Устройство для моделирования транзистора Советский патент 1975 года по МПК G06G7/48 

I

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для моделирования и расчета цепей, содержащих транзисторы.

Известные устройства для моделирования транзисторов имеют сложную кОструкцию и недостаточно точны в работе.

Цель изобретения - упрощение устройства и повышение точности в его работе.

В предлагаемом устройстве выход первого источника напряжения через последовательно соединенные первый усилитель-ограничитель и инвертор подключен к первому входу делителя напряжения, второй вход которого подключен к выходу второго усилителя-ограничителя, первь(й вход которого соединен с выходом второго источника напряжения, а второй вход через элемент односторонней проводимости подключен к выходу делителя напряжения.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - семейство статических коллекторных характеристик транзистора, полученное с помощью устройства, где

i3 ijj ij3 i54U|f 15в

Устройство для моделирования транзистора содержит Источник 1 и 2 напряжения, усилители-ограничители 3 и 4, инвертор 5 делитель 6 напряжения и элемент 7 односторонней проводимости. Напряжение )

на выходе источника 1 пропорционально току базы IT транзистора, а напряжение

(J, на выходе источника 2 пропорционально напряжению Ujj между эмиттером и коллектором. Каждый из усилителей-ограничителей 3 и 4 представляет собой операционный усилитель, в цепи обратной связи которого содержится элемент 8 и 9 односторонней проводимости, например полупроводниковый диод, подключенный анодом к выходу, а катодом - к суммирующей точке усилителя. Делитель 6 напряжения и элемент 7 односторонней проводимости, выполненный, например, на полупроводниковом диоде, образуют трехполюсный диодный элемент, который также включен в цепь обратной связи усилителя-ограничителя 4.

Инвертор 5 является источником опор-Л

ного напряжения для диодного элемента, который реализует ограничение лишь при отрицательной полярности выходного напряжения и усилителя 4, что соответствует положительной полярности напряжения . Uo источника 2.

Устройство для моделирования транзистора работает следующим образом.

При подаче на вход усилителя-ограничителя 4 напряжения U от источника 2, пропорционального напряжению ( транзистора, на выходе усилителя 4 вырабатывается напряжение Оч , пропорциональное току коллектора транзистора 11/, но с обратным знаком. Значение этого напряжения зависит от величины управляющего напряжения U, пропорционального току базы I ж транзистора, которое подается на вход усилителя-ограничителя 3 от источника 1. При неизменном значении напряжения (Ji , соответствующем некоторому постоянному значению тока базы транзистра, например IJ, , устройство воспрризводит нелинейную зависимость которая соответствует лишь одной ветви семейства коллекторных вольтамперных характеристик I., f (Uak) тока Jj. (см. фиг. 2). Эта зависимость имеет два характерных участка: начальный, более крутой, участок и участок насыщения, соединяющиеся в точке перегиба. При увеличении управляющего напряжения U возрастет опорное напряжение делителя 6 и участок насыщения моделируемой вольтампер- ной характеристики транзистора смещает ся вверх параллельно самому себе на величину, пропорциональную величине управляющего напряжения. При этом точка перегиба скользит по линии, являющейся продолжением начальногоучастка характе- ристики. Соответственно ггри уменьшении управляющего напряжения участок насыщения характеристики перемещается вниз.

Величина наклона начального участка характеристики регулируется потенциомет ром 1О, наклон участка насыщения определяется величинами сопротивления р зисторрв 11 и 12. Коэффициент усиления транзистора по току в модели можно варьировать, изменяя передаточный коэффициент усилителя 3.

Если модель транзистора работает в

качестве составной части более сложной/ модели, то может оказаться, что в определенные интервалы времени .напряжения

и,.

, Ue источников 1 и 2, пропорциональ15 и Uji, соответственно, будут

ные отрицательными. Йиоды 8 и 9 служат для того,чтобы ограничить выходное напряже-, ние каждого из усилителей 3 и 4 при отрицательной полярности напряжений U« и Uo . Так обеспечивается соответствие между раельным транзистором и его моделью. В реальном транзисторе при I J

О и ) О ток коллектора I ,. равен нулю (отрицательный ток утечки во внимание не принимается). В модели при отриI цательных значениях напряжений U , U о источников 1 и 2, моделирующих Ij и U aif) напряжение U,, на выходе усилителя 4,

,пропорциональное коллекторному току I ,

также равно нулю..

Для реализации усовершенствованной модели транзистора, воспроизводящей более точно коллекторные вольтамперные характеристики транзистора при аппроксимации каждой из них большим числом отрезков, в обратную связь усилителя-ограничителя 4 необходимо включить пераллельно имеющемуся дополнительные трехполюсные диодные нелинейные элементы, причем каждый новый

.диодный элемент соответствует отрезку ку-

юочно-линейно аппроксимированной вольт- j амперной характеристики транзистора.

Предмет |Иэобретенин

Г

Устройство для моделирования транзистора, содержащее источники напряжения, усилители-ограничители, инвертор, делитель напряжения, элемент односторонней проводимости, отличающееся тем, что, с целью упрощения и повышения точности в работе устройства, выход первого источника напряжения через последовательно соединенные первый усилитель-ограни|читель и инвертор подключен к первому I входу делителя напряжения, второй вход которого подключен к выходу второго усилителя-ограничителя, первый вход которого соединен с выходом второго источника напряжения, а второй вход через элемент односторонней проводимости подключен к выходу делителя напряжения.