Модель транзистора

Союз СоввтсинеСоцнвпнстнчесинкРесяубпни К АВТО РСКО ВИДЕ ТЕЛЬСТВУ 61 ополнител ное к авт. сеид-ву 4,0880 (21) 296797 У 18-2 1)М. Кл. 6 06 О 7/62) Приоритет -Опубликовано 150582.Бюллетень МДата опубликования описания 1058 1 33 о делам зобретееей е открытей2) Авторы изобретен Добронравов и П.Э. ылов О МосковскииЗнамени инс ена Трудовогоезнодорожного дена Ленина итут инженеровтранспорта(5 этого устроиства явНедостаткомляется низкаявследствие огрных возможносттации процессообъемах базы ии, как следствности управлятжизни носителеиЭто создает бол ования ональи имичность моделииченных функцневоэможноскопления залектора траотсутствие в в наколе,истора оэможпостоянными временив базе и коллекторешие трудности при Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть .использовано при исследовании качества функционирования узлов и блоков ЭВМ, содержащих полупроводниковые би. полярные транзисторы.Известно устройство для моделирования транзистора, содержащее операционные усилители, генератор напряжения, делитель, транзистор, база кото 10 рого подключена к неинвертирующим входам операционных усилителей, первый из которых охвачен единичной обратной связью, в обратную свяэь 1 второго включен делитель напряжения выл У15 ходы операционных усилителей подключены к генератору напряжения. Устройство . позволяет имитировать входную и выходную вольтамперные характеристики транзистора 11.Однако с помощью данного устройства невозможно моделировать процессы накопления зарядов в,базе и коллек торе транзистора. 2Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство, содержащее источники напряжения, инвертор, два функциональнйх преобразователя, выходы первого ивторого источников напряжения подключены ко вхо дам соответствующих преобразователей, выход второго преобразователя соединен со входом инвертора. Это устройст во позволяет воспроизводить кусочно- линейную аппроксимацию вольтамперных характеристик транзистора и изменять его коэффициент усиления по току 2,.а:1 С Р 9 Р с кЬ Ик) Б 1 к) Б(к) 3 .9283исследовании транзисторных схем внанососекундном частотном диапазоне.Цель изобретения - повышение точности моделирования.Поставленная цель достигается тем, 5что в модель транзистора, содержащуюдва Функциональных преобразователя,введен усилительный транзистор, акаждый функциональный преобразовательвыполнен на операционном усилителе, 10инвертирующий вход которого черезпотенциометр подключен к одной об, кладке накопительного конденсатораи выходу операционного усилителя,неинвертирующий вход которого соединен с первым выводом первого масштабного резистора, второй вывод которого , подключен к другой обкладке накопительного конденсатора,и к первому выводувторого масштабного резистора, второйвывод которого соединен с неинвертирующим входом операционного усилителя, базовый и коллекторный выводы модели подключены соответственно к вторым выводам первого масштабного резистора первого и второго функциональных пре,образователей, первый вывод первого масштабного резистора первого Функционального преобразователя соединен с базой усилительного транзистора, кол 30 " лектор которого подключен к первому выводу первого масштабного резистора второго функционального преобразователя, эмиттер усилительного транзистора является эмиттерным выводом моДели.ф 35На чертеже изображено устройство.Устройство содержит усилительныйтранзистор 1, Функциональные преобразователи 2 и 3. Функциональные преобразователи содержат операционные40 усилители 4 и 5, поенциометры 6 и 7, масштабные резисторы 8 - 11, накопительные конденсаторы 12 и 13. Устройство имеет базовый 14, эмиттерный 15 и коллекторный 16 выводы.Устройство работает следующим образом.При включении модели в исследуемую схему на конденсаторах 12 и 13 происходит заряд, Эти процессы моделируют накопление зарядов неосновных носителей в объемах областей р и п-типов. базы и коллектора транзистора 1, Величины накапливаемых зарядов определяются согласно выражения 55 77 4где 10-) - базовый (коллекторный)ток транзистора;эффективное время жизнинеосновных носителей вбазе (коллектора) транзистора,Исходя из структуры модели транзистора величина заряда накапливаемого на конденсаторе 12 равна:с Ь . Заряд, накапливаемый на конденсаторе 13, находится по аналогичной форму- ле, Параметры модели - значения резис торов и конденсаторов выбираются таким образом, чтобы достигались требуемые коэффициенты К масштабов моделирования. Коэффициент Кдля базовой области биполярного транзистора определяется согласно соотношения В транзисторах, изготовляемых,например, методом двойной диффузиибольшая часть избыточного заряда накапливается в коллекторе. При этом эффективное время жизни неосновныхносителей в коллекторе превышает вре.мя жизни носителей в базе, фУчет конструктивных особенностейконкретных типов транзисторов позволяет правильно выбрать необходимые численные значения коэффициентов К и К масштабов моделирования, Установка этих масштабов осуществляется с помощью потенциометров 6 и 7;Таким образом, использование в уст.ройстве дополнительных элементов позволяет, моделировать процессы накопления зарядов неосновных носителей в базе и коллекторе биполярного транзистора как в активном режиме, так в режиме насыщения. Благодаря этому расширяются Функциональные возможности устройства и повышается точностьмоделирования реальных физических процессов, протекающих внутри транзистора.Перечисленные обстоятельства обусловливают улучшение технико-экономических показателей устройства: уменьшаются трудозатраты на моделирование9283 формула изобретения Составитель В. РыбинРедактор И, Касарда Техред М. Тепер Корректор Г, Решетник 3243/63 Тираж 732 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж,- Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород,Проектная и повышается качество получаемых результатов. Модель транзистора, содержащая два функциональных преобразователя, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что,с целью повышения точности моделирования, в 10 нее введен усилительный транзистор, а каждый функциональный преобразователь выполнен на операционном усилителе, инвертирующий вход которого через потенциометр подключен к одной обкладке 15 накопительного конденсатора и выходу операционного усилителя, неинвертирующий вход которого соединен с первым выводом первого масштабного резистора, второй вывод которого подключен 20 к другой обкладке накопительного конденсатора и к первому выводу второго масштабного резистора, второй вывод 77вкоторого соединен с неинвертирующим входом операционного усилителя, базовый и коллекторный выводы модели подключены соответственно к вторым выводам первого масштабного резистора первого и второго функциональных преобразователей, первый вывод первого масштабного резистора первого функционального преобразователя со-. единен с базой усилительного транзистора, коллектор которого подключен к первому выводу первого масштабного резистора второго функционального преобразователя, эмиттер усилительного транзистора является эмиттерным выводом модели.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР Н 631944, кл. 6 06 6 7/62, 19752. Авторское свидетельство СССР 11 708366,.кл. 6 06 6 7/48, 1977 (прототип).