Модель -перехода

П=К 1 (е р - ,- - ) Ц79 Ы 6 5 тпР,35 где К - сопротивление резистора5 и 6, в зависимости отположения ключа 1;Бс, - напряжение смещения нуляоперационного .усилителя;1 - ток насыщения транзисто 5ра 3 в диодном включении;ш :1 - его а-фактор,Поскольку источник 21 тока, управляемый током, имеет нулевое входное45сопротивление, то напряжение на втором выводе модели также равно Убы.Ток выхода источника 21 тока 1,управляемого током, равен току еговхода 1 п, протекающему с выхода50экспоненциального преобразователя квторому выводу модели, поскольку Ко 1 х +П + о рх щ К 074 55(2) где Б напряжение на выходе сумматора 12; Изобретение относится к областианалогового моделирования и предназначено для моделирования биполярныхполупроводниковых приборов как ком 5понентов электронных схем.На чертеже изображена схема моделирования р - п-перехода.Цель изобретения - повьппение точности моделирования. 10Модель р - и-перехода включаетпервый ключ 1, повторитель 2 напряжения, усилительный транзистор 3, операционный усилитель 4, резистор 5,первый масштабный резистор 6, которые составляют экспоненциальный преобразователь 7, Кроме того, модельвключает источник 8 напряжения, содержащий дифференциальные усилители9 и 10 и резистор 11, сумматор 12, 20резистор 13, второй масштабный резистор 14, второй ключ 15, первый и второй компараторы 16 и 17, КЯ-триггер18, шины 19 и 20 опорного сигнала,источник 8 напряжения, сумматор 12, 25ключ 15, резисторы 13 и 14 составляют источник 21 тока,Модель работает следующим образом,Предположим, что к первому выводумодели приложено .напряжение 7. Тогдана выходе экспоненциального преобра"зователя появится напряжение Беоц=К, (ехр -- -1), Км шт что типично для диодаЕсли стоит задача моделирования транзистора, то каждый иэ р - и-переходов следует заменить предложенной моделью, а область базы Т-образной цепочкой из резисторов, Аналогично можно моделировать более сложные полупроводниковые приборы,Динамический диапазон (ДД) модели ограничен величинами Б О и определяется как 1 ущК вя Бо мд ф(3) ДД = -п 1- - -- (ехр -- -1). (4) ч 11 о 11 р шт Из этих выражений следует., что ДД можно расширить, если увеличить сопротивление Кв и К, Однакоэто увеличение должно быть таким, чтобы напряжения не выходили за верхнюю границу ДД операционных усилителей модели. Следовательно, сопротивления Кв и К а также К и Кь К - передаточное сопротивлениеисточника 18 напряжения,управляемого током;Б - напряжение смещения нулясумматора 12;К,- сопротивление резистора 13или 14.Поскольку выход 21 источника тока соединен с первым выводом модели,то ток, втекающий в ее первый вывод,оказывается равным току, вытекающему из ее второго вывода,В предлагаемой модели, в отличиеот традиционного моделирования нааналоговых вычислительных машинах,безразлично какой из выводов считатьвходом, какой - выходом, и безразлично какое внутреннее сопротивлениеимеет источник внешних сигналов, т,е,данная модель является обратимой.Перечисленные свойства модели ивоспроизводимые ею зависимости (1)и (2) аналогичны соответствующимсвойствам р - п-переходе, Если к еевторому выводу подсоединить резисторКд (не показано), то получим модельдиода, поскольку при этом ток 1 первого вывода модели равен057 з 1336 должны иметь разные номиналы, например, К.= 100 К , К, =100 Ки, большее сопротивление следует подключать в случае, когда напряжение на выходе операционного усилителя 4 (ОУ) мало,5 и подключать сопротивление, если выходное напряжение ОУ 4 превышает верхнюю границу его ДЦ, Описанный алгоритм реализуется КЯ-триггером 18, 10 компарторами 16 и 17, ключами 15 и 1 и усилителем 4.Опорные напряжения Ц и Ц подключаемые к входам компараторов 16 и 17, выбираются: 11 щ равным 15 верхней границе ДЦ, 11 в 10-100 раз меньше, Триггер 18 служит для запоминания диапазона, в пределах которого модель работает в данный момент времени, 20Динамический диапазон благодаря применению масштабирования расширяетК Кся теоретически в= -1- раз, одКб Кднако параэитные наводки, утечки по 25 печатной плате и конечное сопротивление земляных шин не позволяют получить расширение ДД более, чем в 100 раэ (на 40 дБ) . формула изобретения Модель р - п-перехода, содержащая операционный усилитель, между выхо,дом и инвертирующим входом которого включены последовательно соединенные первыи масштабный резистор и первый35 ключ, неинвертирующий вход операционного усилителя соединен с шиной нулевого потенциала модели, выходоперационного усилителя подключен квходу первого компаратора, второйвход которого соединен с шиной опорного сигнала модели, выход первогокомпаратора подключен к К-входуКЯ-триггера, второй компаратор, вто"рой ключ и второй масштабный резистор, о т л и ч а ю щ а я с я тем,что, с целью повышения точности моделирования, в нее введены повторитель напряжения, усилительный транзистор, источник напряжения и сумматор, выход которого соединен с входом повторителя напряжения и является первым выводом модели, между выходом и первым входом сумматора включены последовательно соединенные второй масштабный резистор и второйключ, выход операционного усилителясоединен с.первым выводом источниканапряжения, второй вывод которогоявляется вторым выводом модели, а выход подключен к второму входу сумматора, выход операционного усилителясоединен с первым входом второго компаратора, второй вход которого подключен к шине опорного сигнала модели, выход второго компараторасоединен с Я-входом КЯ-триггера,выход которого подключен к управляющим входам первого и второго ключей, выход повторителя напряженияподключен к.эмиттеру усилительноготранзистора, база и коллектор которого соединены с инвертирующим входомоперационного усилителя.336057 Составитель И. ДубининаТехред В.Кадар Корректор Л Пилипенко едактор С. Патр 4049/47 Тираж 672 Подписи ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5