PNP 双极晶体管

使用扩展的Ebers-Moll方程的npn/PNP双极晶体管。

类型: AcausalElectricPowerSystems.Semiconductors.BJT

NPN 双极晶体管

图书馆中的路径:

/Physical Modeling/Electrical/Semiconductors & Converters/NPN Bipolar Transistor

PNP 双极晶体管

图书馆中的路径:

/Physical Modeling/Electrical/Semiconductors & Converters/PNP Bipolar Transistor

资料描述

街区 PNP 双极晶体管 和 PNP 双极晶体管 Ebers-Moll方程的一个变体用于表示双极晶体管。 Ebers-Moll方程基于两个指数二极管和两个电流控制电流源。该块对此模型使用以下改进:

厄利效应。
基极、集电极和发射极的附加电阻。
额外的固定容量"基极-发射极"和"基极-集电极"。

集电极和基极电流是:

用于PNP晶体管 ,

对于NPN晶体管 ,

哪里

-基极和集电极电流（流入晶体管时为正）;
-饱和电流;
-基极-发射极电压和集电器底座因此;
-理想的最大正向电流增益 ;
-理想的最大反向电流增益 ;
-Earley的直流电压 ;
-电子的基本电荷（1.602176e-19 类）;
-玻尔兹曼常数（1.3806503e-23 J/K)。
-晶体管的温度，由参数的值决定 测量温度 .

您可以使用技术数据表的参数设置晶体管的行为，该单元将其转换为描述晶体管的方程，或者直接设置方程的参数。

对于NPN晶体管，如果或，则方程中相应的指数值被替换为和 . 对于PNP晶体管，如果或，则方程中相应的指数值被替换为和相应地。这避免了与指数函数的梯度相关的数值问题。在高值时有陡坡 .

同样对于NPN晶体管，如果或，则方程中相应的指数值被替换为和 . 对于PNP晶体管，如果或，则方程中相应的指数值被替换为和

此外，还可以设置基极-发射极和基极-集电极结的固定电容。还可以设置基极、集电极和发射极的连接电阻。

容量和电荷模拟

您可以使用参数模拟容量和充电 基极-集电极结电容 和 基极-发射极结电容 . 您还可以使用参数设置反向恢复电荷及其动力学 前向传输总时间 和 总反向传输时间 . 定义基极-集电极电荷的方程:

哪里

-参数值 总反向传输时间 ;
-集电极-发射极电流;
-参数值 基极-集电极结电容 ;
-基极-集电极电压。

定义基极-集电极电荷和电容器电流的公式:

定义基极-发射极电荷的方程:

哪里

-参数值 前向传输总时间 ;
-集电极电流;
-参数值 基极-发射极结电容 ;
-基极-发射极电压。

定义基极-发射极电荷和电容器电流的方程:

温度依赖性建模

默认情况下，不模拟温度依赖性，并且在设置块参数的温度下模拟设备。此外，您还可以在仿真过程中模拟晶体管的静态行为对温度的依赖性。结电容的温度依赖性没有建模，因为这会产生更低的影响。

当考虑到温度依赖性时，晶体管的定义方程保持不变。测量温度值，由模拟温度代替 . 饱和电流, ，以及前向和反向增益系数和它们根据以下方程成为温度的函数:

哪里

-设置晶体管参数的温度，由参数值决定 测量温度 ;
-模拟温度;
-测量温度下的饱和电流;
-模拟温度下的饱和电流。在对温度依赖性进行建模时，双极晶体管方程中使用了饱和电流值。
和 -测量温度下正向和反向行程的增益系数;
和 -模拟温度下正向和反向行程的增益系数。在对温度依赖性进行建模时，双极晶体管方程中使用了这些值。;
是这种类型的半导体的带隙，以焦耳为单位。对于硅，通常假设该值 1.11 eV（electronvolt），其中 1 eV等于 1.602e-19 J;
-饱和电流的温度指数;
-正向和反向放大的温度系数;
-玻尔兹曼常数（1.3806503e-23 J/K)。

相关价值和它们取决于晶体管的类型和所使用的半导体材料。在实践中，这些值是 , 和必须对其进行调整以模拟特定晶体管的确切行为。一些制造商在SPICE网表（组件连接列表）中指定它们，您可以在其中申请这些值。否则，您可以定义这些值 , 和在较高温度下使用技术数据表中规定的数据 . 为此目的，块提供了根据技术规范进行参数化的可能性。

港口

非定向

# C — 收集器接触
电力

Details

晶体管的集电极触点连接的电端口。

程序使用名称

collector

# E — 发射器接触
电力

Details

连接到晶体管发射极触点的电端口。

程序使用名称

emitter

# B — 基本联系
电力

Details

晶体管的基极触点连接的电端口。

程序使用名称

base

参数

主要

# 晶体管类型 — 晶体管类型
NPN | PNP

Details

选择晶体管的类型 — NPN 或 PNP.

值	`NPN` \| `PNP`
默认值	`—`
程序使用名称	`type`
可计算	无

# 参数化 — 块的参数化
根据数据表指定 | 直接根据方程参数指定

Details

选择以下块参数化方法之一:

根据数据表指定 -提供单元转换成描述晶体管的方程的参数。单元计算所述Earley的正向电压如何，在哪里 -参数值 定义 h 参数时的集电极电流 ，而 -参数值 输出导纳，h_oe . 块安装为小信号值 正向电流传输比，h_fe . 单元计算饱和电流由指定的值 电压 Vbe 和 电压 Vbe 时的电流 Ib 何时同样 0. 默认情况下使用此方法。
直接根据方程参数指定 -提供方程参数 , 和 .

值	`Specify from a datasheet` \| `Specify from equation parameters directly`
默认值	`Specify from a datasheet`
程序使用名称	`parameterization`
可计算	无

# 正向电流传输比，BF — 直流传输系数

Details

理想的最大正向电流增益。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 参数化 意义 直接根据方程参数指定.

默认值	`100.0`
程序使用名称	`beta_f`
可计算	是

# 饱和电流，IS — 饱和电流
A | pA | 毫安 | uA | 毫安 | 千安 | 马

Details

晶体管的饱和电流。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 参数化 意义 直接根据方程参数指定.

计量单位	`A` \| `pA` \| `nA` \| `uA` \| `mA` \| `kA` \| `MA`
默认值	`1e-14 A`
程序使用名称	`I_sat`
可计算	是

# 正向早期电压，VAF — 厄利(氏)直流电压
V | uV | 毫伏 | kV | MV

Details

在标准的Ebers-Moll方程中，依赖曲线的梯度从它在正常热点中等于零。额外的正向Earley电压增加了这个梯度。外推线性域时，轴上的截距等于 − .

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 参数化 意义 直接根据方程参数指定.

计量单位	`V` \| `uV` \| `mV` \| `kV` \| `MV`
默认值	`200.0 V`
程序使用名称	`V_A`
可计算	是

# 正向电流传输比，h_fe — 直流传输系数

Details

小信号的电流增益。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 参数化 意义 根据数据表指定.

默认值	`100.0`
程序使用名称	`h_fe`
可计算	是

# 输出导纳，h_oe — 复合电导率
S | nS | uS | mS | 1 欧姆

Details

集电极电流相对于集电极-发射极电压对于固定基极电流的导数。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 参数化 意义 根据数据表指定.

计量单位	`S` \| `nS` \| `uS` \| `mS` \| `1/Ohm`
默认值	`5e-05 1/Ohm`
程序使用名称	`h_oe`
可计算	是

# 定义 h 参数时的集电极电流 — 确定h参数的集电极电流
A | pA | nA | uA | mA | kA | MA

Details

H参数取决于工作点，并针对给定的集电极电流值确定。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 参数化 意义 根据数据表指定.

计量单位	`A` \| `pA` \| `nA` \| `uA` \| `mA` \| `kA` \| `MA`
默认值	`—`
程序使用名称	`I_c_h`
可计算	是

# 定义 h 参数时的集电极-发射极电压 — h参数确定的集电极-发射极电压
V | uV | mV | kV | MV

Details

H参数取决于工作点，并针对给定的集电极-发射极电压值确定。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 参数化 意义 根据数据表指定.

计量单位	`V` \| `uV` \| `mV` \| `kV` \| `MV`
默认值	`—`
程序使用名称	`V_ce_h`
可计算	是

# 电压 Vbe — 基极-发射极电压
V | uV | 毫伏 | 千伏 | MV

Details

基极电流下的基极-发射极电压 . 数据对应给出晶体管处于正常有源区，即不在饱和区的情况。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 参数化 意义 根据数据表指定.

计量单位	`V` \| `uV` \| `mV` \| `kV` \| `MV`
默认值	`—`
程序使用名称	`V_be`
可计算	是

# 电压 Vbe 时的电流 Ib — 电流I_b为电压V_be
A | pA | nA | uA | 毫安 | kA | MA

Details

基极-发射极电压时的基极电流为 . 数据对 stem:[[V_(be),I_(b)\] 应给出晶体管处于正常有源区，即不在饱和区的情况。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 参数化 意义 根据数据表指定.

计量单位	`A` \| `pA` \| `nA` \| `uA` \| `mA` \| `kA` \| `MA`
默认值	`—`
程序使用名称	`I_be`
可计算	是

# 反向电流传输比，BR — 反向电流传输系数

Details

理想的最大反向电流增益。该值通常在制造商的技术数据表中没有指定，因为当晶体管偏置以在正常有源区工作时，它并不是必需的。如果该值是未知的，晶体管不应该在逆区工作，使用的默认值 1.

默认值	`1.0`
程序使用名称	`beta_r`
可计算	是

# 测量温度 — 测量温度
K | 摄氏度 | 摄氏度 | 摄氏度 | δK | deltadegC | 分度值 | 脱氧核糖核酸

Details

温度，其中测量值为和，或 .

计量单位	`K` \| `degC` \| `degF` \| `degR` \| `deltaK` \| `deltadegC` \| `deltadegF` \| `deltadegR`
默认值	`25.0 degC`
程序使用名称	`T_measurement`
可计算	是

欧姆电阻

# 集电极电阻，RC — 集电器电阻
欧姆 | 毫欧 | 千欧 | 莫 | GOhm

Details

集电体上的电阻。

计量单位	`Ohm` \| `mOhm` \| `kOhm` \| `MOhm` \| `GOhm`
默认值	`0.01 Ohm`
程序使用名称	`R_c`
可计算	是

# 发射极电阻，RE — 发射极电阻
欧姆 | 毫欧 | 千欧 | 欧姆 | GOhm

Details

发射极处的电阻。

计量单位	`Ohm` \| `mOhm` \| `kOhm` \| `MOhm` \| `GOhm`
默认值	`1e-4 Ohm`
程序使用名称	`R_e`
可计算	是

# 零偏置基极电阻，RB — 零偏移时的基极电阻
欧姆 | 毫欧 | 千欧 | 摩尔 | 戈姆

Details

零偏移处的基极处的电阻。

计量单位	`Ohm` \| `mOhm` \| `kOhm` \| `MOhm` \| `GOhm`
默认值	`1.0 Ohm`
程序使用名称	`R_b`
可计算	是

电容

# 基极-集电极结电容 — 基极-集电极结容量
F | pF | nF | uF | mF

Details

基极-集电极结处的寄生电容。

计量单位	`F` \| `pF` \| `nF` \| `uF` \| `mF`
默认值	`5.0 pF`
程序使用名称	`C_bc`
可计算	是

# 基极-发射极结电容 — 基极-发射极结容量
F | pF | nF | uF | mF

Details

基极-发射极结处的寄生电容。

计量单位	`F` \| `pF` \| `nF` \| `uF` \| `mF`
默认值	`5.0 pF`
程序使用名称	`C_be`
可计算	是

# 前向传输总时间 — 远期旅行总时间
s | ns | 我们 | 毫秒 | min | hr | d

Details

它表示非一次载流子通过基极区从发射极到集电极的平均传输时间，通常由*TF*参数表示。

计量单位	`s` \| `ns` \| `us` \| `ms` \| `min` \| `hr` \| `d`
默认值	`0.0 us`
程序使用名称	`forward_transit_time`
可计算	是

# 总反向传输时间 — 总回程时间
s | ns | us | ms | 最小 | hr | d

Details

它表示非一次载流子通过基极区从集电极到发射极的平均传输时间，通常由参数表示 .

计量单位	`s` \| `ns` \| `us` \| `ms` \| `min` \| `hr` \| `d`
默认值	`0.0 us`
程序使用名称	`reverse_transit_time`
可计算	是

温度相关性

# 模型温度相关性 — 温度依赖性建模

Details

如果未选中复选框（默认情况下），则不会对温度依赖性建模，并使用温度下的参数值。，由参数设置 测量温度 .

选中此框时，根据块参数化方法，还必须指定一组附加参数。如果要从技术数据表中参数化块，则必须指定第二对数据的值。和于第二测量温度。如果通过直接指定方程参数来执行参数化，则有必要为 , 和 .

默认值	`false (关掉)`
程序使用名称	`temperature_dependence`
可计算	无

# 第二次测量温度下的正向电流传输比 h_fe — 正向电流传输系数，h_fe，在第二测量温度

Details

小信号在第二测量温度下的电流增益。它必须在与参数相同的集电极-发射极电压和集电极电流下指定 正向电流传输比，h_fe .

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 参数化 意义 根据数据表指定.

默认值	`125.0`
程序使用名称	`h_fe_T2`
可计算	是

# 第二测量温度下的电压 Vbe — 第二测量温度下的电压V_be
V | uV | mV | 千伏 | MV

Details

基极-发射极电压时基极电流为，并将温度设定为第二测量温度。数据对必须针对晶体管处于正常有源区，即不在饱和区的情况来规定。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 参数化 意义 根据数据表指定.

计量单位	`V` \| `uV` \| `mV` \| `kV` \| `MV`
默认值	`—`
程序使用名称	`V_be_T2`
可计算	是

# 第二次测量温度下电压 Vbe 的电流 Ib — 第二测量温度下的电压V_be的电流I_b
A | pA | nA | uA | mA | 千安 | MA

Details

基极-发射极电压时的基极电流为，并将温度设定为第二测量温度。数据对应该针对晶体管处于正常有源区，即不在饱和区的情况给出。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 参数化 意义 根据数据表指定.

计量单位	`A` \| `pA` \| `nA` \| `uA` \| `mA` \| `kA` \| `MA`
默认值	`—`
程序使用名称	`I_be_T2`
可计算	是

Details

第二温度，其中测量值为 .

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 参数化 意义 根据数据表指定.

计量单位	`K` \| `degC` \| `degF` \| `degR` \| `deltaK` \| `deltadegC` \| `deltadegF` \| `deltadegR`
默认值	`125.0 degC`
程序使用名称	`T2`
可计算	是

# 电流增益温度系数，XTB — 温度电流增益

Details

温度电流增益的值。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 参数化 意义 直接根据方程参数指定.

默认值	`0.0`
程序使用名称	`XTB`
可计算	是

# 能量间隙，EG — 禁区的宽度
J | mJ | 千焦 | MJ | mW*hr | W*hr | kW*hr | MW*hr | 电子伏特 | cal | kcal | Btu_IT

Details

禁带的宽度的值。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 参数化 意义 直接根据方程参数指定.

计量单位	`J` \| `mJ` \| `kJ` \| `MJ` \| `mWhr` \| `Whr` \| `kWhr` \| `MWhr` \| `eV` \| `cal` \| `kcal` \| `Btu_IT`
默认值	`1.11 eV`
程序使用名称	`E_g`
可计算	是

# 饱和电流温度指数，XTI — 饱和电流的温度指数

Details

饱和电流的温度系数的值。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 参数化 意义 直接根据方程参数指定.

默认值	`3.0`
程序使用名称	`XTI`
可计算	是

Details

温度，在该设备被建模。

计量单位	`K` \| `degC` \| `degF` \| `degR` \| `deltaK` \| `deltadegC` \| `deltadegF` \| `deltadegR`
默认值	`25.0 degC`
程序使用名称	`T_device`
可计算	是

文学作品

G.Massobrio和P.Antognetti。用SPICE进行半导体器件建模。第2版，麦格劳-希尔，1993年。
H.Ahmed和P.J.Spreadbury。模拟和数字电子工程师. 2nd Edition，Cambridge UniversityPress，1984。