются повторителями тока. В

более общем случае их передаточная характеристика может быть нелинейной. Это позволяет учесть токовую зависимость коэффициентов передачи тока транзистора.

Формула изобретения

Устройство для моделирования транзистора, содержащее первый и второй

блоки моделирования барьерных емкостей транзистора, каждый из которых выполнен в виде накопительного конденсатора, первые выво;9 1 конденсаторов первого и второго блоков моделирования барьерных емкостей транзисторов соединены и являются базовым выводом устройства, эмиттерный и кол-г лекторный выводы которого соединены с вторыми выводами конденсаторов соответственно первого и второго блоков моделирования барьерных емкостей транзистора, блок моделирования переноса неосновных носителей в базе транзистора, выполненный в ввде П-об- разной RCG-сетки, к первому выводу которой подключен выход первого экспоненциального усилителя, выход первого управляемого источника тока и первый вход первого дифференциального усилителя соединены с коллекторным выводом устройства, базовый вывод которого подключен к выходу второго управляемого источника тока и к второму входу первого дифференциального усилителя, выход которого соединен с.вхо- дом второго экспоненциального усилителя, выход которого подключен к управляющему входу первого управляемо-. го источника тока, вход второго управляемого источника тока соединен с

шиной нулевого потенциала, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет моделирования транзисто

ров с незаземленным выводом эмиттера, ,в него введены второй дифференциальный усилитель, третий .и четвертый управляемые источники тока, причем выход второго )еренциального усилителя соединен с входом первого экспоненциального усилителя, первый вход второго дифференциа,(1ьного усилителя соединен с базовым выводом устройства, второй вход второго дифференциального усилителя подключен к эмит- терному вьгаоду устройства и к выхоФиг. 1 15

CD-

/эф /5ф

ВНИИПИ Заказ 1583/52 Тираж 704

Произв.-полигр пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

дам третьего и четвертого управляемых источников тока, первый вход третьего и управляюпщй вход второго управляемого источника тока соединены, управляющий вход третьего управляемого источника тока подключен к второму выходу RCG-сетки, третий вывод которой соединен с управляющим входом четвертого управляемого источника тока, вход которого подключен к входу первого управляемого источника тока.

16

Фиг. 2

Подписное