SPICE NPN

SPICE-совместимый транзистор Gummel-Poon NPN

Библиотека:
Simscape/Electrical/Дополнительные компоненты/SPICE Полупроводники

Описание

Блок SPICE NPN представляет собой SPICE-совместимый четырехполюсник Gummel-Poon NPN биполярного перехода. Конденсатор соединяет порт подложки sx с базой транзистора bx. Поэтому устройство эквивалентно трехполюсному транзистору при использовании значения по умолчанию 0 для емкости соединения C-S параметр CJS и подключение порта подложки к любому другому порту, включая порт эмиттера, ex или порт коллектора, cx.

SPICE, или программа моделирования с акцентом на интегральные схемы, является инструментом моделирования для электронных схем. Вы можете преобразовать некоторые подсхемы СПЕЦИИ в эквивалентные модели Simscape™ Electrical™, используя блок Параметров Окружающей среды и СОВМЕСТИМЫЕ СО СПЕЦИЕЙ блоки от Дополнительной библиотеки Компонентов. Дополнительные сведения см. в разделе subcircuit2ssc.

Уравнения

Переменные для уравнений блоков SPICE NPN включают в себя:

Переменные, определяемые путем задания параметров для блока SPICE NPN. Видимость некоторых параметров зависит от значения, заданного для других параметров. Дополнительные сведения см. в разделе Параметры.
Скорректированные по геометрии переменные, которые зависят от нескольких значений, заданных с помощью параметров для блока SPICE NPN. Дополнительные сведения см. в разделе Скорректированные по геометрии переменные.
Температура, Т, то есть 300.15 K по умолчанию. Можно использовать другое значение, указывая параметры для блока SPICE NPN или параметры для блока SPICE NPN и блока параметров среды. Дополнительные сведения см. в разделе Температура транзистора.
Зависящие от температуры переменные. Дополнительные сведения см. в разделе Температурная зависимость.
Минимальная проводимость, GMIN, то есть 1e–12 1/Ohm по умолчанию. Можно использовать другое значение, указав параметр для блока параметров среды. Дополнительные сведения см. в разделе Минимальная проводимость.

Переменные, скорректированные по геометрии

Несколько переменных в уравнениях для модели биполярного транзистора SPICE NPN учитывают геометрию устройства, которое представляет блок. Эти скорректированные по геометрии переменные зависят от переменных, которые определяются заданием параметров блока SPICE nPN. Скорректированные по геометрии переменные зависят от следующих переменных:

AREA - область устройства
SCALE - количество параллельно подключенных устройств
Связанная нескорректированная переменная

Таблица содержит скорректированные по геометрии переменные и определяющие уравнения.

Переменная	Описание	Уравнение
_ISd	Ток насыщения транспорта с поправкой на геометрию	$_{ISd} = IS * AREA *$ SCALE
_IKFd	Ток переднего колена с поправкой на геометрию	$_{IKFd} = IKF * ПЛОЩАДЬ *$ МАСШТАБ
_ISd	Ток утечки базового эмиттера с поправкой на геометрию	$_{ISEd} = ISE * ПЛОЩАДЬ *$ МАСШТАБ
_IKRd	Ток обратного колена с поправкой на геометрию	$_{IKRd} = IKR * ПЛОЩАДЬ *$ МАСШТАБ
_ISCd	Ток утечки в базовом коллекторе с регулировкой по геометрии	$_{ISCd} = ISC * AREA *$ SCALE
_IRBd	Ток сопротивления половины основания с регулировкой по геометрии	$_{IRBd} = IRB * ПЛОЩАДЬ *$ МАСШТАБ
_CJEd	Геометрически скорректированная емкость истощения базового эмиттера	$_{CJEd} = CJE * ПЛОЩАДЬ *$ МАСШТАБ
_ITFd	Скорректированный по геометрии коэффициент времени прямого транзита	$_{ITFd} = ITF * ПЛОЩАДЬ *$ МАСШТАБ
_CJCd	Геометрически скорректированная емкость истощения базового коллектора	$_{CJCd} = CJC * ПЛОЩАДЬ *$ МАСШТАБ
_CJSd	Геометрически скорректированная емкость соединения коллектор-подложка	$_{CJSd} = CJS * ПЛОЩАДЬ *$ МАСШТАБ
_RBd	Базовое сопротивление нулевого смещения с поправкой на геометрию	$_{RBd} \frac{=}{RBAREA *}$ SCALE
_RBMd	Минимальное базовое сопротивление, скорректированное по геометрии	$_{RBMd} \frac{=}{RBMAREA *}$ SCALE
_{КРАСНЫЙ}	Геометрически скорректированное сопротивление эмиттера	$_{REd} \frac{=}{REAREA *}$ МАСШТАБ
_RCd	Сопротивление коллектора с регулировкой по геометрии	$_{RCd} \frac{=}{ШКАЛА RCAREA *}$

Температура транзистора

Можно использовать следующие опции для определения температуры транзистора, T:

Фиксированная температура (Fixed temperature) - блок использует температуру, которая не зависит от температуры цепи, если для параметра «Температурная зависимость модели» в настройках температуры блока SPICE NPN установлено значение Fixed temperature. Для этой модели блок устанавливает T равным TFIXED.
Температура устройства - в блоке используется температура, которая зависит от температуры цепи, если для параметра Model temperature dependence using в настройках температуры блока SPICE nPN установлено значение Device temperature. Для этой модели блок определяет температуру как

$T =_{} TC +$ TOFFSET
Где:
- _TC - температура контура.
  При отсутствии в контуре блока «Параметры окружающей среды» _ТС равен 300,15 К.
  При наличии в цепи блока «Параметры среды» _{значение TC} равно значению, заданному для параметра «Температура» в настройках SPICE блока «Параметры среды». Значением по умолчанию для параметра «Температура» является 300.15 K.
- TOFFSET - температура смещенного локального контура.

Минимальная проводимость

Минимальная проводимость, GMIN, имеет значение по умолчанию 1e–12 1/Ohm. Чтобы указать другое значение, выполните следующие действия.

Если в цепи отсутствует блок параметров среды, добавьте его.
В настройках SPICE блока «Параметры среды» укажите требуемое значение GMIN для параметра GMIN.

Модель тока-напряжения и базового заряда

Зависимости ток-напряжение и зависимости заряда базы для транзистора описаны в терминах Base-Emitter и Base-Collector Connection Curents, Terminal Curents и Base Charge Model. При необходимости параметры модели сначала корректируются с учетом температуры.

Токи соединения основание-эмиттер и основание-коллектор

Ток перехода база-эмиттер зависит от напряжения база-эмиттер, _VBE такой, что:

При $_{VBE} > 80_{*}$ VTF:
$_{Ibef} =_{ISd} * \frac{(_{(}}{_{}} VBEVTF-79)^{*} e80 -_{1)} +_{}$ Gmin * VBE
$_{Ibee} =_{ISEd} * (_{(} {VBE-80}_{*}_{VTF} + \frac{^{VTE)_{*} e_{(} 80}}{_{*}}$ VTF/VTE) VTE - 1)
При $_{}_{VBE≤80*VTF}$ :
$_{Ibef} =_{ISd} *^{(e_{(}_{}} VBE/VTF) - 1_{) +}_{}$ Gmin * VBE
$_{Ibee} =_{ISEd} *^{(e_{(}_{}} VBE/VTE)$ -1)

Ток перехода база-коллектор зависит от напряжения базового коллектора, _VBC, так что:

Когда $_{VBC} > 80_{*}$ VTR:
$_{Ibcr} =_{ISd} * \frac{(_{(}}{_{}} VBCVTR-79)^{*} e80 -_{1)} +_{}$ Gmin * VBC
$_{Ibcc} =_{ISCd} * (_{(} {VBC-80}_{*}_{VTR} + \frac{^{VTC)_{*} e_{(} 80}}{_{*}}$ VTR/VTC) VTC - 1)
При $_{}_{VBC≤80*VTR}$ :
$_{Ibcr} =_{ISCd} *^{(e_{(}_{}} VBC/VTR) -_{1)} +_{}$ Gmin * VBC
$_{Ibcc} =_{ISCd} *^{(e_{(}_{}} VBC/VTC)$ -1)

Где:

_VBE - напряжение базового эмиттера.
_VBC - напряжение базы-коллектора.
_VTE - тепловое напряжение эмиттера, такое, что $_{VTE} = NE * k$ * T/q.
_VTC - коллекторное тепловое напряжение, такое, что $_{VTC} = NC * k$ * T/q.
_VTF - прямое тепловое напряжение, такое, что $_{VTF} = NF * k$ * T/q.
_VTR - обратное тепловое напряжение, такое, что $_{VTR} = NR * k$ * T/q.
_ISCd - ток утечки базового коллектора с регулировкой по геометрии.
_ISEd - ток утечки базы-эмиттера, скорректированный по геометрии.
NE - коэффициент излучения базового эмиттера.
NC - коэффициент излучения базового коллектора.
NF - коэффициент прямого излучения.
NR - коэффициент обратного излучения.
q - элементарный заряд на электроне.
k - постоянная Больцмана.
T - температура транзистора. Дополнительные сведения см. в разделе Температура транзистора.
_Gmin - минимальная проводимость. Дополнительные сведения см. в разделе Минимальная проводимость.

Токи клемм

Токи на клеммах рассчитываются как:

$_{IB} = (\frac{_{}}{IbefBF} +_{} \frac{{Ibee}_{+}}{}_{IbcrBR} +$ Ibcc)

$_{IC} = (\frac{_{}_{}}{_{}} \frac{_{}}{}_{Ibef-Ibcrqb-IbcrBR-Ibcc})$

Где:

_IB - ток базовой клеммы.
_IC - ток клеммы коллектора.
BF - прямая бета-версия.
BR - обратная бета-версия.

Базовая модель расходов

Базовый заряд _qb вычисляется с использованием следующих уравнений:

$_{qb} \frac{=_{}}{} q12 \sqrt{(1 + \sqrt{{0,5_{(} (1 +}^{4q2} - {eps}^{)}} 2 +_{} eps2 + 1 +}$ 4q2-eps) + eps)

$_{q1} {= (\frac{1_{-}}{} \frac{_{VBCVAF}}{-}}^{}$ VBEVAR) − 1

$_{q2} = \frac{_{}}{_{}} IbefIKFd \frac{_{+}}{_{}}$ IbcrIKRd

Где:

_qb - базовый заряд.
VAF - напряжение прямого начала.
VAR - обратное напряжение Early.
_IKFd - это регулируемый по геометрии ток переднего колена.
_IKRd - это регулируемый по геометрии обратный коленный ток.
eps - 1e-4.

Базовая модель сопротивления

Можно использовать следующие опции для моделирования базового сопротивления, _rbb:

При использовании значения бесконечности по умолчанию для параметра IRB «Сопротивление половины основания» блок вычисляет сопротивление основания как

$_{rbb} =_{RBMd} \frac{+_{}_{}}{_{}}$ RBd-RBMdqb
Где:
- _rbb - сопротивление основания.
- _RBMd - это скорректированное по геометрии минимальное базовое сопротивление.
- _RBd - скорректированное по геометрии базовое сопротивление нулевого смещения.
Если задать конечное значение для параметра IRB «Сопротивление половины основания», блок вычисляет сопротивление основания как

$_{rbb} =_{RBMd} + 3 *_{} (_{} \frac{RBd-RBMd) * (}{\tan {z -}^{} zz}$ * tan2z)
Где

$z \frac{\sqrt{= 1 +_{}^{144IB} / (_{}}}{π2IRBd) -^{} 1 \sqrt{(_{} {24/§ 2}_{)}}}$ (IB/IRBd)

Модель модуляции транзитных зарядов

Если задать ненулевые значения для параметра Коэффициент TF, XTF, блок моделирует модуляцию транзитного заряда путем масштабирования времени прямого транзита как

$_{TFmod} \frac{= TF * [1 +^{_{} XTF *_{eVBC /} (} {\frac{_{}}{_{} 1.44VTF) (_{}}}^{}}{_{IBEIBE}}$ + ITFd) 2] qb

Где _ITFd - скорректированный по геометрии коэффициент времени прохождения вперед.

Модель заряда соединения

Блок позволяет моделировать заряд соединения. Заряд основания-коллектора Qbc и заряд основания-эмиттера _Qbe зависят от промежуточного значения _Qdep. При необходимости параметры модели сначала корректируются с учетом температуры.

Для внутренних соединений база-эмиттер

$_{Qbe} =_{} {TFmod}_{*}_{Ibe}$ + Qdep
Для внутренних соединений основание-коллектор

$_{Qbc} = {TR}_{*} Ibc +_{}$ XCJC * Qdep
Для внешних соединений основание-коллектор

$_{_{} Qbextc} = (1 -_{XCJC)}$ * Qdep

_Qdep зависит от напряжения перехода, _Vjct (_VBE для перехода база-эмиттер и _VBC для перехода база-коллектор), следующим образом.

Применимый диапазон значений _Vjct	Соответствующее уравнение _Qdep
$_{Vjct} < FC$ * VJ	$_{Qdep} =_{} Cjct * \frac{{VJ *_{1 -} (}^{1-Vjct/VJ}}{) (1}$ − MJ) 1 − MJ
$_{} Vjct≥FC*VJ$	$_{Qdep} =_{} Cjct * \frac{[F1 +_{F3} * (\frac{Vjct-FC _{VJ}^{)} {+ MJ }^{[}}{}}{Vjct2-} ($ FC * VJ) 2] 2 * VJF2]

Где:

FC - коэффициент емкости.
VJ представляет собой:
- Встроенный потенциал база-эмиттер, VJE, для соединения база-эмиттер.
- Встроенный потенциал base-collector, VJC, для соединения base-collector.
MJ:
- Экспоненциальный коэффициент база-эмиттер, MJE, для перехода база-эмиттер.
- Экспоненциальный коэффициент база-коллектор, MJC, для соединения база-коллектор.
_Cjct является:
- Регулируемая геометрией емкость истощения базы-эмиттера, _CJEd, для перехода база-эмиттер.
- Регулируемая геометрией емкость истощения основания-коллектора, _CJCd, для перехода основания-коллектора.
$F1 = VJ * {(1 - (}^{1-FC)} (1 − MJ)$ )/( 1 − MJ)
$F2 {= (}^{1-FC) (1}$ + MJ)
$F3 = 1-FC * (1$ + МДж)

Заряд коллектор-подложка, _Qcs, зависит от напряжения коллектор-подложка, _Vcs. При необходимости параметры модели сначала корректируются с учетом температуры.

Применимый диапазон значений _Vcs	Соответствующее уравнение _Qcs
$_{Vcs} <$ 0	$Qcs =_{} CJSd * \frac{VJS {* (_{1 -} (}^{1-Vcs/VJS)}}{(1 -}$ MJS) 1 − MJS)
$_{} Vcs≥0$	$Qcs =_{} CJSd * (1 +_{} MJS * Vcs / (_{2}$ * VJS)) * Vcs

Где:

_CJSd представляет собой регулируемую по геометрии емкость соединения коллектор-подложка.
VJS - это встроенный потенциал подложки.
MJS - экспоненциальный коэффициент подложки.

Температурная зависимость

Зависимость между током насыщения, _ISd, и температурой транзистора, T, составляет

$IS (T) =_{} {ISd *_{(}}^{} T/Tmeas)^{\frac{}{_{XTI *}} e (\frac{}{_{}}}$ TTmeas − 1) * EGVt

Где:

_ISd - скорректированный по геометрии ток насыщения транспорта.
_Tmeas - температура извлечения параметра.
XTI - показатель текущей температуры насыщения транспорта.
ЭГ - это энергетический разрыв.
_Vt = kT/q.

Зависимость между потенциалом перехода база-эмиттер, VJE, и температурой транзистора, T, составляет

$VJE (T) = \frac{VJE}{_{* (}} \frac{TTmeas)}{-} 3 * k \frac{}{*_{Tq}} * \frac{}{\log_{(}} {TTmeas}_{)_{- (}}_{}$ TTmeas) * EGTmeas + EGT

Где:

VJE - это встроенный потенциал базы-эмиттера.
$_{_{EGTmeas}} = 1 . 16eV- (7_{02e-4}^{*}_{Tmeas2})/($ Tmeas + 1108)
$_{EGT} = 1 16eV- (7^{} 02e-4 * T2$ )/( T + 1108)

Блок использует уравнение VJE (T) для вычисления потенциала перехода база-коллектор путем замены VJC, встроенного потенциала база-коллектор, на VJE.

Зависимость между емкостью перехода база-эмиттер, CJE, и температурой транзистора, T, составляет

$CJE (T) =_{} CJEd * [1 + MJE * ({400e}_{- 6} * \frac{(T-Tmeas)}{-} VJE$ (T) -VJEVJE)]

Где:

_CJEd - геометрически скорректированная емкость истощения базового эмиттера.
MJE - экспоненциальный коэффициент «база-эмиттер».

Блок использует уравнение CJE (T) для вычисления емкости перехода база-коллектор путем замены _CJCd, емкости истощения база-коллектор с поправкой на геометрию, для _CJEd и MJC, экспоненциального коэффициента база-коллектор, для MJE.

Соотношение между прямой и обратной бета и температурой транзистора, T, равно

$β (T) = {\frac{β}{_{* (}}}^{}$ TTmeas) XTB

Где:

β - прямая бета-версия или обратная бета-версия.
XTB - показатель температуры бета.

Зависимость между током утечки база-эмиттер, ISE, и температурой транзистора, T, составляет

$ISE (T) =_{} {\frac{ISEd}{_{* (}}}^{TTmeas}) - {\frac{XTB *}{(_{IS}}}^{(T)}$ ISd) 1/NE

Где:

_ISEd - ток утечки базы-эмиттера, скорректированный по геометрии.
NE - коэффициент излучения базового эмиттера.

Блок использует это уравнение для вычисления тока утечки основного коллектора путем замены, ISCd, тока утечки основного коллектора _с поправкой на геометрию для _ISEd и NC, коэффициента излучения основного коллектора для NE.

Допущения и ограничения

Блок не поддерживает анализ шума.
Блок применяет начальные условия к соединительным конденсаторам, а не к портам блока.

Порты

Сохранение

развернуть все

`bx` - Базовый терминал
электрический

Электрический порт сохранения, связанный с выводом базы транзистора.

`cx` - Клемма коллектора
электрический

Электрический консервационный порт, связанный с клеммой коллектора транзистора.

`ex` - Клемма эмиттера
электрический

Электрический консервационный порт, связанный с выводом эмиттера транзистора.

`sx` - Клемма подложки
электрический

Электрический порт сохранения, связанный с выводом подложки транзистора.

Параметры

развернуть все

Главный

`Device area, AREA` - Область устройства
`1.0` `m^2` (по умолчанию) | положительный скаляр

Область устройства. Значение должно быть больше 0.

`Number of parallel devices, SCALE` - Количество параллельных устройств
`1` (по умолчанию) | положительный скаляр

Количество параллельных транзисторов, которые представляет блок. Значение должно быть больше 0.

Усиление в прямом направлении

`Transport saturation current, IS` - Величина тока насыщения
`1e-16` `A/m^2` (по умолчанию) | положительный скаляр

Величина тока, при котором транзистор насыщается. Значение должно быть больше 0.

`Forward beta, BF` - Идеальная максимальная бета-версия
`100` (по умолчанию) | положительный скаляр

Идеальный максимум прямой бета-версии. Значение должно быть больше 0.

`Forward emission coefficient, NF` - Коэффициент прямого выброса
`1` (по умолчанию) | положительный скаляр

Прямой коэффициент выбросов или коэффициент идеальности. Значение должно быть больше 0.

`Forward Early voltage, VAF` - Раннее напряжение прямой линии
`Inf` `V` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Прямое раннее напряжение. Значение должно быть больше или равно 0.

`Forward knee current, IKF` - Ток прямого бета-сворачивания высокого тока
`Inf` `A/m^2` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Значение тока, при котором происходит прямое бета-высокотоковое скатывание. Значение должно быть больше или равно 0.

`B-E leakage current, ISE` - Ток утечки основного эмиттера
`0` `A/m^2` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Ток утечки основного эмиттера. Значение должно быть больше или равно 0.

`B-E emission coefficient, NE` - Коэффициент излучения базового излучателя
`1.5` (по умолчанию) | положительный скаляр

Коэффициент излучения базового излучателя или коэффициент идеальности. Значение должно быть больше 0.

Обратный коэффициент усиления

`Reverse beta, BR` - Идеальная максимальная обратная бета-версия
`1` (по умолчанию) | положительный скаляр

Идеальная максимальная обратная бета-версия. Значение должно быть больше 0.

`Reverse emission coefficient, NR` - Коэффициент обратного выброса
`1` (по умолчанию) | положительный скаляр

Коэффициент обратной эмиссии или коэффициент идеальности. Значение должно быть больше 0.

`Reverse Early voltage, VAR` - Обратное раннее напряжение
`Inf` `V` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Обратное раннее напряжение. Значение должно быть больше или равно 0.

`Reverse knee current, IKR` - Ток обратного бета-скатывания высокого тока
`Inf` `A/m^2` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Значение тока, при котором происходит обратное бета-высокотоковое скатывание. Значение должно быть больше или равно 0.

`B-C leakage current, ISC` - Ток утечки базового коллектора
`0` `A/m^2` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Ток утечки основного коллектора. Значение должно быть больше или равно 0.

`B-C emission coefficient, NC` - Коэффициент излучения базового коллектора
`2` (по умолчанию) | положительный скаляр

Коэффициент излучения базового коллектора или коэффициент идеальности. Значение должно быть больше 0.

Резисторы

`Zero-bias base resistance, RB` - Сопротивление основания
`1` `m^2*Ohm` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Максимальное сопротивление основания. Значение должно быть больше или равно 0.

`Half base resistance cur, IRB` - Ток падения сопротивления основания в половине нулевого смещения
`Inf` `A/m^2` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Базовый ток, при котором базовое сопротивление упало до половины его значения нулевого смещения. Значение должно быть больше или равно 0. Если вы не хотите моделировать изменение базового сопротивления как функцию базового тока, используйте значение по умолчанию Inf.

`Minimum base resistance, RBM` - Минимальное сопротивление основания
`0` `m^2*Ohm` (по умолчанию) | скаляр < RB

Минимальное сопротивление основания. Значение должно быть меньше или равно базовому сопротивлению нулевого смещения, значению параметра RB.

`Emitter resistance, RE` - Сопротивление эмиттера
`1e-4` `m^2*Ohm` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Сопротивление эмиттера. Значение должно быть больше или равно 0.

`Collector resistance, RC` - Сопротивление коллектора
`0.01` `m^2*Ohm` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Сопротивление коллектора. Значение должно быть больше или равно 0.

Емкость

`Model junction capacitance` - Модель емкости перехода
`No` (по умолчанию) | `Yes`

Варианты моделирования емкости перехода:

No - Не включать в модель емкость перехода. Это параметр по умолчанию.
Yes - Включить в модель емкость перехода.

Зависимости

Выбор Yes для параметра емкости Модельный переход открывает другие параметры емкости и следующие настройки емкостного перехода:

Емкость B-E - параметры базового эмиттера
Емкость B-C - Параметры базового коллектора
Емкость C-S - параметры коллектора-подложки

`Capacitance coefficient, FC` - Коэффициент емкости
`0.5` (по умолчанию) | 0 ≤ FC < 0,95 | скаляр

Коэффициент аппроксимации, FC, который количественно определяет уменьшение расходуемой емкости при приложенном напряжении. Значение должно быть больше или равно 0 и менее 0.95.

Зависимости

Этот параметр отображается только при выборе Yes для параметра емкости «Модельный переход».

`Specify initial condition` - Модель исходного состояния
`No` (по умолчанию) | `Yes`

Параметры для задания начальных условий:

No - не указывать начальное условие для модели. Это параметр по умолчанию.
Yes - Укажите исходные условия транзистора.
Примечание
Блок подает начальные транзисторные напряжения на переходные конденсаторы, а не на порты.

Зависимости

Этот параметр отображается только при выборе Yes для параметра емкости «Модельный переход».

Выбор Yes для параметра Specify initial condition предоставляет связанные параметры.

`Initial condition voltage ICVBE` - Начальное напряжение базы-эмиттера
`0` `V` (по умолчанию) | скаляр

Напряжение базы-эмиттера в начале моделирования.

Зависимости

Этот параметр отображается только при выборе Yes для емкости модельного перехода и Yes для параметра Specify initial condition.

`Initial condition voltage ICVCE` - Исходное напряжение базы-коллектора
`0` `V` (по умолчанию) | скаляр

Напряжение базового коллектора в начале моделирования.

Зависимости

Емкость B-E

Эти параметры открываются при выборе Yes для параметра емкости «Модельный переход» в настройках емкости.

`B-E depletion capacitance, CJE` - Емкость истощения перехода база-эмиттер
`0` `F/m^2` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Емкость истощения через переход база-эмиттер. Значение должно быть больше или равно 0.

Зависимости

Этот параметр отображается только при выборе Yes для параметра емкости «Модельный переход».

`B-E built-in potential, VJE` - Потенциал перехода база-эмиттер
`0.75` `V` (по умолчанию) | скаляр | 0,01 ≤ VJE

Потенциал перехода база-эмиттер. Значение должно быть больше или равно 0.01.

Зависимости

Этот параметр отображается только при выборе Yes для параметра емкости «Модельный переход».

`B-E exponential factor, MJE` - Коэффициент классификации перехода база-эмиттер
`0.33` (по умолчанию) | скаляр | 0 ≤ MJC ≤ 0,9

Коэффициент профилирования для перехода база-эмиттер. Значение должно быть больше или равно 0 и меньше или равно 0.9.

Зависимости

Этот параметр отображается только при выборе Yes для параметра емкости «Модельный переход».

`Forward transit time, TF` - Время транзита миноритарных перевозчиков
`0` `s` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Время прохождения миноритарных носителей, которые вызывают диффузионную емкость, когда переход база-эмиттер смещен вперед. Значение должно быть больше или равно 0.

Зависимости

Этот параметр отображается только при выборе Yes для параметра емкости «Модельный переход».

`Coefficient of TF, XTF` - Коэффициент зависимости смещения от времени прохождения базового эмиттера
`0` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Коэффициент зависимости смещения база-эмиттер от времени прохождения, который создает заряд через переход база-эмиттер. Значение должно быть больше или равно 0. Если вы не хотите моделировать влияние смещения базового эмиттера на время прохождения, используйте значение по умолчанию 0.

Зависимости

Этот параметр отображается только при выборе Yes для параметра емкости «Модельный переход».

`VBC dependence of TF, VTF` - Коэффициент зависимости смещения от времени прохождения базового коллектора
`Inf` `V` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Voeffective для зависимости смещения базового коллектора от времени прохождения. Значение должно быть больше или равно 0.

Зависимости

Этот параметр отображается только при выборе Yes для параметра емкости «Модельный переход».

`Coefficient of TF, ITF` - Коэффициент зависимости времени прохождения тока коллектора
`0` `A/m^2` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Коэффициент зависимости времени прохождения от тока коллектора. Значение должно быть больше или равно 0. Если вы не хотите моделировать влияние тока коллектора на время транзита, используйте значение по умолчанию 0.

Зависимости

Этот параметр отображается только при выборе Yes для параметра емкости «Модельный переход».

Емкость B-C

`B-C depletion capacitance, CJC` - емкость истощения перехода база-коллектор
`0` `F/m^2` (по умолчанию) | положительный скаляр

Истощающая емкость через переход база-коллектор. Значение должно быть больше 0.

Зависимости

Этот параметр отображается только при выборе Yes для параметра емкости «Модельный переход».

`B-C built-in potential, VJC` - Потенциал соединения основание-коллектор
`0.75` `V` (по умолчанию) | скаляр | 0,01 ≤ VJC

Потенциал соединения основание-коллектор. Значение должно быть больше или равно 0.01 V.

Зависимости

Этот параметр отображается только при выборе Yes для параметра емкости «Модельный переход».

`B-C exponential factor, MJC` - Коэффициент профилирования соединения основание-коллектор
`0.33` (по умолчанию) | 0 ≤ MJC ≤ 0,9

Коэффициент профилирования для соединения основание-коллектор. Значение должно быть больше или равно 0 и меньше или равно 0.9.

Зависимости

Этот параметр отображается только при выборе Yes для параметра емкости «Модельный переход».

`B-C capacitance fraction, XCJC` - Емкостная доля истощения базового коллектора
`1` (по умолчанию) | скаляр | 0 ≤ XCJC ≤ 1

Доля емкости истощения основания-коллектора, которая соединена между внутренним основанием и внутренним коллектором. Остальная емкость истощения основания-коллектора соединена между внешним основанием и внутренним коллектором. Значение должно быть больше или равно 0 и меньше или равно 1.

Зависимости

Этот параметр отображается только при выборе Yes для параметра емкости «Модельный переход».

`Reverse transit time, TR` - Время транзита миноритарных перевозчиков
`0` `s` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Время прохождения миноритарных носителей, которые вызывают диффузионную емкость, когда переход основание-коллектор смещен вперед. Значение должно быть больше или равно 0.

Зависимости

Этот параметр отображается только при выборе Yes для параметра емкости «Модельный переход».

Емкость C-S

`C-S junction capacitance, CJS` - Емкость перехода коллектор-подложка
`0F/m^2` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

ЕМКОСТЬ ПЕРЕХОДА КОЛЛЕКТОР-ПОДЛОЖКА. Значение должно быть больше или равно 0.

Зависимости

Этот параметр отображается только при выборе Yes для параметра емкости «Модельный переход».

`Substrate built-in potential, VJS` - Потенциал подложки
`0.75` `V` (по умолчанию) | скаляр | 0,01 ≤ VJC

Потенциал подложки. Значение должно быть больше или равно 0.01 V.

Зависимости

Этот параметр отображается только при выборе Yes для параметра емкости «Модельный переход».

`Substrate exponential factor, MJS` - Коэффициент сортировки соединения коллектор-подложка
`0` (по умолчанию) | скаляр | 0 ≤ MJS ≤ 0,9

Коэффициент профилирования для соединения коллектор-подложка. Значение должно быть больше или равно 0 и меньше или равно 0.9.

Зависимости

Этот параметр отображается только при выборе Yes для параметра емкости «Модельный переход».

Температура

`Model temperature dependence using` - Модель температурной зависимости
`Device temperature` (по умолчанию) | `Fixed temperature`

Выберите одну из следующих опций для моделирования температурной зависимости транзистора:

Device temperature - Используйте температуру устройства для моделирования температурной зависимости.
Fixed temperature - использовать температуру, не зависящую от температуры цепи, для моделирования температурной зависимости.

Дополнительные сведения см. в разделе Температура транзистора.

Зависимости

Выбор Device temperature отображает параметр Offset local circuit temperature, TOFFSET. Выбор Fixed temperature отображает параметр Fixed circuit temperature, TFIXED.

`Beta temperature exponent, XTB` - Степень прямой и обратной бета-температуры
`0` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Показатель прямой и обратной бета-температуры, моделирующий зависимость от текущей температуры. Значение должно быть больше или равно 0.

`Energy gap, EG` - Энергетический разрыв
`1.11` `eV` (по умолчанию) | EG ≥ 0.1 | скаляр

Энергетический разрыв, который влияет на увеличение тока насыщения при повышении температуры. Значение должно быть больше или равно 0.1.

`Temperature exponent for IS, XTI` - Порядок экспоненциального увеличения тока насыщения
`3` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Порядок экспоненциального увеличения тока насыщения при повышении температуры. Значение должно быть больше или равно 0.

`Offset local circuit temperature, TOFFSET` - Смещение температуры локального контура
`0` `K` (по умолчанию) | скаляр

Величина, на которую температура транзистора отличается от температуры схемы.

Зависимости

Этот параметр отображается только при выборе Device temperature для температурной зависимости модели с помощью параметра.

`Fixed circuit temperature, TFIXED` - Фиксированная температура контура
`300.15` `K` (по умолчанию) | положительный скаляр

Температура моделирования транзистора. Значение должно быть больше 0 K.

Зависимости

Этот параметр отображается только при выборе Fixed temperature для температурной зависимости модели с помощью параметра.

`Parameter extraction temperature, TMEAS` - Температура отбора параметров
`300.15` `K` (по умолчанию) | положительный скаляр

Температура, при которой измеряются параметры транзистора. Значение должно быть больше 0 K.

Ссылки

[1] Г. Массобрио и П. Антогнетти. Моделирование полупроводниковых приборов с помощью SPICE. 2-е издание. Нью-Йорк: Макгроу-Хилл, 1993.

Документация

SPICE NPN

Описание

Уравнения

Допущения и ограничения

Порты

Сохранение

bx - Базовый терминал электрический

cx - Клемма коллектора электрический

ex - Клемма эмиттера электрический

sx - Клемма подложки электрический

Параметры

Главный

Device area, AREA - Область устройства 1.0 m^2 (по умолчанию) | положительный скаляр

Number of parallel devices, SCALE - Количество параллельных устройств 1 (по умолчанию) | положительный скаляр

Усиление в прямом направлении

Transport saturation current, IS - Величина тока насыщения 1e-16 A/m^2 (по умолчанию) | положительный скаляр

Forward beta, BF - Идеальная максимальная бета-версия 100 (по умолчанию) | положительный скаляр

Forward emission coefficient, NF - Коэффициент прямого выброса 1 (по умолчанию) | положительный скаляр

Forward Early voltage, VAF - Раннее напряжение прямой линии Inf V (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Forward knee current, IKF - Ток прямого бета-сворачивания высокого тока Inf A/m^2 (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

B-E leakage current, ISE - Ток утечки основного эмиттера 0 A/m^2 (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

B-E emission coefficient, NE - Коэффициент излучения базового излучателя 1.5 (по умолчанию) | положительный скаляр

Обратный коэффициент усиления

Reverse beta, BR - Идеальная максимальная обратная бета-версия 1 (по умолчанию) | положительный скаляр

Reverse emission coefficient, NR - Коэффициент обратного выброса 1 (по умолчанию) | положительный скаляр

Reverse Early voltage, VAR - Обратное раннее напряжение Inf V (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Reverse knee current, IKR - Ток обратного бета-скатывания высокого тока Inf A/m^2 (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

B-C leakage current, ISC - Ток утечки базового коллектора 0 A/m^2 (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

B-C emission coefficient, NC - Коэффициент излучения базового коллектора 2 (по умолчанию) | положительный скаляр

Резисторы

Zero-bias base resistance, RB - Сопротивление основания 1 m^2*Ohm (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Half base resistance cur, IRB - Ток падения сопротивления основания в половине нулевого смещения Inf A/m^2 (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Minimum base resistance, RBM - Минимальное сопротивление основания 0 m^2*Ohm (по умолчанию) | скаляр < RB

Emitter resistance, RE - Сопротивление эмиттера 1e-4 m^2*Ohm (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Collector resistance, RC - Сопротивление коллектора 0.01 m^2*Ohm (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Емкость

Model junction capacitance - Модель емкости перехода No (по умолчанию) | Yes

Зависимости

Capacitance coefficient, FC - Коэффициент емкости 0.5 (по умолчанию) | 0 ≤ FC < 0,95 | скаляр

Зависимости

Specify initial condition - Модель исходного состояния No (по умолчанию) | Yes

Зависимости

Initial condition voltage ICVBE - Начальное напряжение базы-эмиттера 0 V (по умолчанию) | скаляр

Зависимости

Initial condition voltage ICVCE - Исходное напряжение базы-коллектора 0 V (по умолчанию) | скаляр

Зависимости

Емкость B-E

B-E depletion capacitance, CJE - Емкость истощения перехода база-эмиттер 0 F/m^2 (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Зависимости

B-E built-in potential, VJE - Потенциал перехода база-эмиттер 0.75 V (по умолчанию) | скаляр | 0,01 ≤ VJE

Зависимости

B-E exponential factor, MJE - Коэффициент классификации перехода база-эмиттер 0.33 (по умолчанию) | скаляр | 0 ≤ MJC ≤ 0,9

Зависимости

Forward transit time, TF - Время транзита миноритарных перевозчиков 0 s (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Зависимости

Coefficient of TF, XTF - Коэффициент зависимости смещения от времени прохождения базового эмиттера 0 (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Зависимости

VBC dependence of TF, VTF - Коэффициент зависимости смещения от времени прохождения базового коллектора Inf V (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Зависимости

Coefficient of TF, ITF - Коэффициент зависимости времени прохождения тока коллектора 0 A/m^2 (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Зависимости

Емкость B-C

B-C depletion capacitance, CJC - емкость истощения перехода база-коллектор 0 F/m^2 (по умолчанию) | положительный скаляр

Зависимости

B-C built-in potential, VJC - Потенциал соединения основание-коллектор 0.75 V (по умолчанию) | скаляр | 0,01 ≤ VJC

Зависимости

B-C exponential factor, MJC - Коэффициент профилирования соединения основание-коллектор 0.33 (по умолчанию) | 0 ≤ MJC ≤ 0,9

Зависимости

B-C capacitance fraction, XCJC - Емкостная доля истощения базового коллектора 1 (по умолчанию) | скаляр | 0 ≤ XCJC ≤ 1

Зависимости

Reverse transit time, TR - Время транзита миноритарных перевозчиков 0 s (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Зависимости

Емкость C-S

C-S junction capacitance, CJS - Емкость перехода коллектор-подложка 0F/m^2 (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Зависимости

Substrate built-in potential, VJS - Потенциал подложки 0.75 V (по умолчанию) | скаляр | 0,01 ≤ VJC

Зависимости

Substrate exponential factor, MJS - Коэффициент сортировки соединения коллектор-подложка 0 (по умолчанию) | скаляр | 0 ≤ MJS ≤ 0,9

Зависимости

`bx` - Базовый терминал
электрический

`cx` - Клемма коллектора
электрический

`ex` - Клемма эмиттера
электрический

`sx` - Клемма подложки
электрический

`Device area, AREA` - Область устройства
`1.0` `m^2` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Number of parallel devices, SCALE` - Количество параллельных устройств
`1` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Transport saturation current, IS` - Величина тока насыщения
`1e-16` `A/m^2` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Forward beta, BF` - Идеальная максимальная бета-версия
`100` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Forward emission coefficient, NF` - Коэффициент прямого выброса
`1` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Forward Early voltage, VAF` - Раннее напряжение прямой линии
`Inf` `V` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

`Forward knee current, IKF` - Ток прямого бета-сворачивания высокого тока
`Inf` `A/m^2` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

`B-E leakage current, ISE` - Ток утечки основного эмиттера
`0` `A/m^2` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

`B-E emission coefficient, NE` - Коэффициент излучения базового излучателя
`1.5` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Reverse beta, BR` - Идеальная максимальная обратная бета-версия
`1` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Reverse emission coefficient, NR` - Коэффициент обратного выброса
`1` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Reverse Early voltage, VAR` - Обратное раннее напряжение
`Inf` `V` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

`Reverse knee current, IKR` - Ток обратного бета-скатывания высокого тока
`Inf` `A/m^2` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

`B-C leakage current, ISC` - Ток утечки базового коллектора
`0` `A/m^2` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

`B-C emission coefficient, NC` - Коэффициент излучения базового коллектора
`2` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Zero-bias base resistance, RB` - Сопротивление основания
`1` `m^2*Ohm` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

`Half base resistance cur, IRB` - Ток падения сопротивления основания в половине нулевого смещения
`Inf` `A/m^2` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

`Minimum base resistance, RBM` - Минимальное сопротивление основания
`0` `m^2*Ohm` (по умолчанию) | скаляр < RB

`Emitter resistance, RE` - Сопротивление эмиттера
`1e-4` `m^2*Ohm` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

`Collector resistance, RC` - Сопротивление коллектора
`0.01` `m^2*Ohm` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

`Model junction capacitance` - Модель емкости перехода
`No` (по умолчанию) | `Yes`

`Capacitance coefficient, FC` - Коэффициент емкости
`0.5` (по умолчанию) | 0 ≤ FC < 0,95 | скаляр

`Specify initial condition` - Модель исходного состояния
`No` (по умолчанию) | `Yes`

`Initial condition voltage ICVBE` - Начальное напряжение базы-эмиттера
`0` `V` (по умолчанию) | скаляр

`Initial condition voltage ICVCE` - Исходное напряжение базы-коллектора
`0` `V` (по умолчанию) | скаляр

`B-E depletion capacitance, CJE` - Емкость истощения перехода база-эмиттер
`0` `F/m^2` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

`B-E built-in potential, VJE` - Потенциал перехода база-эмиттер
`0.75` `V` (по умолчанию) | скаляр | 0,01 ≤ VJE

`B-E exponential factor, MJE` - Коэффициент классификации перехода база-эмиттер
`0.33` (по умолчанию) | скаляр | 0 ≤ MJC ≤ 0,9

`Forward transit time, TF` - Время транзита миноритарных перевозчиков
`0` `s` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

`Coefficient of TF, XTF` - Коэффициент зависимости смещения от времени прохождения базового эмиттера
`0` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

`VBC dependence of TF, VTF` - Коэффициент зависимости смещения от времени прохождения базового коллектора
`Inf` `V` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

`Coefficient of TF, ITF` - Коэффициент зависимости времени прохождения тока коллектора
`0` `A/m^2` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

`B-C depletion capacitance, CJC` - емкость истощения перехода база-коллектор
`0` `F/m^2` (по умолчанию) | положительный скаляр

`B-C built-in potential, VJC` - Потенциал соединения основание-коллектор
`0.75` `V` (по умолчанию) | скаляр | 0,01 ≤ VJC

`B-C exponential factor, MJC` - Коэффициент профилирования соединения основание-коллектор
`0.33` (по умолчанию) | 0 ≤ MJC ≤ 0,9

`B-C capacitance fraction, XCJC` - Емкостная доля истощения базового коллектора
`1` (по умолчанию) | скаляр | 0 ≤ XCJC ≤ 1

`Reverse transit time, TR` - Время транзита миноритарных перевозчиков
`0` `s` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

`C-S junction capacitance, CJS` - Емкость перехода коллектор-подложка
`0F/m^2` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

`Substrate built-in potential, VJS` - Потенциал подложки
`0.75` `V` (по умолчанию) | скаляр | 0,01 ≤ VJC

`Substrate exponential factor, MJS` - Коэффициент сортировки соединения коллектор-подложка
`0` (по умолчанию) | скаляр | 0 ≤ MJS ≤ 0,9

`Model temperature dependence using` - Модель температурной зависимости
`Device temperature` (по умолчанию) | `Fixed temperature`

`Beta temperature exponent, XTB` - Степень прямой и обратной бета-температуры
`0` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

`Energy gap, EG` - Энергетический разрыв
`1.11` `eV` (по умолчанию) | EG ≥ 0.1 | скаляр

`Temperature exponent for IS, XTI` - Порядок экспоненциального увеличения тока насыщения
`3` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

`Offset local circuit temperature, TOFFSET` - Смещение температуры локального контура
`0` `K` (по умолчанию) | скаляр

`Fixed circuit temperature, TFIXED` - Фиксированная температура контура
`300.15` `K` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Parameter extraction temperature, TMEAS` - Температура отбора параметров
`300.15` `K` (по умолчанию) | положительный скаляр

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™