Параметры модели БТ в динамическом режиме

 

Для описания модели реального БТ, работающего на большом сигнале, необходимо задать следующие параметры модели [5]:

CJEЕмкость эмиттерного перехода при нулевом смещении (C_JE);

CJCЕмкость коллекторного перехода при нулевом смещении (C_JC);

CJSЕмкость перехода коллектор - подложка при нулевом смещении (C_JS);

VJEКонтактная разность потенциалов перехода Б-Э (f_E);

VJCКонтактная разность потенциалов перехода Б-К (f_C);

VJSКонтактная разность потенциалов перехода коллектор - подложка (f_S);

TFВремя переноса заряда через базу в нормальном режиме (t_F);

TRВремя переноса заряда через базу в инверсном режиме (t_R);

FCКоэффициент нелинейности барьерных емкостей прямосмещенных переходов (FC);

MJEКоэффициент плавности эмиттерного перехода (m_E);

MJCКоэффициент плавности коллекторного перехода (m_C);

MJSКоэффициент плавности перехода коллектор – подложка (m_S);

ITFТок, характеризующий зависимость TF от тока коллектора при больших токах (I_tF);

PTFДополнительный фазовый сдвиг на граничной частоте БТ f_Т=1/(2pTF) (P_tF);

VTFНапряжение, характеризующее зависимость TF от смещения база-коллектор (V_tF);

XCJCКоэффициент расщепления емкости база-коллектор CJC (X_CJC);

XCJC2Коэффициент расщепления емкости база-коллектор CJC (X_CJC2);

XTFКоэффициент, определяющий зависимость TF от смещения база-коллектор (X_tF)

Обозначения, используемые в тексте, обозначаются в круглых скобках.

Коэффициенты плавности перехода в модели Эберса-Молла устанавливаются по умолчанию равными 0, 33.

FC – принимает значения от 0 до 1 и используется для вычисления напряжения (FC ´ f_E и FC ´ f_C) в области прямого смещения, вне которой, емкость смоделирована линейной экстраполяцией. Это сделано, для того чтобы предотвратить бесконечные емкости при V = f_Е и при V = f_С, и следовательно, гарантировать непрерывную функцию для емкостей и производных. По умолчанию FC установлена в PSpice равной 0, 5.

Емкость перехода К-Б разделена на две составляющие: одна из них относится к активной части коллекторного перехода (емкость X_CJCC_JC включена между внутренним выводом базы и коллектором), другая к пассивной части коллектора (C_JC(1 - X_CJC) - емкость от внешней базы до коллектора). В качестве параметра в модели задается величина X_CJC, которая равна отношению барьерной емкости активной части перехода К-Б к полной барьерной емкости. X_CJC изменяется между 0 и 1, а по умолчанию задается равным 1, то есть емкость пассивной части вообще не учитывается. При задании параметра XCJC необходимо учитывать, что он определяется не только геометрическими размерами активной и пассивной частей перехода, но и различием удельных барьерных емкостей донной и боковой частей перехода [2].Этот параметр обычно важен только на СВЧ.

Компоненты накопленного заряда представлены в PSpice следующими уравнениями емкости зависимыми от напряжения:

 

, (59)

 

где F₁, F₂, и F₃ определяются выражением (58).

На рисунке 17 изображена полная модель БТ на большом сигнале с дополнением эффекта распределенной емкости перехода Б-К.

 

Рисунок 17 – Модель большого сигнала Г-П в PSpice [1]

 

Диффузионная емкость пропорциональна среднему времени пролета t_F носителей заряда через базу в прямом направлении и дифференциальной проводимости .

Параметр t_F учитывает зависимость времени пролета от уровня инжекции и от напряжений на переходах, то есть учитываются эффекты модуляции ширины базы. В модели принята следующая аппроксимация режимных зависимостей t_F [2]:

 

, (60)

где x = .

 

В этом выражении сомножитель 3x²-2x³ при ITF> 0 отражает рост t_F при повышении уровня инжекции, что характерно для эффектов Кирка. Впрочем, по умолчанию ITF = 0 и, следовательно, этот эффект не описывается. Экспоненциальный сомножитель описывает спад t_F с ростом запирающего напряжения на коллекторном переходе, что связано с эффектом Эрли. Но по умолчанию VTF = ¥, и этот эффект не учитывается. Кроме того, XTF = 0, и если не задать XTF > 0, то никакие режимные зависимости t_F не учитываются. В этом случае t_F = TF, где TF – параметр модели [2].

Таким образом, прямой и обратный переносимый заряд можно смоделировать заданием параметров t_F, X_tF, V_tF, I_tF и t_R.

⇐ Предыдущая12345

Поделиться: