Устройство для моделирования транзистора

Устройство для моделирования транзистора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Севетскик

Социалистическим

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23.0779 (21) 2799851/18-24 с присоединением заявки М (23) Приоритет

< >868787 (51) М. Кл.

G 06 G 7/48

Государствеииый комитет

СССР ло делам изобретений и открытий

Опубликовано 300981 Бюллетень Йо 36 (>3) УД 881. ззз (088. 8) Дата опубликования описания 30п9я1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

ТРАНЗИСТОРА

Изобретение 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 31) .

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устрой- 1 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 напряжения.транзистора 32), им "e+ cT T M указанных уст 25 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-за отсутствия подобия между дискретными и 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 B устройство для моделирования транзистора, содержащее первый и второй накопительные конденсаторы, первые обкладки которых соединены с базовым выходом устройства, вторые обкладки 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, тран- ° зистор, коллектор которого подключен

868787

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, ог-раничительный диод и делитель напряжения, выполненный из последовательно соединенных постоянного и переменного резисторов, вывод постоянного резистора подключен к шине источника питания, вывод переменного резистора соединен с эмиттерным вынодом устройства, база транзистора через масштабирующий резистор подключена к базовому выводу устройства и аноду ограничительного диода, катод которого соединен с подвижным контактом переменного резистора делителя напряжения.

На чертеже представлена электрическая принципиальная схема устройства.

Устройство для моделирования транзистора содержит транзистор 1, токосъемный и масштабирующий резисторы 2 и 3, первый и третий накопительные конденсаторы 4 и 5, диффе.ренциальный усилитель б, второй накопительный конденсатор 7, источник

8 питания, ограничительный диод 9 и делитель 10 напряжения, который состоит из переменного и постоянного резисторов 11 и 12 и является по существу источником ЭДС.

Вывод эмиттера транзистора 1 подключен к эмиттерному выводу 13 устройства, конденсаторы 4 и 7 включены между базовыми 14 и эмиттерными

13 выводами устройства, а также между базовым 14 и коллекторным 15 нынодами устройства. Резистор 2 включен между выводами коллектора транзистора 1 и коллекторным выводом 15 устройства. Два входа усилителя б подключены 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 транзистора

1 через резистор 3 подключена к базовому выводу 14 устройства. Диод

9 включен между базовым выводом 14 устройства и выходом делителя напряжения, состоящего из переменного резкстора 11 и постоянного резистора

12, соединенных последовательно и включенных между эмиттерным выводпм

13 устройства и источником питания. усилителя.

Принцип действия устройстна основан на испольэонании транзистора в качестве своей собственной модели по постоянному току. Динамические параметры устройства подобны соответстнующим параметрам реального транзистора с масштабом К.

Устройство работает следующим образом.

При подключении базового вывода

14 устройства к источнику управляющего сигнала заряжаются конденсаторы 4 и 7. Этот процесс аналогичен заряду барьерных емкостей моделируемого транзистора.

Заряжается также 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, следовательно, току коллектора транзистора 1.

Поскольку заряд неосновных носителей в базе моделируемого транзистора также пропорционален его коллектор ному току, то конденсатор 5 с усилителем 7, источником 8 питания и редуктором 2 является аналогом диффузионной емкости эмиттерного перехода и моделирует накопление заряда в базе транзистора. Эта емкость подключена параллельно диффузионной емкости транзистора 1 и и К раз больше аналогичной емкости моделируемого транзистора.

Одновременно с этим часть тока, втекающего через базовый вывод 14, протекает через эмиттерный переход транзистора 1 и передается в цепь

его коллектора. Поскольку емкости конденсаторов 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 активную составляющую базового тока н цепь коллектора.

При дальнейшем увеличении базоного тока падение напряжения на эмиттерном переходе транзистора 1 становится достаточным для открывания диода 9. С этого момента часть базового тока ответвляется н цепь диода 9, что эквивалентно спаду коэффициента усиления модели. Крутизну спада и ток, при котором начинается спад, можно регулировать резистором

3 и источником ЭДС 10. .Таким образом, диод 9, источник

ЭДС 10 и резистор 3 позволяют регулиронать вид токовой зависимости коэффициента усиления модели до совпадения с требуемой зависимостью, т.е. в итоге повысить точность моделирования. устройство для моделирования транзистора, содержащее первый и второй

868787

Составитель И.Дубинина

Техред Ж.Кастелевич Корректор М.Демчик

Редактор М.Ткач

Заказ 8331/72 Тираж 748 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4. 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, токо5 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- 15 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() ограничительный диод и делитель напряжения, выполненный из последовательно соединенных постоянного и переменного резисторов, вывод постоянного резистора подключен к.шине источника питания, вывод переменного резистора соединен с эмиттерным выводом устройства, база транзистора через масштабирующий резистор подключена к базовому выводу устройства и аноду ограничительного диода, катод которого соединен с подвижным контактом переменного резистора делителя напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 3471786, кл.324-158, опублик.1967.

2. Rein Н-И, Bviichmann H., tnt Е!ectron Rundschan, 1971, 9 9, s.227-231 (прототип).