Q. Биполярный транзистор¶
Моделирует биполярный транзистор N-типа, биполярный транзистор N-типа с подложкой, биполярный транзистор P-типа, биполярный транзистор P-типа с подложкой.
SPICE-формат
Синтаксис:
Q<имя> <коллектор> <база> <эмиттер> [<подложка>] <имя модели> [AREA] [OFF] [IC=<vbe>[,vce]]
AREA – скалярный множитель, позволяющий учитывать параллельное соединение нескольких однотипных транзисторов. Значение по умолчанию 1.
Присутствие ключевого слова [OFF] указывает на отключение транзистора на первой итерации расчёта рабочей точки по постоянному току.
С помощью ключевого слова [IC] задаются начальные условия на p-n-переходах база-эмиттер, коллектор-эмиттер транзистора при расчёте переходных режимов схемы. Подробнее об использовании [IC] и [OFF] см. раздел Расчёт рабочей точки схемы.
Синтаксис описания модели
.MODEL <имя модели> NPN (<параметры модели>)
.MODEL <имя модели> PNP (<параметры модели>)
Примеры:
Q1 1 2 3 Q1 1 OFF IC=0.65, 0.35
Q2 1 2 3 4 Q2 3.0
Q3 26 25 27 PNP_DEFAULT_MODEL
Q2 21 20 23 22 NPN_DEFAULT_MODEL
.MODEL Q1 NPN (IS=1e–15 BF=45 TR=.5N)
.MODEL Q2 PNP (IS=5E-15 BF=245 VAR=50)
.MODEL NPN_DEFAULT_MODEL NPN ()
.MODEL PNP_DEFAULT_MODEL PNP ()
Нетлист модели биполярного транзистора N-типа со всеми дефолтными параметрами (за исключением CN и D совпадают с дефолтными параметрами для P-типа):
.MODEL NPN_DEFAULT_MODEL NPN(AF=1 BF=100 BR=1 CJC=0 CJE=0 CJS=0 CN=2.42 D=0.87 EG=1.11 FC=0.5 GAMMA=1e-11 IKF=infinity IKR=infinity IRB=infinity IS=1e-16 ISC=0 ISE=0 ISS=0 ITF=0 KF=0 MJC=0.33 MJE=0.33 MJS=0 NC=2 NE=1.5 NF=1 NK=0.5 NR=1 NS=1 PTF=0 QCO=0 QUASIMOD=0 RB=0 RBM=RB RC=0 RCO=0 RE=0 TF=0 TR=0 TRB1=0 TRB2=0 TRC1=0 TRC2=0 TRE1=0 TRE2=0 TRM1=0 TRM2=0 T_ABS=undefined T_MEASURED=undefined T_REL_GLOBAL=undefined VAF=infinity VAR=infinity VG=1.206 VJC=0.75 VJE=0.75 VJS=0.75 VO=10 VTF=undefined XCJC=1 XCJC2=1 XCJS=0 XTB=0 XTF=0 XTI=3)
Описание параметров модели биполярного транзистора приведено в Табл. 1.
Таблица 1 Параметры модели биполярного транзистора
| Обозначение | Параметр | Значение по умолчанию | Единица измерения |
|---|---|---|---|
| AF | Показатель степени, определяющий зависимость спектральной плотности фликкер-шума от тока через переход | 1 | - |
| BF | Максимальный коэффициент усиления тока в нормальном режиме в схеме с ОЭ (без учётатоков утечки) | 100 | - |
| BR | Максимальный коэффициент усиления тока в инверсном режиме в схеме с ОЭ | 1 | - |
| CJC | Ёмкость коллекторного перехода при нулевом смещении | 0 | Ф |
| CJE | Ёмкость эмиттерного перехода при нулевом смещении | 0 | Ф |
| CJS (CCS) | Ёмкость перехода коллектор-подложка при нулевом смещении | 0 | Ф |
| CN | Температурный коэффициент квазинасыщения для подвижности дырок | 2.42 для NPN2.2 для PNP | - |
| D | Температурный коэффициент квазинасыщения для подвижности разрозненных дырок | 0.87 для NPN0.52 для PNP | - |
| EG | Ширина запрещенной зоны | 1,11 | эВ |
| FC | Коэффициент нелинейности барьерных ёмкостей прямосмещённых переходов | 0,5 | - |
| GAMMA | Коэффициент легирования эпитаксиальной области | 10-11 | - |
| IKF | Ток начала спада зависимости BF oт тока коллектора в нормальном режиме | - | А |
| IKR | Ток начала спада зависимости BR от тока эмиттера в инверсном режиме | - | А |
| IS | Ток насыщения при температуре 27°С | 10-16 | А |
| ISC | Ток насыщения утечки перехода база-коллектор | 0 | А |
| ISE | Ток насыщения утечки перехода база-эмиттер | 0 | А |
| ISS | Ток насыщения p-n перехода подложки | 0 | А |
| ITF | Ток, характеризующий зависимость ТF от тока коллектора при больших токах | 0 | А |
| KF | Коэффициент, определяющий спектральную плотность фликкер-шума | 0 | - |
| MJC | Коэффициент, учитывающий плавность коллекторного перехода | 0,33 | - |
| MJE | Коэффициент, учитывающий плавность эмиттерного перехода | 0,33 | - |
| MJS | Коэффициент, учитывающий плавность перехода коллектор-подложка | 0 | - |
| NC | Коэффициент неидеальности перехода база-коллектор | 2 | - |
| NE | Коэффициент неидеальности перехода база-эмиттер | 1,5 | - |
| NF | Коэффициент неидеальности для нормального режима | 1 | - |
| NK | Коэффициент перегиба при больших токах | 0,5 | - |
| NR | Коэффициент неидеальности для инверсного режима | 1 | - |
| NS | Коэффициент неидеальности для перехода подложки | - | - |
| PTF | Дополнительный фазовый сдвиг на граничной частоте транзистора fгр = 1/(2pi*TF) | 0 | Град. |
| CJE | Ёмкость эмиттерного перехода при нулевом смещении | 0 | пФ |
| QCO | Множитель, определяющий заряд в эпитаксиальной области | 0 | Кл |
| RB | Объёмное сопротивление базы (максимальное) при нулевом смещении перехода база-эмиттер | 0 | Ом |
| RBM | Минимальное сопротивление базы при больших токах | RB | Ом |
| RC | Объёмное сопротивление коллектора | 0 | Ом |
| RCO | Сопротивление эпитаксиальной области | 0 | Ом |
| RE | Объёмное сопротивление эмиттера | 0 | Ом |
| TF | Время переноса заряда через базу в нормальном режиме | 0 | с |
| TR | Время переноса заряда через базу в инверсном режиме | 0 | с |
| TRB1 | Линейный температурный коэффициент RВ | 0 | С-1 |
| TRB2 | Квадратичный температурный коэффициент RB | 0 | С-2 |
| TRC1 | Линейный температурный коэффициент RС | 0 | С-1 |
| TRC2 | Квадратичный температурный коэффициент RС | 0 | С-2 |
| TRE1 | Линейный температурный коэффициент RE | 0 | С-1 |
| TRE2 | Квадратичный температурный коэффициент RE | 0 | С-2 |
| TRM1 | Линейный температурный коэффициент RВМ | 0 | С-1 |
| TRM2 | Квадратичный температурный коэффициент RВМ | 0 | С-2 |
| T_ABS | Абсолютная температура | - | °С |
| T_MEASURED | Температура измерений | - | °С |
| T_REL_GLOBAL | Относительная температура | - | °С |
| VAF | Напряжение Эрли в нормальном режиме | - | В |
| VAR | Напряжение Эрли в инверсном режиме | - | В |
| VJC | Контактная разность потенциалов перехода база-коллектор | 0,75 | В |
| VJE | Контактная разность потенциалов перехода база-эмиттер | 0,75 | В |
| VJS | Контактная разность потенциалов перехода коллектор-подложка | 0,75 | В |
| VO | Напряжение, определяющее перегиб графика тока в эпитаксиальной области | 10 | В |
| VTF | Напряжение, характеризующее зависимость TF от смещения база-коллектор | - | В |
| XCJC | Коэффициент расщепления барьерной ёмкости база-коллектор CJC | 1 | - |
| XCJC2 | Коэффициент расщепления барьерной ёмкости база-коллектор CJC | 1 | - |
| XTB | Температурный коэффициент BF и ВR | 0 | - |
| XTF | Коэффициент, определяющий зависимость TF от смещения база-коллектор | 0 | - |
| XTI | Температурный коэффициент тока IS | 3 | - |
В качестве схемы замещения биполярного транзистора в SimOne используется зарядовая модель Гуммель–Пуна.