Устройство для моделирования полупроводникового элемента

(23) Приоритет по делам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ЭЛЕМЕНТА 1Изобретение относится к радиоэлектронике, а точнее к исследованию и измерению параметров полупроводниковых приборов и может быть использовано прианализе поведения радиоэлектронных схем в условиях воздействия различных де 5 стабилизируютцих факторов, таких, как температура, влажность, давление, радиация и т,п.Известны устройства, моделируюшие10 биполярный транзистор с варируемыми параметрами, выполненные на основе одной из трех эквивалентных схем транзистора с использованием активных и пассивных элементов 11.тзОдна из схем такого устройства сос. тоит иэ входного резистора, включенногс последовательно с генератором напряжения, величина которого пропорциональна коллекторному напряжению, и выходного резистора, параллельно которому включенгенератор тока, величина которого пропорциональна току через входной резистор, умноженному на некоторый постоян. ный коэффициент. Параметры такой модели устанавливаются изменением параметров элементов, входяших в схему лтодели.Однако наличие корреляционной связи между параметрами не позволяет изменять проиввольным образом параметры модели независимо один от другого, что затрудняет применение такой модели при анализе электронных схелт. Кроме того, устройство моделирует лишь дифференциальные параметры транзисторов в одной фиксированной точке характеристики. Эти параметры недостаточно точно отражают реальные входные и выходные характеристики транзистора, что ограштчивает применение модели в случае нелинейных схем,Наиболее близким по технической сущности является устройство для моделирования полупроводникового элемента, содержацее операционный усилитель, в обратную связь которого включен делитель напряжения, выход операционного усилителя через преобразователь напряжение - ток подключен к базе транзистора 2. Кромевходом операционного усилителя 1. Причем эа базу модели принимается инвертируюший вход операционного усилителя 1за эмиттер и коллектор - соответствующие выводы транзистора 4. В базу модели, являющуюся инвертирующим входом операционного усилителя 1 (ОУ), задается входной ток. Этот токблагодаря высокому входному сопротивлению ОУ будет протекать через делитель 2напряжения и вызовет на входе ОУ напряжение, пропорциональное входному току. С помощью преобразователя 5 напряжение-ток в базу транзистора 4 поступает ток, пропорциональный входному току модели, В соответствии с входной характеристикой транзистора на его базе появляется напряжение Оз, которое, передаваясь на неинвертируюший вход ОУ 1, вызывает на инвертирукицем входе, являющемся базой модели, такое же напряжение 0. Диод 6 обеспечивает влияние коллектора транзистора на входную характеристику модели. Таким образом, при изменении сопротивления делителя 2 напряжения изменяется коэффициент пропорциональности между входным током модели и тохом базы транзистора, а следовательно, и выходным током транзистора и происходит изменение коэффициента передачи тока модели транзистора. При этом входные и выходные характеристики модели остаются такими же, как в случае реального транзистора. 35 40 Предлагаемое устройство для моделиро. вания полупроводникового элемента по сравнению с лучшими образцами аналогичного оборудования позволяет повысить точность моделирования изменений коэффициента передачи тока без изменения остальных характеристик транзистора. Ъформула изобретения Устройство для моделирования полупроводникового элемента, содержащее операционный усилитель, в обратную связь которого включен делитель напряжения, выход операционного усилителя через преобразователь напряжение-ток подключен к базе транзистора, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повьппения точности и упрощения устройства, неинвертирующий вход операционного усилителя через раэвяэывающий диод подключен к коллектору транзистора,3 732917 4того, устройство сддержит дополнительно операциенный усилитель и транзистор,база которого соединена с щвертируюшим входом дополнительного операционного усилителя, выходы операционныхусилителей подключены к соответствующим входам генератора тока, выход которого через генератор напряжения соединен с коллектором транзисторов, эмиттеры.которых объединены, а генератор 10тока выполнен на транзисторе.Такое устройство позволяет моделировать изменение коэффициента г.редачитока транзистора без изменения входныхи выходных характеристик, что обеспечивает высокую точность соответствия модели поведению транзисторано точностьмоделирования определяется точностьюсовпадения характеристик парноподобныхтранзисторов. Так как подобрать пару 20транзисторов с полным совпадением характеристик не удается, то неточностьподбора повлияет на точность моделирования. Другим недостатком известнойконструкции является сложность устройстватак как оно включает дорогостоящие элементы, тахие,как операционныеусилители, парноподобранные транзисторы и т.д.цель изобретения - повышение точно 30сти и упрощение устройства.Укаэанная цель достигается тем, чтов устройстве для моделирования полупроводникового элемента, содержащем операционный усилитель, в обратную связьхоторого вклю г н делитель напряжения,выход операционного усилителя черезпреобразователь напряжение - ток подключен к базе транзистора,.неинверти-руюший вход операционного усилителя через развязывающий диод подключен хколлектору транзистора, база транзистора соединена с неинвертируюшим входомоперационного усилителя.На чертеже представлена блок-схема 45устройства.Устройство для моделирования полупроводникового элемента состоит изоперационного усилителя 1, в обратнуюсвязь которого включен делитель 2 напряжения, генератор 3 тока, содержащеготранзистор 4, к базе которого подключенпреобразователь 5 напряжение-ток, соединенный своим входом к выходу операционного усилителя, развязывающего55диода 6, включенного между коллекторомтранзистора и точкой соединения базыэтого транзистора с неинвертируюшим5база транзислра соединена с непертирутотпим входом операционного усилич еляф Источники информации,принятые во внимание при экспертизе732917 б1,Степаненко И. П. Основы теориитранзисторов и транзисторных схем. МЭнергия, 1973, с. 200-214.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке М 2473850/18-24,кл. б 0 6 б 7/62, 1977,еаз 1740/40ЦНИИП113035,Мо Тираж 751 ПодписноеИ Государственного комитета СССРделам изобретений и открытийсква, Ж, Раушская, наб., д. 4/5Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Составитель И. ДубининаРедактор С. Головенко Техред О. Андрейко Корректор В. Бут За