МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра РЭС

отчет

по лабораторной работе №2

по дисциплине «Основы компьютерного проектирования и моделирования телекоммуникационных систем»

Тема: ИССЛЕДОВАНИЕ МОДЕЛЕЙ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ КОМПОНЕНТОВ

Студенты гр. 0182		Жангериев Р.В. Бронников Д.Д.
Преподаватель		Шеллер А.Д.

Санкт-Петербург

2023

1. Моделирование полупроводникового диода

1. Моделирование схемы по постоянному току в рабочей точке

Создадим схему полупроводникового диода (Рис.1).

Рис. 1. Схема моделирования полупроводникового диода

Промоделировав схему по постоянному току в рабочей точке, получим его значение (Рис. 2).

Рис. 2. Ток диода в рабочей точке

2. Построение вольт-амперной характеристики диода

Рис. 3. ВАХ ПП диода в диапазоне (-160;40)

Рис. 4. ВАХ ПП диода в диапазоне (-150;0)

Рис. 5. ВАХ ПП диода в диапазоне (0;30)

3. Построение графика зависимости тока диода I(D1[ID]) от температуры

Рис. 6. График изменения тока диода от температуры

4. Построение вольт-амперной характеристики диода, используя виртуальный прибор IV Analyzer

Рис. 7. ВАХ ПП диода в диапазоне (-140; 40), полученная виртуальным прибором

Учитывая различные масштабы в пункте 2), ВАХ, снятые с помощью виртуального прибора и напрямую программой совпали.

2. Моделирование биполярного транзистора

1) Моделирование схемы по постоянному току в рабочей точке.

Создадим схему биполярного тр-ра (Рис.8).

Рис. 8. Схема моделирования биполярного тр-ра

Промоделировав схему по постоянному току в рабочей точке, получим его значение (Рис. 9).

Рис. 9. Ток тр-ра в рабочей точке

2) Построение выходной и входной статических характеристик транзистора

Рис. 10. ВАХ биполярного тр-ра с отключенным источником V2

Рис. 11. Выходные ВАХ биполярного тр-ра

Рис. 12. Входные ВАХ биполярного тр-ра

3) Построение графика температурной зависимости коллекторного тока

Рис. 13. График изменения тока биполярного тр-ра от температуры

4) Построение ВАХ биполярного транзистора, используя виртуальный прибор IV Analyzer

Рис. 14. Выходные ВАХ биполярного тр-ра, полученные виртуальным прибором

Выходные ВАХ, снятые с помощью виртуального прибора и напрямую программой совпали.

3. Моделирование полевого транзистора

1. Моделирование схемы по постоянному току в рабочей точке.

Создадим схему полевого тр-ра (Рис. 15).

Рис. 15. Схема моделирования биполярного тр-ра

Промоделировав схему по постоянному току в рабочей точке, получим его значение (Рис. 16).

Рис. 16. Ток тр-ра в рабочей точке

2) Построение выходной и входной статических характеристик полевого транзистора

Рис. 17. ВАХ полевого тр-ра с отключенным источником V2

Рис. 18. Выходные ВАХ полевого тр-ра

Рис. 19. Выходные ВАХ полевого тр-ра

3) Построение графика температурной зависимости тока стока

Рис. 20. График изменения тока полевого тр-ра от температуры

4) Построение ВАХ биполярного транзистора, используя виртуальный прибор IV Analyzer

Рис. 21. Выходные ВАХ полевого тр-ра, полученные виртуальным прибором

ВАХ, снятые с помощью виртуального прибора и напрямую программой совпали.

Вывод

ВАХ диода по виду соответствует теоретической, имеется напряжение пробоя (около -120 В) и напряжение порога проводимости (около 0 В).

Сравнивая полевой и биполярный транзисторы, можно заметить, что семейства выходных ВАХ обоих устройств имеют схожий вид. Для биполярного тр-ра мы меняем ток базы и имеем ветви Iк(Uкэ), причем чем больше ток базы, тем больше Uкэ для одного Iк. Для полевого - чем больше напряжение на затворе, тем меньше ток стока при одном и том же Uс.и.

Выходные токи изменяются примерно в одних пределах для обоих транзисторов.

Входные ВАХ: чем больше Uкэ, тем больше ток базы, для полевого - чем больше Uс.и., тем меньше ток затвора.