ОПрЭКБ лабы / Отчет по работе 06 Определение параметров SPICE-моделей JFET-транзистора
.docxМИНОБРНАУКИ РОССИИ
Санкт-Петербургский государственный
электротехнический университет
«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)
Кафедра МВЭ
отчет
по практической работе №6
по дисциплине «Основы проектирования
электронной компонентной базы»
Тема: Определение параметров SPICE-моделей JFET-транзистора
Студент гр. |
|
|
Преподаватель |
|
Синев А.Е. |
Санкт-Петербург
202X
Расчет ВАХ SPICE-модели JFET с параметрами, заданными по умолчанию
В данной лабораторной работе мы будем изучать способ программирования Spice-моделей JFET-транзисторов по Spice-параметрам.
В состав пакета программ OrCAD входит программа идентификации Spice-параметров моделей полупроводниковых приборов PSpice Model Editor.
С помощью программы AIM-Spice построим зависимости, характеризующие работу полевого транзистора с управляющим p-n переходом, параметры которого заданы по умолчанию.
Построим зависимость крутизны вольтамперной характеристики gFS = f(IС) и зависимость тока стока от напряжения затвор-исток IС = f(UЗИ) по табл. 1.
Таблица 1. Экспериментальные выходные вольтамперные характеристики полевого транзистора с управляющим p-n переходом
UЗИ = 0 В |
UЗИ = -0,2 В |
UЗИ = -0,4 В |
UЗИ = -0,6 В |
UЗИ = -0,8 В |
|||||||||
UСИ, В |
IС, мА |
UСИ, В |
IС, мА |
UСИ, В |
IС, мА |
UСИ, В |
IС, мА |
UСИ, В |
IС, мА |
||||
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
||||
0,4 |
0,6 |
0,6 |
0,6 |
0,4 |
0,4 |
0,2 |
0,2 |
0,25 |
0,16 |
||||
0,8 |
1 |
0,8 |
0,8 |
0,8 |
0,6 |
0,4 |
0,24 |
0,5 |
0,2 |
||||
1 |
1,14 |
1 |
0,9 |
1 |
0,68 |
0,6 |
0,32 |
0,75 |
0,24 |
||||
1,2 |
1,24 |
1,3 |
1 |
1,2 |
0,72 |
0,8 |
0,4 |
1 |
0,25 |
||||
1,4 |
1,32 |
1,5 |
1,08 |
1,4 |
0,74 |
1 |
0,46 |
2,5 |
0,28 |
||||
1,6 |
1,4 |
2 |
1,12 |
1,8 |
0,78 |
1,2 |
0,48 |
5 |
0,32 |
||||
2 |
1,48 |
2,4 |
1,16 |
2,3 |
0,8 |
1,6 |
0,5 |
8 |
0,36 |
||||
2,2 |
1,52 |
3 |
1,1 |
3 |
0,84 |
2 |
0,52 |
|
|
||||
3 |
1,58 |
3,5 |
1,2 |
5 |
0,88 |
3 |
0,53 |
|
|
||||
3,4 |
1,6 |
5 |
1,25 |
8 |
0,925 |
5 |
0,56 |
|
|
||||
5 |
1,68 |
8 |
1,32 |
|
|
8 |
0,62 |
|
|
||||
8 |
1,78 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Графики ВАХ, управляющей характеристики и крутизны представим на рис. 1-3.
Рис. 1. Выходные характеристики JFET-транзистора по умолчанию
На рис. 4 приведем полученные SPICE-параметры JFET транзистора (экстракция).
Рис. 2. График управляющей характеристики JFET-транзистора по умолчанию при UCИ = 1 В
Рис. 3. График крутизны ВАХ JFET-транзистора по умолчанию
Рис. 4 SPICE-параметры JFET транзистора по умолчанию
Расчет характеристик JFET-транзистора в AIM SPICE
Выполним расчет ВАХ JFET-транзистора и представим семейство характеристик в AIM-Postprocessor (рис. 5).
Листинг:
Circuit JFET
vgs 0 1 dc
r1 1 2 1
r2 3 4 1
vds 0 4 dc
j1 3 2 0 flatershy
.model flatershy PJF BETA = 17.528m VTO = 17.528 RS = 87.638 LAMBDA = 121.849f
Рис. 5. ВАХ JFET-транзистора
Задание
Если сравнить с экспериментальными данными полученную управляющую характеристику, а также полученное семейство выходных ВАХ, можно сделать вывод, что модель отображает только линейный участок, соответствующий закону Ома и не способна отобразить участок насыщения.
Повторив процедуру экстракции SPICE-параметров исследуемого транзистора для напряжения UСИ = 8 В, рассчитаем его вольтамперные характеристики (управляющую и выходную) (рис. 6-9).
Рис. 6. Управляющая характеристика JFET-транзистора при UСИ = 8 В
Рис. 7. График крутизны при UСИ = 8 В
Рис. 8. Рис. 4 SPICE-параметры JFET транзистора
Листинг:
circuit My_JFET
vgs 0 1 dc
r1 1 2 1
r2 3 4 1
vds 0 4 dc
j1 3 2 0 flatershy8
.model flatershy8 PJF BETA = 33.055m VTO = 33.055 RS = 165.276 LAMBDA = 121.849f
Рис. 9. ВАХ JFET-транзистора при UСИ = 8 В
Сравнивая вольт-амперные характеристики транзистора, рассчитанные со SPICE-параметрами при UСИ = 8 В, и рассчитанные при UСИ = 1 В, можно прийти к выводу, что данная модель не учитывает насыщение даже при UСИ = 8 В.