4. Порядок виконання роботи
В системі схемотехнічного моделювання Micro-Cap8 (MC8) вибрати біполярний транзистор n-p-n типу 2N1613 та ознайомитись з його параметрами.
Порівняти вихідні характеристики різних типів транзисторів. Порівняти струми колектора транзисторів.
За допомогою системи MC8 синтезувати схему для дослідження вольт-амперних характеристик біполярного транзистора діода у схемі зі спільною базою (рис.6,а). Використати джерела постійного струму І1=250мА та постійної напруги V1=10В.
а) б)
Рис.6. Схеми дослідження транзисторів для увімкнення зі спільною базою (а);та зі спільним емітером (б)
Зняти вхідну ВАХ IЕ=f(UБЕ), якщо UKБ =const, вихідні ВАХ IK=f(UKБ), якщо IЕ=const.
За допомогою системи MC8 синтезувати схему для дослідження вольт-амперних характеристик біполярного транзистора діода у схемі зі спільним емітером (рис.6,б). Використати джерело струму І1=5мА і джерело постійної напруги Е1=10 В.
Зняти вхідну ВАХ IБ=f(UБЕ) якщо UKЕ =const, вихідні ВАХ IK=f(UKЕ), якщо IБ=const.
Розрахувати hБ-параметри транзистора, увімкненого у схему зі спільною базою та hЕ-параметри транзистора, увімкненого у схему зі спільним емітером.
Порівняти ВАХ транзисторів для різних схем увімкнення та їх h-параметри.
5. Методичні вказівки
5.1. Моделі біполярних транзисторів
Біполярні транзистори в системі МС8 вибираються за допомогою таких шляхів в меню: Компоненты/ Analog Primitives/Active Devices/NPN (або PNP) (рис.7), або Компоненты/ Analog Library/BJT (або BJT Pwr). Далі в підменю потрібно вибрати потрібний тип транзистора.
Рис.7. Вікно вибору Компоненты
В атрибуті Part задається ім’я транзистора у схемі, в атрибуті Model вказується ім’я моделі транзистора, яку можна вибрати з каталогу справа.
В програмі МС* використовується схема заміщення біполярного транзистора у вигляді моделі Гумеля-Пуна, яка автоматично спрощується до простішої моделі Еберса-Мола, якщо усунути деякі параметри. Список параметрів повної математичної моделі біполярного вказаний у табл..1.
Таблиця 1. Параметри моделі біполярного транзистора
Ім’я параметра |
Параметр |
Значення за замовчу-ванням |
Одиниця вимірювання |
IS |
Струм насичення за температури 27С |
1E-16 |
А |
BF |
Максимальний коефіцієнт підсилення струму в нормальному режимі у схемі зі СЕ (без врахування струмів втрат) |
100 |
|
BR |
Максимальний коефіцієнт підсилення струму в інверсному режимі у схемі зі СЕ |
1 |
|
NF |
Коефіцієнт емісії (неідеальності) для нормального режиму |
1 |
|
NR |
Коефіцієнт емісії (неідеальності) для інверсного режиму |
1 |
|
ISE* |
Струм насичення втрат переходу база-емітер |
0 |
А |
ISC* |
Струм насичення втрат переходу база-колектор |
0 |
А |
ISS |
Струм насичення p-n переходу підкладки |
0 |
А |
NS |
Коефіцієнт емісії струму p-n-переходу підкладки |
|
|
IKF* |
Струм початку спаду залежності BF від струму колектора в нормальному режимі |
|
А |
IKR* |
Струм початку спаду залежності BR от струму емітера в інверсному режимі |
|
А |
NE* |
Коефіцієнт емісії струму втрат емітерного переходу |
1,5 |
|
NC* |
Коефіцієнт емісії струму втрат колекторного переходу |
2 |
|
NK |
Коефіцієнт перегину при великих струмах |
0.5 |
|
VAF |
Напруга Ерлі в нормальному режимі |
|
В |
VAR* |
Напруга Ерлі в інверсному режимі |
|
В |
RC |
Об’ємний опір колектора |
0 |
Ом |
RE |
Об’ємний опір емітера |
0 |
Ом |
RB |
Об’ємний опір бази (максимальний) при нульовому зміщенні переходу база- емітер |
0 |
Ом |
RBM* |
Мінімальний опір бази при великих струмах |
RB |
Ом |
IRB* |
Струм бази, при якому опір бази зменшується на 50% повного перепаду між RB и RBM |
|
А |
TF |
Час переносу заряду через базу в нормальному режимі |
0 |
с |
TR |
Час переносу заряду через базу в інверсному режимі |
0 |
с |
XTF |
Коефіцієнт, що визначає залежність TF від зміщення база-колектор |
0 |
|
VTF |
Напруга, що характеризує залежність TF від зміщення база-колектор |
|
В |
ITF |
Струм, що характеризує залежність ТF від струму колектора при великих струмах |
0 |
А |
PTF |
Додатковий
фазовий зсув на граничній частоті
транзистора
|
0 |
град. |
CJE |
Ємність емітерного переходу при нульовому зміщенні |
0 |
пФ |
VJE (РЕ) |
Контактна різниця потенціалів переходу база-емітер |
0,75 |
В |
MJE (ME) |
Коефіцієнт, що враховує плавність емітерного переходу |
0,33 |
|
CJC |
Ємність колекторного переходу при нульовому зміщенні |
0 |
Ф |
VJC (PC) |
Контактна різниця потенціалів переходу база-колектор |
0,75 |
В |
MJC(MC) |
Коефіцієнт, що враховує плавність колекторного переходу |
0,33 |
|
CJS (CCS) |
Ємність переходу колектор- підкладка при нульовому зміщенні |
0 |
Ф |
VJS (PS) |
Контактна різниця потенціалів переходу колектор- підкладка |
0,75 |
В |
MJS (MS) |
Коефіцієнт, що враховує плавність переходу колектор- підкладка |
0 |
|
XCJC |
Коефіцієнт розщеплення бар’єрної ємності база-колектор по відношенню до внутрішньої бази |
1 |
~ |
FC |
Коефіцієнт нелінійності бар’єрних ємностей прямозміщених переходів |
0,5 |
|
EG |
Ширина забороненої зони |
1,11 |
эВ |
XTB |
Температурний коефіцієнт BF и ВR |
0 |
— |
XTI(PT) |
Температурний експоненціальний коефіцієнт для струму IS |
3 |
— |
TRE1 |
Лінійний температурний коефіцієнт RE |
0 |
C-1 |
TRE2 |
Квадратичний температурний коефіцієнт RЕ |
0 |
C-2 |
TRB1 |
Лінійний температурний коефіцієнт RВ |
0 |
C-1 |
TRB2 |
Квадратичний температурний коефіцієнт RB |
0 |
C-2 |
TRM1 |
Лінійний температурний коефіцієнт RВМ |
0 |
C-1 |
TRM2 |
Квадратичний температурний коефіцієнт RВМ |
0 |
C-2 |
TRC1 |
Лінійний температурний коефіцієнт RС |
0 |
C-1 |
TRC2 |
Квадратичний температурний коефіцієнт RС |
0 |
C-2 |
KF |
Коефіцієнт, що визначає спектральну густину флікер-шуму |
0 |
|
AF |
Показник ступеня, що визначає залежність спектральної густини флікер-шуму від струму через перехід |
1 |
|
T_MEASURED |
Температура вимірювань |
— |
°С |
T_ABS |
Абсолютна температура |
— |
°С |
T_REL_GLOBAL |
Відносна температура |
— |
°C |
T_REL_LOCAL |
Різниця між температурою транзистора і моделі-прототипу |
|
°C |
* Для моделі Гумеля-Пуна. |
|||
