4. Model tranzystora bipolarnego dla symulacji komputerowej

4.2. Wyznaczanie parametrów elektrycznych modelu Spice

Eksperymentalne wyznaczenie najważniejszych parametrów modelu tranzystora bipolarnego pozwala na uzyskanie wysokiej dokładności symulacji układu. Procedura jest następująca:

 

Parametry statyczne tranzystora wyznacza się na podstawie pomiaru prądu kolektora i prądu bazy jako funkcji napięcia baza-emiter (dla UCB = 0) oraz charakterystyki wyjściowej w konfiguracji wspólnego kolektora:

 

  • IS wyznacza przecięcie z osią prądową stycznej do prostoliniowego odcinka charakterystyki na wykresie lgIC = f(U) dla średnich wartości prądu kolektora,
  • BF określa stosunek IC/IB w powyższym zakresie charakterystyk (odległość charakterystyk prądowych odpowiada wartości lg(BF). Analogicznie wyznacza się BR dla inwersyjnej pracy tranzystora (jest to stosunek prądów IE/IB zmierzonych dla polaryzacji przewodzenia złącza baza-kolektor przy zwarciu złącza emiterowego),
  • RB otrzymuje się porównując dla dużej wartości prądu bazy przesunięcie rzeczywistej charakterystyki w stosunku do stycznej poprowadzonej dla średnich wartości prądu,
  • RC wyznacza dla nasycenia tranzystora stosunek UCEsat/ICsat – są to w przybliżeniu wartości na granicy obszaru nasycenia i obszaru aktywnego.

 

Parametry dynamiczne:

 

  • Procedura wyznaczenia parametrów pojemności zaporowych: złącza emiterowego CJE, VJE, MJE, złącza kolektorowego CJC, VJC, MJC oraz złącza izolacyjnego (kolektor-podłoże) CJS, VJS, MJS jest podobna jak dla diody i opiera się na pomiarze charakterystyki pojemnościowo-napięciowej dla polaryzacji zaporowej każdego z tych złączy, w układzie mostka pojemnościowego,
  • Czas przelotu nośników mniejszościowych przez quasi-neutralną bazę TF wyznacza się pośrednio na podstawie pomiaru średniego czasu rekombinacji nośników tnB w bazie tranzystora npn lub tpB w bazie tranzystora pnp. W przypadku gE >> aT można posłużyć się przybliżeniem:

       \beta _{F}\approx \frac{\tau _{nB}}{t_{F}}\Rightarrow t_{F}\approx \frac{\tau _{nB}}{\beta _{F}}\: \: lub\: \: t_{F}\approx \frac{\tau _{pB}}{\beta _{F}},                (4.7)                          

Analogicznie można wyznaczyć TR dla pracy inwersyjnej.