Устройство для моделирования транзистора

Сфюз Сфветскик Социалистических Республик) Приоритет 06 С 7/48 рствеииый коиитСССРлам изобретенийи открытий Госуд ло иь Йо Зб 00981, Бкзлле убликован) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИ ТРАНЗИСТОРАИзобретение относится к электри. - ческому моделированию и предназначено для моделирования электронных схем на биполярных транзисторах.Известно устройство для моделирования транзисторов, содержащее транзистор в качестве модели транзистора по постоянному току, конденсаторы для моделирования барьерных емкостей р-п-переходов, операционные усилители, резисторы и конденсаторы для моделирования накопления заряда в базе транзистора 1 .Наиболее близким техническим реше" нием к предлагаемому является устрой ство для моделирования транзистора, содержащее транзистор, конденсаторы, резисторы и операционные усилители для регулирования величины коэффициента усиления транзистора, масштабных 20 коэффициентов и температурной зависимости эмиттерно-базового напряже" ния.транзистора 21.Общим недостатком указанных Уст ройств является низкая точность воспроизведения характеристик интегральных транзисторов в области больших токов коллектора.При моделировании интегральных транзисторов в модели обычно исполь- ЗО зуется стандартный дискретный транзистор, однако точность моделирования при этом оказывается низкой из-заотсутствия подобия между дискретнымии интегральными транзисторами. Точность может быть повышена путем моделирования токовой зависимости коэффициента усиления транзистора в области больших токов коллектора.Цель изобретения т повышение точности моделирования интегральных транзисторов в области больших токов коллектора.Поставленная цель достигается тем,что в устройство для моделированиятранзистора, содержащее первый и второй накопительные конденсаторы, первые обкладки которых соединены сбазовым выходом устройства, вторыеобкладки первого и второго накопительных конденсаторов подключены соответственно к коллекторному и эмиттерному выходам устройства, токосъемный резистор, выводы которого соединены соответственно с первым и вторым входами дифференциального усилителя, выход котррого через третий . накопительный. конденсатор соединен с базовым выходом устройства, транзистор, коллектор которого подключенно, току коллектора транзистора 1.Поскольку заряд неосновных носителей в базе моделируемого транзистора также пропорционален его коллекторному току, то конденсатор 5 с усилителем 7, источником 8 питания иредуктором 2 является аналогом диффузионной емкости эмиттерного перехода и моделирует накопление зарядав базе транзистора. Эта емкость подключена параллельно диффузионнойемкости транзистора 1 и и К разбольше аналогичной емкости моделируемого транзистора.Одновременно с этим часть тока,втекающего через базовый вывод 14,протекает через эмиттерный переходтранзистора 1 и передается в цепьего коллектора. Поскольку емкостиконденсаторов 4, 5 и 7 много больше собственных емкостей транзистора 1, то динамические характеристики данного устройства определяются целиком конденсаторами 4, 5 и 7,а транзистор 1 является безынерционным элементом, передающим активнуюсоставляющую базового тока н цепьколлектора,При дальнейшем увеличении базового тока падение напряжения на эмиттерном переходе транзистора 1 становится достаточным для открываниядиода 9, С этого момента часть базового тока ответвляется н цепь диода 9, что эквивалентно спаду коэфФициента усиления модели. Крутизнуспада и ток, при котором начинаетсяспад, можно регулировать резистором3 и источником ЭДС 10..Таким образом, диод 9, источникЭДС 10 и резистор 3 позволяют регулиронать вид токовой зависимостикоэффициента усиления модели до совпадения с требуемой зависимостью,т.е. в итоге повысить точность моделирования. 60 Формула изобретения н первому выводу токосъемного резистора, нторой вывод которого соединен с коллекторным нынодом устройства, эмиттерный выход которого подключен к эмиттеру транзистора, ннедены масштабирующий резистор, ограничительный диод и делитель напряжения, выполненный из последовательно соединенных постоянного и переменного резисторов, вывод постоянногорезистора подключен к шине источника питания, вывод переменного резистора соединен с эмиттерным вынодом устройства, база транзисторачерез масштабирующий резистор подключена к базовому выводу устройстваи аноду ограничительного диода, катод которого соединен с подвижнымконтактом переменного резистора делителя напряжения.На чертеже представлена электрическая принципиальная схема устройства.Устройство для моделированиятранзистора содержит транзистор 1,токосъемный и масштабирующий резисторы 2 и 3, первый и третий накопительные конденсаторы 4 и 5, дифференциальный усилитель б, второй накопительный конденсатор 7, источник8 питания, ограничительный диод 9и делитель 10 напряжения, которыйсостоит из переменного и постоянногорезисторов 11 и 12 и является посуществу источником ЭДС.Вывод эмиттера транзистора 1 подключен к эмиттерному выводу 13 устройства, конденсаторы 4 и 7 включены между базовыми 14 и эмиттерными13 выводами устройства, а также между базовым 14 и коллекторным 15 нынодами устройства. Резистор 2 включенмежду выводами коллектора транзистора 1 и коллекторным выводом 15 устройства. Два входа усилителя бподключены параллельно резистору 2,выход его через конденсатор 5 подключен к базовому выводу 14 устрой. ства, а общий вывод усилителя б,являющийся выводом источника 8 питания, подключен к эмиттерному выводу 13 устройства. База транзистора1 через резистор 3 подключена к базовому выводу 14 устройства. Диод9 включен между базовым выводом 14устройства и выходом делителя напряжения, состоящего из переменного резкстора 11 и постоянного резистора12, соединенных последовательно ивключенных между эмиттерным выводпм13 устройства и источником питания,усилителя.Принцип действия устройстна основанна испольэонании транзистора в качестве своей собственной модели по постоянному току. Динамические параметрыустройства подобны соответстнующимпараметрам реального транзистора смасштабом К,5 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 Устройство работает следующимобразом. При подключении базового вывода 14 устройства к источнику управляющего сигнала заряжаются конденсаторы 4 и 7. Этот процесс аналогичен заряду барьерных емкостей моделируемого транзистора,Заряжаетсятакже конденсатор 5 через вывод базы, выход дифференциального усилителя б и эмиттерный вывод 13 устройства. Заряд этого конденсатора пропорционален напряжению на его обкладках, следовательно, выходному напряжению дифференциального усилителя 7 и, следовательустройство для моделирования транзистора, содержащее первый и второй868787 Составитель И.ДубининаРедактор М.Ткач Техред Ж.Кастелевич Корректор М.Демч каз 8331/72 Тираж 748 ВНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открыти 113035, Москва, Ж, Раушская.Ужг накопительные конденсаторы, первые обкладки которых соединены с базовым выводом устройства, вторые обкладки первого и второго накопительных конденсаторов. подключены соответственно к коллекторному и эмиттерному выводам устройства, токо 5 съемный резистор, выводы которого соединены соответственно с первым и вторым входами дифференциального усилителя, выход которого через третий накопительный конденсатор соединен с базовым выводом устройства, транзистор, коллектор которого подключен к первому выводу токосъемного резистора, второй вывод которого соединен с коллекторным выводом уст ройства, эмиттерный выход которого подключен к эмиттеру транзистора, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности моделирования, в него введены масштабирующий резистор, 2 О ограничительный диод и делитель напряжения, выполненный из последовательно соединенных постоянного и переменного резисторов, вывод постоянногорезистора подключен к шине источникапитания, вывод переменного резисторасоединен с эмиттерным выводом устройства, база транзистора через масштабирующий резистор подключена к базовому выводу устройства и аноду ограничительного диода, катод которогосоединен с подвижным контактом переменного резистора делителя напряжения. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США Р 3471786,кл,324-158, опублик.1967,2. Реп Н-И, ВчБсйвапп Н., 1 пС Еес.агап Ропдьспап, 1971, Р 9, ь.227-231прототип).