Курсовая работа: Определение параметров модели биполярного транзистора в программе OrCAD 9.2

Как видно из рисунка 6, выделяют три области зависимости b_F от I_C : I – область слабых токов, II – область средних токов, III – область больших токов.

В области II модель Э-М имеет силу, и токи даются следующими выражениями (при V_BC = 0):

,(11)

,

где b_F в этой области принимает максимальное значение и определяется параметром b_{F М} .

Снижение b_F при слабых токах вызвано дополнительными компонентами I_B , которые до сих пор не учитывались.

Для нормальной активной области при V_BC = 0, существует три дополнительных компонента, которые обусловлены следующими явлениями:

1 Рекомбинация носителей на поверхности;

2 Рекомбинация носителей в ООЗ перехода Э-Б;

3 Формирование каналов на поверхности перехода Б-Э.

Сумма трех составляющих равняется составному току, который необходимо прибавить к току базы соотношения (11) [1]:

(12)

где n_EL – коэффициент неидеальности перехода Б-Э.

Доминирующей составляющей обычно является рекомбинация в ООЗ перехода Э-Б.

Поэтому, при V_BC = 0, ток базы приближенно равен

(13)

где член I_{S . c ompo s it e} в формуле (12) был заменен на C₂ I_S (0); то есть соотношение было приведено к I_S (0).

С₂ – коэффициент, определяющий ток насыщения утечки перехода Б-Э.

Если переход Б-К смещен в прямом направлении, то выражение для I_B тогда становится равным

(14)

где n_CL - коэффициент неидеальности перехода Б-К, и C₄ – коэффициент, определяющий ток насыщения утечки перехода Б-Э.

Выражение для I_C тогда становится равным:

(15)

Дополнительные составляющие тока базы I_B включены в схему модели посредством двух неидеальных диодов, как показано на рисунке 7.

Рисунок 7 – Статическая модель Гуммеля-Пуна[1]

Для того чтобы учесть эффект сильных токов и эффект Эрли, достаточно модифицировать параметр I_S , который является множителем в выражении (1) для тока связи между эмиттером и коллектором. Согласно [1], I_S может быть определено как

(16)

где D_n – эффективный коэффициент диффузии в базе, n_i – собственная концентрация, A_J - одномерная площадь поперечного сечения, p₀ (x) – равновесная концентрация дырок в нейтральной базе и областях обеднения.