Bipolar Transistor

NPN / PNP биполярный транзистор с использованием расширенных уравнений Эберса – Молла.

NPN Bipolar Transistor

npn bipolar transistor 2

PNP Bipolar Transistor

pnp bipolar transistor

Описание

Блок Bipolar Transistor использует вариант уравнений Эберса – Молла для представления биполярного транзистора. Уравнения Эберса – Молла основаны на двух экспоненциальных диодах и двух управляемых током источниках тока. Блок использует следующие усовершенствования этой модели:

Эффект Эрли.
Дополнительные сопротивления базы, коллектора и эмиттера.
Дополнительные фиксированные емкости "база-эмиттер" и "база-коллектор".

Токи коллектора и базы составляют:

Для PNP-транзистора

Для NPN-транзистора

где:

— токи базы и коллектора (положительные при втекании в транзистор).
— ток насыщения.
— напряжение база-эмиттер и база-коллектор соответственно.
— идеальный максимальный коэффициент усиления прямого тока .
— идеальный максимальный коэффициент усиления обратного тока .
— прямое напряжение Эрли .
— элементарный заряд электрона (1.602176e−19 Кулона).
— постоянная Больцмана (1.3806503e−23 Дж/К).
— температура транзистора, определяемая значением параметра Measurement temperature.

Моделирование температурной зависимости

По умолчанию зависимость от температуры не моделируется, и устройство проходит симуляцию при температуре, для которой заданы параметры блока. Дополнительно можно включить моделирование зависимости статического поведения транзистора от температуры во время симуляции. Температурная зависимость емкостей переходов не моделируется, поскольку этот дает значительно меньший эффект.

При учете температурной зависимости, определяющие уравнения транзистора остаются прежними. Значение температуры измерения , заменяется на температуру симуляции . Ток насыщения, , и коэффициенты прямого и обратного усиления и становятся функцией температуры в соответствии со следующими уравнениями:

где:

— температура, при которой задаются параметры транзистора, определяемая значением параметра Measurement temperature.

— температура симуляции.

— ток насыщения при температуре измерения.

— ток насыщения при температуре симуляции. Именно это значение тока насыщения используется в уравнениях биполярного транзистора при моделировании температурной зависимости.

и — коэффициенты усиления прямого и обратного хода при температуре измерения.

и — коэффициенты усиления прямого и обратного хода при температуре симуляции. Именно эти значения используются в уравнениях биполярных транзисторов при моделировании температурной зависимости.

— энергетический зазор для данного типа полупроводника, измеряемый в джоулях. Для кремния обычно принимается значение 1.11 эВ (электронвольт), где 1 эВ равен 1.602e−19 Дж.

— температурная экспонента тока насыщения.

— температурный коэффициент прямого и обратного усиления.

Соответствующие значения и зависят от типа транзистора и используемого полупроводникового материала. На практике значения , и необходимо подстраивать для моделирования точного поведения конкретного транзистора. Некоторые производители указывают их в SPICE Netlist (список соединения компонентов), куда можно обратиться за этими значениями. В ином случае, можно определить значения , и , используя данные, заданные в техническом паспорте, при более высокой температуре . Для этого в блоке предусмотрена возможность параметризации по технической спецификации.

Порты

Ненаправленные

B — контакт базы
электричество

Электрический порт, связанный с контактом базы транзистора.

C — контакт коллектора
электричество

Электрический порт, связанный с контактом коллектора транзистора.

E — контакт эмиттера
электричество

Электрический порт, связанный с контактом эмиттера транзистора.

Параметры

Main

Transistor type — тип транзистора
NPN (по умолчанию) | PNP

Выбор типа транзистора — NPN или PNP.

Parameterization — параметризация блока
Specify from a datasheet (по умолчанию) | Specify using equation parameters directly

Выберите один из следующих методов параметризации блока:

Specify from a datasheet — предоставить параметры, которые блок преобразует в уравнения, описывающие транзистор. Блок вычисляет прямое напряжение Эрли как , где — ток коллектора, при котором определяется значение h-параметров, а — значение параметра комплексная проводимость. Блок устанавливает для значения малого сигнала коэффициента передачи прямого тока . Блок рассчитывает ток насыщения по заданному значению напряжения и соответствующий ток для значения напряжения , когда равно 0. Этот метод используется по умолчанию.
Specify using equation parameters directly — предоставить параметры уравнения , и .

Forward current transfer ratio h_fe — коэффициент передачи прямого тока
100 (по умолчанию)

Коэффициент усиления по току малого сигнала.

Зависимости