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

(37)

где новый параметр n_KF (NK) – коэффициент, определяющий множитель q_b (по умолчанию равен 0,5).

2.3 Методы экстракции статических параметров модели из результатов измерения характеристик и параметров

Ток насыщения I_S в модели Э-М экстраполируется отрезком прямой тока зависимости lnI_C от V_BE в прямой области и lnI_E от V_BC в обратной области, как показано на рисунке 10. График зависимости рисунка 10 показывает смысл параметров I_S и b_F .

Рисунок 10 –График зависимости lnI_C (lnI_B )от напряжения V_BE (V_BC )

Напряжение Эрли V_A может быть получено непосредственно из зависимости I_C от V_CE . Наклон этих характеристик в нормальной активной области g₀ получается из уравнений (4) и (9), путём ослабления незначительный второго члена, и тогда дифференцируя относительно V_BC (V_BE принята постоянной), получим

(38)

Геометрический смысл соотношения (38) показывает, что V_A получается из отрезка прямой экстраполирующей наклон относительно оси V_CE (как показано на кривой рисунка 5). Например, наклон (50 кОм)^-1 при I_C (0) = 1 мА дает, из уравнения (38), V_A = 50 В.

Для определения параметра _F необходимо построить график зависимости lnI_C и lnI_B как функции V_BE , как показано на рисунке 11. Так как вертикальная ось логарифмическая, b_F получается непосредственно из графика как расстояние между кривыми I_C и I_B .

Рисунок 11 – График зависимости lnI_C и lnI_B от V_BE при V_BC = 0 [1]

График зависимости lnI_B от qV_BE /kT при V_BC = 0, приведенный на рисунке 12, иллюстрирует два компонента тока I_B : идеальная компонента с наклоном 1 и неидеальная с наклоном равным 1/n_EL . Экстраполяция этих прямолинейных участков на ось у дает значения C₂ I_S (0) и I_S (0)/b_FM (0).

Подобный график lnI_B как функции от V_BC для инверсного режима работы дает значения для параметров модели C₄ и n_CL . Типичное значение для C₂ (и C₄ ) составляет 10³ , а типовое значение для n_EL (и n_CL ) - 2.

Из характеристики lnI_C от V_BE в двух экстремумах – высокого и низкого уровня инжекции – можно экспериментально определить параметр I_KF .

Асимптота низкого тока дается следующим уравнением (для q_e »q_c »0):

(39)

Рисунок 12 – График зависимости lnI_C и lnI_B от qV_BE /kT при V_BC = 0

Асимптота больших токов дается следующим соотношением

(40)

Пересечение двух асимптот определяет ток излома I_KF и соответствующее ему напряжение излома V_KF .

Из соотношения (40) следует, что при высоком уровне инжекции

,(41)

в то время как из формулы (39) следует, что при низком уровне инжекции

(42)

Из решений уравнений (41) и (42) получается

(43)

Аналогично можно получить I_KR , если построить график lnI_E от V_BC .