Error

Sorry, the requested file could not be found

More information about this error

Jump to… Jump to…ОбъявленияВидеоконференцияВопрос — ответOnline чатО науках «Электротехника» и «Электроника»Цель, задачи и результаты освоения дисциплиныСодержание дисциплиныМесто учебной дисциплины в структуре ОПОП ВОМетодика обучения студентов очной/заочной формы обученияАттестация по дисциплинеЧто нужно сделать чтобы получить оценку?Рекомендуемая литература по дисциплине «Общая электротехника и электроника»Лазута И.В. Реброва И.А. Основы электротехники и электроники. Учебное пособие. 2018Лазута И.В. Реброва И.А. Расчет и анализ электрических цепей и устройств. Учебно-методическое пособие. 2019Лазута И.В. Реброва И.А. Электротехника. Лабораторный практикум. 2022Стандарты и правилаЛитература для расширенного изучения дисциплиныПрограмма для чтения PDF и DJVUАнализ и расчёт цепей постоянного токаАнализ и расчёт линейных цепей однофазного синусоидального токаАнализ трёхфазных электрических цепейАнализ и расчёт магнитных цепейТрансформаторыЭлементная база современных электронных устройствИсточники вторичного электропитанияЛампочка в цепи постоянного токаЛампочка в цепи переменного токаКатушка в цепи постоянного токаКатушка в цепи переменного токаКонденсатор в цепи постоянного токаКонденсатор в цепи переменного токаДиод в цепи постоянного токаДиод в цепи переменного токаПараллельный колебательный контур в цепи переменного токаРезонанс токов в параллельном колебательном контуреТрансформаторДвухполупериодная мостовая выпрямительная схемаМостовая выпрямительная схема с фильтром и стабилизаторомПрезентации и заготовкиЗагрузка ЛР №1.

Измерение электрических величинЗагрузка ЛР №2. Разветвлённая цепь постоянного токаЗагрузка ЛР №3. Последовательное соединение RLC элементовЗагрузка ЛР №5. Трёхфазная электрическая цепь при соединении фаз приемника «звездой»Загрузка ЛР №6. Трёхфазная электрическая цепь при соединении фаз реактивного приемника «звездой»Загрузка ЛР №1. Характеристика диодаЗагрузка ЛР №2. Характеристики транзистораЗагрузка ЛР №3. Неуправляемые выпрямителиЗагрузка ЛР №4. Управляемые выпрямители и регулятор токаВведение в Electronics WorkbenchЗагрузка EWB. Характеристика диодаЗагрузка EWB. Характеристики транзистораЗагрузка EWB. Неуправляемые выпрямителиЗагрузка EWB. Регулятор переменного токаЗагрузка EWB. Усилитель низких частотЗагрузка РГР по ЭлектроникеО расчётно-графической работеЗадания на РГРВыполнение расчётно-графической работыОформление расчётно-графической работыТитульный лист и примеры оформления задач РГРЗагрузка 1-й задачи РГРЗагрузка 2-й задачи РГРЗагрузка 3-й задачи РГРО контрольной работеЗадания на КРЗВыполнение контрольной работыОформление контрольной работыТитульный лист и примеры оформления задач КРЗЗагрузка КРЗВопросы к экзамену по дисциплине «Электротехника, электроника и схемотехника»Вопросы к экзамену по дисциплине «Электротехника и электроника»Вопросы к экзамену по дисциплине «Электроника»

Skip Statistics

Промышленная электроника

Промышленная электроника

Горбачев Г. Н., Чаплыгин Е. Е. Промышленная электроника: Учебник для вузов/Под ред. В. А. Лабунцова. — М.: Энергоатом-издат, 1988, — 320 с. Рассмотрены принцип действия, характеристики и параметры полупроводниковых приборов, транзисторных усилителей, импульсных, логических и цифровых устройств, основанных на применении интегральных микросхем. Рассмотрены принцип действия, расчет, характеристики и параметры зависимых вентильных преобразователей, их влияние на питающую сеть, способы построения систем управления. Дан обзор автономных вентильных преобразователей. Для студентов энергетических и электромеханических специальностей вузов. Оглавление ПРЕДИСЛОВИЕ ВВЕДЕНИЕ Глава первая. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ И МИКРОЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ 1.1. ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ ПОЛУПРОВОДНИКОВ 1.2. ПРОЦЕССЫ В ЭЛЕКТРОННО-ДЫРОЧНОМ ПЕРЕХОДЕ 1.3. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ДИОДЫ 1.4. БИПОЛЯРНЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ 1.5. ХАРАКТЕРИСТИКИ И ПАРАМЕТРЫ БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРОВ 1. 6. ПОЛЕВЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ 1.7. ТИРИСТОРЫ 1.8. ПАРАМЕТРЫ И РАЗНОВИДНОСТИ ТИРИСТОРОВ 1.9. ИНТЕГРАЛЬНЫЕ МИКРОСХЕМЫ 1.10. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ОПТОЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ Глава вторая. ТРАНЗИСТОРНЫЕ УСИЛИТЕЛИ 2.1. ПЕРЕДАТОЧНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА УСИЛИТЕЛЬНОГО КАСКАДА 2.2. РЕЖИМ ПОКОЯ В КАСКАДЕ С ОБЩИМ ЭМИТТЕРОМ 2.3. ОБРАТНЫЕ СВЯЗИ. СТАБИЛИЗАЦИЯ РЕЖИМА ПОКОЯ 2.4. СХЕМА ЗАМЕЩЕНИЯ И ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ КАСКАДА С ОЭ 2.5. ВИДЫ СВЯЗЕЙ И ДРЕЙФ НУЛЯ В УСИЛИТЕЛЯХ ПОСТОЯННОГО ТОКА 2.6. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ КАСКАД 2.7. КАСКАД С ОБЩИМ КОЛЛЕКТОРОМ 2.8. КАСКАД С ОБЩИМ ИСТОКОМ 2.9. ОПЕРАЦИОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ 2.10. НЕИНВЕРТИРУЮЩИЙ ОПЕРАЦИОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ С ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ 2.11. ИНВЕРТИРУЮЩИЙ ОПЕРАЦИОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ С ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ 2.12. ОПЕРАЦИОННЫЕ СХЕМЫ 2.13. КОМПЕНСАЦИЯ ВХОДНЫХ ТОКОВ И НАПРЯЖЕНИЯ СМЕЩЕНИЯ НУЛЯ 2.14. ЧАСТОТНЫЕ СВОЙСТВА И САМОВОЗБУЖДЕНИЕ УСИЛИТЕЛЕЙ 2.15. ИЗБИРАТЕЛЬНЫЕ УСИЛИТЕЛИ И ГЕНЕРАТОРЫ СИНУСОИДАЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ 2. 16. УСИЛИТЕЛИ С ЕМКОСТНОЙ СВЯЗЬЮ 2.17. КАСКАДЫ УСИЛЕНИЯ МОЩНОСТИ КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ Глава третья. ИМПУЛЬСНЫЕ УСТРОЙСТВА 3.1. ПРЕИМУЩЕСТВА ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ В ВИДЕ ИМПУЛЬСОВ 3.2. КЛЮЧЕВОЙ РЕЖИМ ТРАНЗИСТОРА 3.3. НЕЛИНЕЙНЫЙ РЕЖИМ РАБОТЫ ОПЕРАЦИОННОГО УСИЛИТЕЛЯ. КОМПАРАТОРЫ 3.4. ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ С ПОМОЩЬЮ RС-ЦЕПЕЙ 3.3. МУЛЬТИВИБРАТОР НА ОПЕРАЦИОННОМ УСИЛИТЕЛЕ 3.6. ОДНОВИБРАТОР НА ОПЕРАЦИОННОМ УСИЛИТЕЛЕ 3.7. ГЕНЕРАТОРЫ ЛИНЕЙНО ИЗМЕНЯЮЩИХСЯ НАПРЯЖЕНИЙ 3.8. МАГНИТНО-ТРАНЗИСТОРНЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ Глава четвертая. ЛОГИЧЕСКИЕ И ЦИФРОВЫЕ УСТРОЙСТВА 4.1. ОСНОВНЫЕ ЛОГИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ И ИХ РЕАЛИЗАЦИЯ 4.2. ТИПЫ ЛОГИЧЕСКИХ МИКРОСХЕМ 4.3. АЛГЕБРА ЛОГИКИ 4.4. КОМБИНАЦИОННЫЕ ЛОГИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА 4.5. МИНИМИЗАЦИЯ ЛОГИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ 4.6. КОМБИНАЦИОННЫЕ ИНТЕГРАЛЬНЫЕ МИКРОСХЕМЫ 4.7. АСИНХРОННЫЙ RS-ТРИГГЕР 4.8. СИНХРОННЫЕ ТРИГГЕРЫ 4.9. СЧЕТЧИКИ И РАСПРЕДЕЛИТЕЛИ ИМПУЛЬСОВ 4. 10. РЕГИСТРЫ 4.11. ЦИФРО-АНАЛОГОВЫЕ И АНАЛОГО-ЦИФРОВЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ 4.12. МИКРОПРОЦЕССОРЫ 4.13. СИСТЕМА КОМАНД МИКРОПРОЦЕССОРА 4.14. ИНДИКАТОРНЫЕ ПРИБОРЫ И УЗЛЫ ЦИФРОВЫХ УСТРОЙСТВ КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ Глава пятая. МАЛОМОЩНЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИ ОДНОФАЗНОГО ТОКА 5.1. СТРУКТУРА ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ 5.2. ОДНОФАЗНЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИ С АКТИВНОЙ НАГРУЗКОЙ 5.3. ОДНОФАЗНЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИ С АКТИВНО-ИНДУКТИВНОЙ НАГРУЗКОЙ 5.4. ФИЛЬТРЫ МАЛОМОЩНЫХ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ 5.5. ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ И РАСЧЕТА ВЫПРЯМИТЕЛЯ С ЕМКОСТНЫМ ФИЛЬТРОМ 5.6. ВНЕШНИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МАЛОМОЩНЫХ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ 5.7. СТАБИЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ 5.8. ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ С МНОГОКРАТНЫМ ПРЕОБРАЗОВАНИЕМ ЭНЕРГИИ КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ Глава шестая. ВЕДОМЫЕ СЕТЬЮ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ СРЕДНЕЙ И БОЛЬШОЙ МОЩНОСТИ 6.1. ПРИМЕНЕНИЕ ВЕНТИЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ В ЭНЕРГЕТИКЕ И ЭЛЕКТРОТЕХНИКЕ 6.2. ОДНОФАЗНЫЙ УПРАВЛЯЕМЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ 6.3. ОДНОФАЗНЫЙ ВЕДОМЫЙ СЕТЬЮ ИНВЕРТОР 6.4. ТРЕХФАЗНЫЙ НУЛЕВОЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ 6. 5. ТРЁХФАЗНЫЙ МОСТОВОЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ 6.6. СОСТАВНЫЕ МНОГОФАЗНЫЕ СХЕМЫ ВЫПРЯМЛЕНИЯ 6.7. РЕВЕРСИВНЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИ И НЕПОСРЕДСТВЕННЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЧАСТОТЫ 6.8. РЕГУЛИРУЕМЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ Глава седьмая. ВЛИЯНИЕ ВЕНТИЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ НА ПИТАЮЩУЮ СЕТЬ 7.1. КОЭФФИЦИЕНТ МОЩНОСТИ ВЕНТИЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ 7.2. ВЕНТИЛЬНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ С ПОВЫШЕННЫМ КОЭФФИЦИЕНТОМ МОЩНОСТИ 7.3. ИСТОЧНИКИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ Глава восьмая. СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЫМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ 8.1. ФУНКЦИИ И СТРУКТУРА СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЙ 8.2. ФАЗОСМЕЩАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА (ФСУ) 8.3. МНОГОКАНАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ 8.4. ОДНОКАНАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ Глава девятая. АВТОНОМНЫЕ ВЕНТИЛЬНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ 9.1. СПОСОБЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ 9.2. УЗЛЫ КОММУТАЦИИ ОДНООПЕРАЦИОННЫХ ТИРИСТОРОВ 9.3. ИНВЕРТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ 9. 4. ИНВЕРТОРЫ ТОКА 9.5. РЕЗОНАНСНЫЕ ИНВЕРТОРЫ КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Bipolar Junction Transistor (BJT) Основы

BJT Structure

• BJT состоит из трех легированных полупроводниковых областей ( эмиттер , база и коллектор ), разделенных двумя pn переходами.

• Один тип состоит из двух n-областей, разделенных p-областью (npn), а другой тип состоит из двух p-областей, разделенных n-областью (pnp).

• Термин «биполярный» относится к использованию как дырок, так и электронов в качестве носителей тока в структуре транзистора.

Рис. 1. Базовая структура BJT

• Pn-переход, соединяющий базовую область и область эмиттера, называется переходом база-эмиттер .

• pn-переход, соединяющий область основания и область коллектора, называется переходом база-коллектор .

• Провод подключается к каждой из трех областей.

• Выводы помечены E, B и C для обозначения эмиттера, базы и коллектора соответственно.

• Базовая область слабо легирована и очень тонка по сравнению с сильно легированной областью эмиттера и умеренно легированной областью коллектора.

• На рис. 2 показаны схематические обозначения транзисторов с биполярным переходом npn и pnp.

Рис. 2: Стандартные символы BJT

Основные операции BJT

Смещение

Рис. 3: Прямое-обратное смещение BJT

Основные операции BJT

Работа: внутри структуры npn

• Сильно легированная область эмиттера n-типа имеет очень высокую плотность (свободных) электронов в зоне проводимости.

• Эти свободные электроны легко диффундируют через прямой BE-переход в слабо легированную и очень тонкую базовую область p-типа.

• База имеет низкую плотность отверстий, которые являются основными носителями.

• Небольшой процент от общего числа свободных электронов, инжектированных в базовую область, рекомбинирует с дырками и перемещается в виде валентных электронов через базовую область в эмиттерную область в виде дырочного тока.

Рисунок 4: Работа BJT, показывающая поток электронов

• Когда электроны, рекомбинировавшие с дырками, покидают кристаллическую структуру базы, они становятся свободными электронами в металлическом выводе базы и создают внешний ток базы.

• По мере того, как свободные электроны движутся к переходу BC с обратным смещением, они уносятся в область коллектора за счет притяжения положительного напряжения питания коллектора.

• Свободные электроны проходят через область коллектора во внешнюю цепь, а затем вместе с током базы возвращаются в область эмиттера.

Основные операции с биполярным транзистором

Ток транзистора

Рис. 5: Ток транзистора

• Стрелка на эмиттере внутри символов транзистора указывает направление обычного тока.

• На этих диаграммах показано, что ток эмиттера ( I _E ) представляет собой сумму тока коллектора ( I _C ) и тока базы ( I _B 900 ):

BJT Characteristics and Parameters

DC Beta ( β _DC ) and DC Alpha (α _DC )

• β _DC is usually designated as эквивалентный гибридный ( h ) параметр, h _FE , в паспортах транзисторов: β _DC = h _FE .

• Коэффициент постоянного тока I _C к DC I _E является DC альфа (α _DC ). Альфа — менее используемый параметр, чем бета, в транзисторных схемах.

Характеристики и параметры биполярного транзистора

Модель транзистора постоянного тока

: Транзисторные токи и напряжения

В _BE : Напряжение постоянного тока на базе относительно эмиттера

В _CB : Напряжение постоянного тока на коллекторе относительно базы

В _C E 90 к эмиттеру

• Хотя V _BE может достигать 0,9 В в реальном транзисторе и зависит от тока, 0,7 В используется для упрощения анализа основных понятий.

• Характеристика перехода база-эмиттер такая же, как у нормального диода.

• Поскольку эмиттер находится на земле (0 В), по закону напряжения Кирхгофа напряжение на R _B равно

• По закону Ома, В . Подставляя V _RB и решая I _B ,

• Напряжение на коллекторе по отношению к заземленному эмиттеру равно

• Поскольку падение на С Р _C , V _{C E} может быть записано как

• Напряжение по отношению к обратному смещению с коллекторной базой составляет

BJT Характеристики и параметры

КОНТАРИСТИКИ КОГЛИСТИКИ

Рисунок 8: 4: 4: 4: 4: 4: 4: 4: 4: 4: 4: 4: 4: 4: 4: 4: 4: 4: 4: 4: 4: 4: 4: 4: 4: 4: 4: 4: 4: 4: 4: 4: 4.

И V _BB , и V _CC являются регулируемыми источниками напряжения. Предполагается, что V _BB выдает определенное значение I _B , а V _CC равно нулю. Таким образом, и переход база-эмиттер, и переход база-коллектор смещены в прямом направлении, поскольку на базе примерно 0,7 В, а на эмиттере и коллекторе 0 В.

-смещенный, транзистор находится в рабочей области насыщения . Насыщенность — это состояние BJT, в котором I _C достигло максимума и не зависит от I _B .

• Когда V _CE превышает 0,7 В, переход база-коллектор смещается в обратном направлении, и транзистор переходит в активную или линейную рабочую область.

  • I _C очень незначительно увеличивается для данного I _B по мере увеличения V _CE из-за расширения области обеднения база-коллектор. Это вызывает небольшое увеличение β _DC .

  • Это участок между точками B и C на рис. 9. I _C в этой части определяется только I _C =β _DC I _B .

• Когда V _CE достигает достаточно высокого напряжения, переход база-коллектор переходит в пробой ; и I _C быстро возрастает, что показано на участке справа от точки C. В этой области никогда не следует использовать транзистор.

• Семейство кривых получается, когда I _C по сравнению с V _CE построен для значений I _B . Когда I _B =0, транзистор находится в области отсечки . Отсечка — это непроводящее состояние транзистора.

Характеристики и параметры BJT

Отсечка

• Когда I _B =0, транзистор находится в области отсечки своей работы. Это показано на рис. 10 с открытым выводом базы, таким образом, I _B =0.

• Существует очень небольшой ток утечки коллектора, I _CEO , в основном из-за термически изготовленных носителей.

• I _CEO обычно игнорируется при анализе схемы, так что V _CE = V _CC .

• Переходы база-эмиттер и база-коллектор имеют обратное смещение. Нижний индекс CEO представляет коллектор-эмиттер с открытой базой.

Рисунок 10: Характеристики и параметры отсечки

BJT

Насыщенность

• Когда переход база-эмиттер становится смещенным в прямом направлении и I _B увеличивается, I _C также увеличивается, а V _CE уменьшается в результате большего падения на R _C .

• Когда V _CE достигает своего значения насыщения, V _CE(sat) , переход база-коллектор становится смещенным в прямом направлении, и I _C больше не может увеличиваться. В точке насыщения I _C =β _DC I _B больше не действует.

• В _СЕ(сб) для транзистора встречается где-то ниже колена коллекторной кривой, и обычно составляет всего несколько десятых вольта.

• Переходы база-эмиттер и база-коллектор смещены в прямом направлении.

Рисунок 11: Характеристики и параметры насыщения

BJT

Линия нагрузки постоянного тока

Рисунок 12: Линия нагрузки постоянного тока на семействе кривых характеристик коллектора

• Нижняя часть грузовой линии находится в идеальной точке отсечки, где I _C =0 и V _CE =V _CC . Верхняя часть линии нагрузки находится в точке насыщения, где I _C = I _{C(насыщение)} и V _CE = V _{CE(насыщение)} .

• Между отсечкой и насыщением по линии нагрузки находится активная область работы транзистора.

Характеристики и параметры BJT

Подробнее о β _DC

• β _DC зависит как от I _C , так и от температуры.

• Поддержание постоянной температуры перехода и увеличение I _C приводит к увеличению β _DC до максимума.

• Дальнейшее увеличение I _C выше максимальной точки приводит к уменьшению β _DC .

• Если I _C поддерживается постоянным, а температура изменяется, β _DC изменяется напрямую с температурой. Если температура повышается, β _DC увеличивается, и наоборот.

Рисунок 13: Изменение постоянного бета в зависимости от тока коллектора для нескольких температур

• В технических характеристиках транзистора обычно указывается β _DC (h _FE ) при определенных значениях I _C . Даже при фиксированных I _C и температуре β _DC варьируется от одного устройства к другому для данного транзистора из-за неизбежных несоответствий в производстве.

• Значение β _DC , указанное при определенном I _C , обычно является минимальным значением, β _DC(min) , хотя иногда указываются максимальные и типичные значения.

Характеристики и параметры BJT

Максимальные номиналы транзисторов

Если I _C является максимальным, V _CE можно рассчитать по

BJT как усилитель

Транзистор усиливает ток, потому что I _C равно I _B , умноженному на коэффициент усиления по току, β.

I _B

очень мал по сравнению с I _C и I _E . Из-за этого

Рисунок 14: Базовая схема транзисторного усилителя

• I _b , I _c и I _e представляют собой токи транзистора переменного тока. V _b , V _c и V _e представляют собой напряжения переменного тока от выводов транзистора к земле.

• AC V _в производит AC I _B , что приводит к гораздо большему AC I _C .

• Преобразователь переменного тока I _C создает переменное напряжение на R _C , создавая усиленное, но инвертированное воспроизведение входного переменного напряжения в активной области работы.

• Переход база-эмиттер с прямым смещением имеет очень низкое сопротивление сигналу переменного тока. Это внутреннее сопротивление эмиттера переменного тока (r’ _e ) появляется в серии с R _B . Базовое напряжение переменного тока составляет
  

• Напряжение коллектора переменного тока, В _c , равно падению напряжения переменного тока на R _C : .
  
• Поскольку напряжение коллектора переменного тока равно .
  
• V _B можно считать входным напряжением транзистора переменного тока, где V _B = V _S -I _B R _B .
• В _c можно рассматривать как выходное напряжение переменного тока транзистора.
  
• Поскольку коэффициент усиления по напряжению определяется как отношение выходного напряжения к входному напряжению, отношение В _c к В _b – коэффициент усиления по переменному напряжению, А , транзистор.

• Замена I _e R _C вместо V _c и I _e r’e вместо V _b ,

BJT как переключатель

Рис. 15. Переключение идеального транзистора

• На рис. 15(a) транзистор находится в области отсечки, поскольку переход база-эмиттер не смещен в прямом направлении. В идеале между коллектором и эмиттером должен быть открытый .

• На рис. 15(b) транзистор находится в области насыщения, поскольку переход база-эмиттер и переход база-коллектор смещены в прямом направлении. I _B сделан достаточно большим, чтобы вызвать I _C , чтобы достичь значения насыщения.

  • В идеале короткий между коллектором и эмиттером. Обычно происходит небольшое падение напряжения на транзисторе до нескольких десятых вольта, что является напряжением насыщения, V _CE(sat) .

Условия отсечки

• Переход база-эмиттер не смещен в прямом направлении. Если пренебречь током утечки, все токи равны нулю, и V _CE =V _CC ,

Условия насыщения

• Обычно I _B должен быть значительно больше, чем I _{B(мин) 901, чтобы транзистор был насыщенным.}

Модель транзистора с биполярным переходом (BJT)

Старое содержимое — посетите сайт altium.com/documentation

Изменено администратором 13 сентября 2017 г.0482 BJT

Префикс SPICE

Q

Формат шаблона списка соединений SPICE

@DESIGNATOR %1 %2 %3 @MODEL &"AREA FACTOR" &"STARTING CONDITION" ?"INITIAL B-E @VOLTAGEIT"|IC= НАПРЯЖЕНИЕ B-E", @"НАЧАЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ C-E"| ?TEMPERATURE|TEMP=@TEMPERATURE|

Параметры (определяемые на уровне компонента)

Следующие параметры уровня компонента могут быть определены для этого типа модели и перечислены на вкладке Параметры Диалог Sim Model . Чтобы получить доступ к этому диалоговому окну, просто дважды щелкните запись для ссылки на имитационную модель в области Models диалогового окна Component Properties .

Коэффициент площади	определяет количество эквивалентных параллельных устройств указанной модели. Этот параметр влияет на ряд параметров модели.
Начальное состояние	установите значение OFF, чтобы обнулить напряжение на клеммах во время анализа рабочей точки. Может быть полезен в качестве помощи в конвергенции.
Начальное напряжение BE	Напряжение нулевой точки на клеммах база-эмиттер (в вольтах).
Начальное напряжение C-E	Нулевое по времени напряжение на клеммах коллектор-эмиттер (в вольтах).
Температура	температура, при которой должно работать устройство (в градусах Цельсия). Если значение не указано, будет использоваться значение по умолчанию, присвоенное параметру TEMP на странице SPICE Options диалогового окна Analyses Setup (по умолчанию = 27).

Параметры (определяемые в файле модели)

Ниже приведен список параметров, которые можно сохранить в связанном файле модели:

IS	транспортный ток насыщения (в амперах). (По умолчанию = 1.0e-16).
BF	идеальная максимальная форвардная бета (по умолчанию = 100).
NF	коэффициент эмиссии прямого тока (по умолчанию = 1).
VAF	вперед Раннее напряжение (в вольтах). (по умолчанию = бесконечность).
IKF	уголок для сильноточного спада прямого бета-излучения (в амперах). (по умолчанию = бесконечность).
ISE	Ток насыщения утечки B-E (в амперах). (По умолчанию = 0).
NE	Коэффициент эмиссии утечки B-E (по умолчанию = 1,5).
BR	идеальная максимальная обратная бета (по умолчанию = 1).
NR	коэффициент эмиссии обратного тока (по умолчанию = 1).
ВАР	обратное Раннее напряжение (в вольтах). (по умолчанию = бесконечность).
IKR	уголок для обратного бета-спада сильного тока (в амперах). (по умолчанию = бесконечность).
ISC	Ток насыщения утечки B-C (в амперах). (По умолчанию = 0).
NC	Коэффициент утечки B-C (по умолчанию = 2).
RB	Базовое сопротивление при нулевом смещении (в Омах). (По умолчанию = 0).
IRB	ток, при котором базовое сопротивление падает на полпути к минимальному значению (в амперах). (по умолчанию = бесконечность).
RBM	минимальное базовое сопротивление при больших токах (в Омах). (по умолчанию = РБ).
РЭ	сопротивление эмиттера (в Омах). (По умолчанию = 0).
RC	сопротивление коллектора (в Омах). (По умолчанию = 0).
CJE	B-E емкость истощения при нулевом смещении (в фарадах). (По умолчанию = 0).
VJE	Встроенный потенциал B-E (в вольтах). (По умолчанию = 0,75)
MJE	Экспоненциальный коэффициент соединения B-E (по умолчанию = 0,33).
TF	идеальное время прямого транзита (в секундах). (По умолчанию = 0).
XTF	коэффициент зависимости TF от смещения (по умолчанию = 0).
VTF	напряжение, описывающее зависимость TF от VBC (в вольтах). (по умолчанию = бесконечность).
ITF	сильноточный параметр для воздействия на TF (в амперах). (По умолчанию = 0).
PTF	избыточная фаза при частоте = 1,0/(TF*2PI) Гц (в градусах). (По умолчанию = 0).
CJC	B-C емкость истощения при нулевом смещении (в фарадах). (По умолчанию = 0).
VJC	Встроенный потенциал B-C (в вольтах). (по умолчанию = 0,75).
MJC	Экспоненциальный коэффициент соединения B-C (по умолчанию = 0,33).
XCJC	доля емкости истощения B-C, подключенной к внутреннему базовому узлу (по умолчанию = 1).
TR	идеальное время обратного транзита (в секундах). (По умолчанию = 0).
CJS	емкость коллектор-подложка при нулевом смещении (в фарадах). (По умолчанию = 0).
VJS	встроенный потенциал соединения подложки (в вольтах). (по умолчанию = 0,75).
MJS	Экспоненциальный коэффициент соединения подложки (по умолчанию = 0).
XTB	прямая и обратная экспонента бета-температуры (по умолчанию = 0).
EG	энергетическая щель для влияния температуры на ИС (в эВ). (по умолчанию = 1,11).
XTI	Экспонента температуры для влияния на IS (по умолчанию = 3).
KF	коэффициент мерцающего шума (по умолчанию = 0).
AF	Экспонента мерцающего шума (по умолчанию = 1).
FC	коэффициент для формулы емкости истощения при прямом смещении (по умолчанию = 0,5).
TNOM	температура измерения параметра (в °C) — Если значение не указано, будет использоваться значение по умолчанию, присвоенное TNOM на странице SPICE Options диалогового окна Analyses Setup (по умолчанию = 27).

Примечания

1. Модель для BJT представляет собой адаптацию интегральной модели управления зарядом Гаммеля и Пуна. Эта расширенная версия исходной модели Гаммеля-Пуна включает несколько эффектов при высоких уровнях смещения. Если некоторые параметры не указаны, модель по умолчанию автоматически принимает более простую модель Эберса-Молля.
2. Земля используется в качестве узла-подложки.
3. Значения для начального напряжения B-E и начального напряжения C-E применяются только в том случае, если параметр Use Initial Conditions включен на 9Страница 0007 Transient/Fourier Analysis Setup диалогового окна Analyses Setup .
4. Коэффициент площади влияет на следующие параметры модели:

• транспортный ток насыщения ( IS )
• угол для прямого бета-спада сильного тока ( IKF
  ток насыщения 7-E _{6 6 9} )
• уголок для обратного бета-спада сильного тока ( IKR )
• Ток насыщения утечки B-C ( ISC )
• сопротивление базы при нулевом смещении ( RB )
• ток , при котором сопротивление базы падает наполовину от своего минимального значения ( IRB ) RE )
• Сопротивление коллектора ( RC )
• B-E Емкость истощения при нулевом смещении ( CJE )
• Сильноточный параметр для воздействия на TF ( ITF
  6 TF0014
• B-C емкость истощения при нулевом смещении ( CJC )
• емкость коллектор-подложка при нулевом смещении ( CJS )

Если коэффициент площади принимается равным 1,0, то значение опускается.

5. Ссылка на нужный файл модели (*.mdl) указана на вкладке Model Kind диалогового окна Sim Model . Имя модели используется в списке соединений для ссылки на этот файл.
6. Если параметр имеет указанное значение по умолчанию (как часть определения модели SPICE), это значение по умолчанию будет использоваться, если специально не введено значение. Значение по умолчанию должно быть применимо к большинству симуляций. Как правило, вам не нужно изменять это значение.

Примеры

Рассмотрим биполярный транзистор на изображении выше со следующими характеристиками:

• Контакт 1 (коллектор) подключен к сети C
• Контакт 2 (база) подключен к сети4 6 GND Контакт 3 (эмиттер) подключен к сети E
• Обозначение Q1
• Связанный файл имитационной модели 2N3904.mdl .

Если для параметров в Sim Model , в списке соединений SPICE будут следующие записи:

*Schematic Netlist:
Q1 C 0 E 2N3904
.
.
*Модели и подсхема:
. МОДЕЛЬ 2N3904 NPN(IS=1.4E-14 BF=300 VAF=100 IKF=0.025 ISE=3E-13 BR=7.5 RC=2.4
+ CJE=4.5E-12 TF=4E- 10 CJC=3.5E-12 TR=2.1E-8 XTB=1.5 KF=9E-16 )

и механизм SPICE будет использовать указанную информацию о параметрах, определенную в файле модели, вместе со значениями параметров по умолчанию, присущими модели. для тех параметров, которые не указаны в файле.

If the following parameter values ​​were specified on the Parameters tab of the Sim Model dialog:

• Area Factor = 3
• Starting Condition = OFF
• Temperature = 24

, то записи в списке соединений SPICE будут такими:

*Schematic Netlist:
Q1 C 0 E 2N3904 3 OFF  TEMP=24
.
.
*Модели и подсхема:
.МОДЕЛЬ 2N3904 NPN(IS=1.4E-14 BF=300 VAF=100 IKF=0.025 ISE=3E-13 BR=7.