Устройство для моделирования диода

СОКИ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИОПУБЛИ Н ОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕ ИТЕТ СССРТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(53) (56) Прое поро 1976 Ле 3700382/24-2410.02.8430,04.86. Бюл. 02 16Таганрогский радиотехническийтут им. В.Д.КалмыковаВ.В.Денисенко681.333(088.8)Добронравов О.Е., Овчинников Втирование схем и узлов ЭВМ наоных элементах. М.: Энергия,с. 207.тент США У 3480864,06 С 7/62, 1969.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯДИОДА(57) Изобретение относится к областивычислительной техники и предназначено для моделирования электронныхцепей, содержащих диоды, Цель изобретения состоит.в повышении точности моделирования за счет обеспечения задания экспоненциального граничного условия. Устройство содержитблок моделирования процесса переносанеосновных носителей, выполненный ввиде КСС-сетки, накопительный конденсатор, блок моделирования концентрации носителей на границе р-п-перехода,выполненный.в виде блока воспроизведения экспоненциальной зависимости, источник тока, компаратори ключ. 1 ил.Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и предназначено для моделирования электронных цепей, содержащих диоды.Целью изобретения является повышение точности моделирования.На чертеже представлена схемапредлагаемого устройства.Устройство содержит блок моделирования процесса переноса неосновных носителей, выполненный в виде КСС-сетки 1, накопительный конденсатор 2, блок моделирования концентрации носителей на границе р-п-перехода, выполненный в виде блока 3 воспроизведения экспоненциальной зависимости, блок моделирования тока через р-п-переход, выполненный в виде управляемого источника 4 тока, компаратор 5 и ключ 6. КСС-сетка состоит из резисторов 7, конденсаторов 8 и проводимостей 9.Устройство работает следующим образом.КСС-сетка 1 моделирует процесспереноса неосновных носителей в базе диода. Входное сопротивление управляемого источника 4 тока и двух- порогового компаратора 5 равно нулю, поэтому выходное напряжение блока 3 прикладывается к КСС-сетке 1 и задает граничное условие видаЧ0(о)=Б (ехр - -1),огде Б - некоторая константа;- тепловой потенциал;Ч - напряжение на модели диода.При этом через КСС-сетку 1 течетток, которым управляется источник 4 тока, 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 КСС-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 зависцмость от приложенного к модели напряжения.Если ток, втекающий в КСС-сетку 1, по модулю меньше указанного поро.га, то ключ 6 размыкается, При этом ток диода равен нулю. Это состояние1 228124 2модели с практической точки зренияполностью соответствует состоянию реального диода в обратном включениии в прямом включении при напряжении,меньшем 0,4-0,5 В, (для кремниевыхдиодов), когда токи диода составляютединицы и доли наноампер, т.е. сравнимы с утечками изоляции макета.Накопительный конденсатор 2 моде О лирует барьерную емкость диода Со.Его величина равнас-с8 К15 где К,КК - масштабы моделирования по времени, току напряжению соответственно.Параметры КСС.-сетки 1 рассчитыва- О ются по формуламК=К -С С ьхА С=с ьхАьхо А ф о ф о фо огде К, С, С - резисторы 7, конденсаторы 8 и проводимости 9 КСС-сетки,ах - длина одной ячейки области базы, соответствующая однойсекцииКСС-сетки, А - площадь поперечногосечения базы диода;- время жизнинеосновньм носителей в базе П - З 5 коэффициент диффузии неосновных носителей 1 Р - равновесная конценторация неосновных носителей в базе;К - масштаб по концентрацииР40 К = - уУрР Ргде 0 - потенциал в узлах КСС-сетРки 1;Р - концентрация неосновных носителей в базе.Формула и з о б р е т е н и яУстройство для моделирования диода, содержащее блок моделирования 5 О процесса переноса неосновньм носителей, выполненный в виде КСС-сетки,первый вывод которой соединен с шиной нулевого потенциала, которая является выходом устройства, модели рующим катод диода, первыф вывод накопительного конденсатора являетсявыходом устройства, моделирующим аноддиода, второй вывод накопительногоСоставитель В.РыбинРедактор Н.Швьщкая Техред И.Попович Корректор А.Обручарг Заказ 2288/50 Тираж 671 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 3 1228 конденсатора соединен с шиной нулевого потенциала, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены ключ, блок моделирования концентрации носителей на границе р-п-перехода, выполненный в виде блока воспроизведения экспоненциальной зависимости, блок моделирования тока через р-и-переход, выполненный в виде управляемого 1 О источника тока, и компаратор, выход которого соединен с управляющим вхо 24 4дом ключа, первый выход управляемого источника тока соединен с информационным входом ключа, выход которогоподключен к первому выводу накопительного конденсатора и к входу блокавоспроизведения экспоненциальной зависимости, выход которого подключенк входу управляемого источника тока,второй выход которого соединен с первым входом компаратора, второй входкоторого подключен к второму выводуКСС-сетки.