2.1.12 Предельные параметры биполярного транзистора

Рассмотренные выше параметры БТ (физические и четырехполюсника) относятся к рабочим и характеризуют свойства БТ в рабочих режимах. Предельные параметры определяют граничные режимы БТ, превышение которых приводит к катастрофическому отказу. К ним относятся:

- - обратное максимальное напряжение на переходе база-коллектор;

- - обратное максимальное напряжение на переходе база-эмиттер;

- - максимальное напряжение коллектор-эмиттер в полярности, соответствующей активному режиму, при заданном значении сопротивления резистора, включенного параллельно переходу база-эмиттер;

- - максимальный ток коллектора в режиме насыщения;

- - максимальная постоянная рассеиваемая мощность;

- , - диапазон температур эксплуатации.

Предельные параметры учитываются в первую очередь при выборе БТ в процессе проектирования схемы. Только после этого осуществляется подбор БТ по рабочим параметрам.

2.2 Порядок выполнения работы

2.2.1 Моделирование входных характеристик в схеме с общим эмиттером

а) Построение схемы

Входные характеристики устанавливают взаимосвязь между током базы и напряжением база–эмиттер при фиксированном напряжении коллектор–эмиттер. Обычно определяются для двух значений напряжения коллектор–эмиттер, соответствующих режиму насыщения и активному режиму. Определим характеристики для значений ноль вольт и четыре вольта.

Схема измерений, позволяющая выводить характеристики в виде графиков, представлена на рис. 2.13.

Рисунок 2.13 – Схема для моделирования характеристик транзистора

Выберем для исследований из базы данных Micro-Cap транзистор 2N2218. Для этого при вводе транзистора в схему в окне NPN необходимо определить атрибут MODEL= в виде 2N2218. Здесь же можно считать параметры транзистора, используемые при компьютерном моделировании.

Ввод источника тока I1 производится путем нажатия кнопки Component и последовательного выбора опций Analog Primitives, Waveform Sourсes и ISourсe. Атрибут VALUE= в окне параметров ISourсe не устанавливаем, так как значения тока будут заданы далее при моделировании.

При вводе источника напряжения V1 также не задается значение VALUE= в окне Battery, так как оно определяется при анализе схемы.

б) Моделирование характеристик

Используем анализ по постоянному току DC. В опциях окна DC Analysis Limits (рис. 2.14) зададим следующие параметры. В окнах, обозначенных надписью Variable 1, устанавливаем Method=Auto, имя варьируемой переменной Name=I1, диапазон варьирования (в амперах) Range=0.01,0. В окнах Variable 2 - Method=Linear, имя варьируемой переменной Name=V1, диапазон варьирования (в вольтах) Range=4,0,4. (Формат диапазона: максимальное значение, минимальное значение, шаг. Для величины I1 в формате диапазона значение шага не задается, так как программа определяет его автоматически, что задано в опции Method=Auto.)

Рисунок 2.14 – Вид окна панели ограничение анализа

Рисунок 2.15 – Входные ВАХ транзистора

При определении параметров графиков ВАХ в нижней части окна DC Analysis Limits указываем в одной строке: номер графика Р=1, величину по горизонтальной оси X Expression=Vbe(Q1) (напряжение база-эмиттер транзистора Q1), величину по вертикальной оси Y Expression=Ib(Q1) (ток базы транзистора Q1), диапазоны изменения величин программа должна определить автоматически – задать X Range=Auto, Y Range=Auto. Запуск анализа производится кнопкой Run.

Входные характеристики транзистора представлены на рис. 2.15.