Устройство для моделирования полевого транзистора Советский патент 1982 года по МПК G01R31/26 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПОЛЕВОГО

ТРАНЗИСТОРА

Изобретение относится к электрон ной технике и может быть использова например, в процессе разработки раз личного рода электронных устройств на полевых транзисторах для моделирования их параметров. Известек реальный полевой транзистор, содержащий клеммы истока, стока и затвора П. Недостатки известного - ограниченные функциональные возможности. Каждый полевой транзистор имеет опр деленные и неизменные значения крутизны и порогового напряжения, что не позволяет использовать их для моде лирования влияния упомянутых па раметров на характеристики разрабатываемого устройства. Наиболее близким к изобретению является устройство для моделирования полевого транзистора, содержаще входной и выходной полевые транзисторы, управляемый блок сдвига уровня и управляемый блок обратной связи, затвор входного полевого транзистора соединен с клеммой затвора устройства для моделирования полевого транзистора, исток и сток выходного полевого транзистора соединены соответственно с клеммой истока и клеммой стока устройства для моделирования полевого транзистора,управляющие входы управляемого блока сдвига уровне) и. управляемого блока обратной связи подключены к шинам управления, выход управляемого блока обратной связи соединен со входом управляемого блока сдвига уровня L2. Недостаток устройства - низкая точность моделирования полевого транзистора, так как в Нем не yчитывaetcя влияние режима выходной цепи полевого транзистора на входную цепь. Цель - повышение точности моделирования полевого транзистора. Поставленная цель достигается тем, что в устройство моделирования полевого транзистора, содержащее входной 39 и выходной полевые транзисторы, управляемый блок сдвига уровня и управляемый блок обратной связи, затвор входного полевого транзистора соединен с клеммой затвора устройства для моделирования полевого транзистора, исток и сток выходного полевого транзистора соединены соответ ственно с клеммой истока и клеммой стока устройства для моделирования полевого транзистора, управляющие входы управляемого блока сдвига уров ня и управляемого блика обратной свя зи подключены к шинам управления, выход управляемого блока обратной св зи соединен с входом управляемого блока сдвига уровня, введены дифференциальный усилитель и повторитель напряжения, входы дифференциального усилителя, выход которого подключен к входу управляемого блока обратной связи и затвору выходного полевого транзистора, соединены с затвором входного полевого транзистора и выходом управляемого блока сдвига уров ня, выход повторителя напряжения,вхо которого соединен со стоком выходног полевого транзистора, соединен со стоком входного полевого транз,истора исток которого подключен к общей шине. На чертеже приведена блок-схема устройства. Устройство для моделирования полевого транзистора содержит входной 1 1(1-выходной 2 полевые, транзисторы, дифференциальный усилитель 3, повто ритель напряжения k, управляемый бло обратной связи 5, управляемый блок сдвига уровня 6, блок защиты 7 с ши ной сброса 8, позволяющий исключить перегрузки по току в цепях затворов и истоков входного и выходного поле вых транзисторов. Затвор входного полевого транзистора 1 через блок защиты 7 соединен с клеммой 9 затво ра устройства для моделирования полевого транзистора. Исток выходного полевого транзистора 2 через блок защиты 7 и сток этого транзистора непосредственно соединены соответст венно с клеммой истока 10 и клеммой стока 11 устройства для моделирования полевого транзистора. Управляющие входы управляемого блока обратной связи 5 и управляемого блока сдвига уровня 6 соединены с шинами управления 12 и 13. Шина 12 позволя ет регулировать крутизну,а шина 13 пороговое напряжение моделируемого полевого транзистора. Устройство работает следующим образом. При нулевом напряжении на клемме 9 затвора выходное напряжение дифференциального усилителя 3 усиливается равным пороговому напряжению выходного полевого транзистора 2 путем подачи напряжения на шину 13. Это напряжение передается через блок защиты 7 на затвор выходного полевого транзистора 2. Далее, с помощью управляющего напряжения, подаваемого на шину 13, на выходе блока 6 выставляется напряжение, равное пороговому напряжению моделируемого полевого . транзистора, принимая за нулевой уровень отсчета ранее установленное напряжение. После подачи непряжения на клемму 9 затвора режимы входной и выходной цепей устанавливаются с учетом прямой и обратной связей между ними, примем режим входной цепи определяется, в частности, напряжением на клемме 11 стока и клемме 10 истока за счет направленной обратной связи, обеспечиваемой повторителем напряжения 4. Повторитель напряжения t, передавая сигнал в направлении от стока выходного полевого транзистора 2 к стоку входного полевого транзистора 1, ставит в требуемый режим входную цепь моделируемого полевого транзистора и ликвидирует влияние входной цепи на выходную путем исключения потребления тока внешних по отношению к устройству источников и за счет исключения передачи сигнала из входной цепи в выходную. Моделирование влияния входной цепи на выходную осуществляется прямым каналом, образованным дифференциальным усилителем 3Режим выходной цепи моделируемого полевого транзистора определяется как выходным напряжением блока сдвига уровня 6 (определяет пороговое напряжение) , так и коэффициентом усиления дифференциального усилителя 3, который, может регулироваться с помощью блока 5. Коэффициент усиления определяет крутизну моделируемого полевого транзистора и регулируется напряжением на шине 12. С использованием дифференциального усилителя 3 выделяется разница напряжений между его входами, усиливается в требуемом масштабе и подается на транзистора 2, иммитируя одновременно пороговое напряжение моделируемого транзистора и его kpyTHSHy.

Для предотвращения выхода из стро входного 1 и выходного 2 полевых транзисторов при проведении экспериментов с устройством, используется блок защиты 7. После устранения причины перегрузки, напряжение вновь подключают к соответствующим выводам транзисторов 1 и 2 с помощью управляющего сигнала, подаваемого на шину 8.

В предлагаемом устройстве повыше ние точности моделирования полевого транзистора достигается за счет разделения прямой и обратной связей между входной и выходной цепями моделируемого полевого транзистора по двум независимым каналам. Это осуществляется введением повторителя напряжения, образующего обратный канал, и дифференциального усилителя, формирующего прямой канал связи.

1 Формула изобретения

Устройство для моделирования полевого.транзистора, содержащее входной и выходной полевые транзис: торы, управляемый блок сдвига уровхя и управляемый блок обратной связи, затвор входного полевого транзистора соединен с клеммой затвора

устройства для моделирования полевого транзистора, истоки сток выходного полевого транзистора соединены соответственно с клеммой истока и клеммой стока устройства для моделирования полевого транзистора, управляющие входы управляемого блока сдвига уровня и управляемого блока обратной связи подключены к шинам управления, выход управляемого блока обратной связи соединен с входом управляемого блока сдвига уровня,о т личающееся тем, что, с целью повышения точности моделирования полевого транзистора, в него введены дифференциальный усилитель и повторитель напряжения, входы дифференциального усилителя, выход которого подключен к входу управляемого блока обратной связи и затвору выходного полевого транзистора, соединены с затвором входного полевого транзистора и выходом управляемого блока сдвига уровня, выход повторителя напряжения, вход которого соединен со стоком вь1ходного полевого .транзистора, соединен со стоком входного полевого транзистора, исток которого подключен к общей шине.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР №6739 1, кл. G 01 .R 31/26, 17-02.78