SPICE NPN

SPICE-совместимый NPN транзистор Гуммеля-Пуна

Библиотека:
Simscape/Электрический/Дополнительные компоненты/Полупроводники SPICE

Описание

Блок SPICE NPN представляет биполярный транзистор NPN Гуммеля-Пуна, совместимый с SPICE. Конденсатор соединяет порт подложки, sx, с основой транзистора, bx. Поэтому устройство эквивалентно трехполюсному транзистору, когда вы используете значение по умолчанию 0 для параметра C-S junction capacitance, CJS и соедините порт подложки с любым другим портом, включая порт эмиттера, ex или порт коллектора, cx.

SPICE, или Simulation Program с упором на интегральные схемы, является инструментом симуляции для электронных схем. Можно преобразовать некоторые подсхемы SPICE в эквивалентные модели Simscape™ Electrical™ с помощью блоков Environment Parameters и SPICE-совместимых блоков из библиотеки дополнительных компонентов. Для получения дополнительной информации смотрите subcircuit2ssc.

Уравнения

Переменные для SPICE NPN блочных уравнений включают:

Переменные, которые вы задаете, задавая параметры для блока SPICE NPN. Видимость некоторых параметров зависит от значения, которое вы задаете для других параметров. Для получения дополнительной информации см. раздел « Параметры».
Скорректированные по геометрии переменные, которые зависят от нескольких значений, которые вы задаете используя параметры для блока SPICE NPN. Для получения дополнительной информации см. Раздел «Скорректированные по геометрии Переменные».
Температура, T, которая 300.15 K по умолчанию. Можно использовать другое значение, задавая параметры для блока SPICE NPN или задавая параметры как для блока SPICE NPN, так и для блока Environment Parameters. Для получения дополнительной информации см. Раздел «Температура транзистора»
Температурно-зависимые переменные. Для получения дополнительной информации см. «Температурная зависимость».
Минимальная проводимость, GMIN, которая 1e–12 1/Ohm по умолчанию. Можно использовать другое значение, задав параметр для блока Environment Parameters. Для получения дополнительной информации см. «Минимальная проводимость».

Переменные с поправкой на геометрию

Несколько переменных в уравнениях для модели биполярного соединительного транзистора SPICE NPN рассматривают геометрию устройства, которую представляет блок. Эти переменные с поправкой на геометрию зависят от переменных, которые вы задаете, задавая SPICE NPN параметры блоков. Переменные с поправкой на геометрию зависят от этих переменных:

AREA - Площадь устройства
SCALE - Количество параллельно подключенных устройств
Связанная нескорректированная переменная

Таблица включает скорректированные по геометрии переменные и определяющие уравнения.

Переменная	Описание	Уравнение
_ISd	Скорректированный по геометрии ток насыщения транспорта	$I S_{d} = I S * A R E A * S C A L E$
_IKFd	Скорректированный по геометрии ток переднего колена	$I K F_{d} = I K F * A R E A * S C A L E$
_ISd	Скорректированный по геометрии ток утечки из базового эмиттера	$I S E_{d} = I S E * A R E A * S C A L E$
_IKRd	Скорректированный по геометрии обратный ток колена	$I K R_{d} = I K R * A R E A * S C A L E$
_ISCd	Скорректированный по геометрии ток утечки из базы коллектора	$I S C_{d} = I S C * A R E A * S C A L E$
_IRBd	Скорректированный по геометрии ток базового сопротивления	$I R B_{d} = I R B * A R E A * S C A L E$
_CJEd	Скорректированная по геометрии емкость истощения базового эмиттера	$C J E_{d} = C J E * A R E A * S C A L E$
_ITFd	Скорректированный по геометрии коэффициент времени транзита вперед	$I T F_{d} = I T F * A R E A * S C A L E$
_CJCd	Скорректированная по геометрии емкость истощения коллектора базы	$C J C_{d} = C J C * A R E A * S C A L E$
_CJSd	Регулируемая геометрией емкость соединения коллектор-подложка	$C J S_{d} = C J S * A R E A * S C A L E$
_RBd	Скорректированное геометрией базовое сопротивление с нулевым смещением	$R B_{d} = \frac{R B}{A R E A * S C A L E}$
_RBMd	Минимальное базовое сопротивление, скорректированное по геометрии	$R B M_{d} = \frac{R B M}{A R E A * S C A L E}$
_REd	Скорректированное по геометрии сопротивление излучателя	$R E_{d} = \frac{R E}{A R E A * S C A L E}$
_RCd	Скорректированное по геометрии сопротивление коллектора	$R C_{d} = \frac{R C}{A R E A * S C A L E}$

Температура транзистора

Можно использовать эти опции, чтобы задать температуру транзистора, T:

Фиксированная температура - блок использует температуру, которая независима от температуры схемы, когда Model temperature dependence using параметр в Temperature параметрах настройки SPICE NPN блок установлен на Fixed temperature. Для этой модели наборы блоков T равными TFIXED.
Температура устройства - блок использует температуру, которая зависит от температуры схемы, когда Model temperature dependence using параметр в Temperature параметрах настройки SPICE NPN блок установлен на Device temperature. Для этой модели блок определяет температуру как

$T = T_{C} + T O F F S E T$
Где:
- _TC - температура контура.
  Если в схеме нет Environment Parameters блока, _TC равно 300,15 K.
  Если есть Environment Parameters, блок в схеме, _TC равен значению, которое Вы определяете для Temperature параметра в SPICE параметрах настройки Environment Parameters блок. Значение по умолчанию для параметра Temperature 300.15 K.
- TOFFSET - смещенная температура локального контура.

Минимальная проводимость

Минимальная проводимость, GMIN, имеет значение по умолчанию 1e–12 1/Ohm. Чтобы задать другое значение:

Если в схеме нет Environment Parameters блока, добавьте его.
В настройках SPICE блока Environment Parameters задайте желаемое значение GMIN для параметра GMIN.

Модель напряжения тока и базового заряда

Зависимости ток-напряжение и основы заряд для транзистора описаны в терминах токов соединения База-Эмиттер и База-Коллектор, токов терминалов и модели базового заряда. При необходимости параметры модели сначала настраиваются на температуру.

Токи соединений база-эмиттер и база-коллектор

Ток соединения база-эмиттер зависит от напряжения базы-эмиттера, _VBE таким, что:

Когда $V_{B E} > 80 * V_{T F}$ :
$I_{b e f} = I S_{d} * ((\frac{V_{B E}}{V_{T F}} - 79) * e^{80} - 1) + G_{\min} * V_{B E}$
$I_{b e e} = I S E_{d} * ((V_{B E} - 80 * V_{T F} + V_{T E}) * \frac{e^{(80 * V_{T F} / V_{T E})}}{V_{T E}} - 1)$
Когда $V_{B E} \leq 80 * V_{T F}$ :
$I_{b e f} = I S_{d} * (e^{(V_{B E} / V_{T F})} - 1) + G_{\min} * V_{B E}$
$I_{b e e} = I S E_{d} * (e^{(V_{B E} / V_{T E})} - 1)$

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

Когда $V_{B C} > 80 * V_{T R}$ :
$I_{b c r} = I S_{d} * ((\frac{V_{B C}}{V_{T R}} - 79) * e^{80} - 1) + G_{\min} * V_{B C}$
$I_{b c c} = I S C_{d} * ((V_{B C} - 80 * V_{T R} + V_{T C}) * \frac{e^{(80 * V_{T R} / V_{T C})}}{V_{T C}} - 1)$
Когда $V_{B C} \leq 80 * V_{T R}$ :
$I_{b c r} = I S C_{d} * (e^{(V_{B C} / V_{T R})} - 1) + G_{m i n} * V_{B C}$
$I_{b c c} = I S C_{d} * (e^{(V_{B C} / V_{T C})} - 1)$

Где:

_VBE - напряжение базового эмиттера.
_VBC - напряжение коллектора базы.
_VTE является тепловым напряжением излучателя, таким что $V_{T E} = N E * k * T / q$ .
_VTC является тепловым напряжением коллектора, таким что $V_{T C} = N C * k * T / q$ .
_VTF является прямым тепловым напряжением, таким что $V_{T F} = N F * k * T / q$ .
_VTR - обратное тепловое напряжение, такое что $V_{T R} = N R * k * T / q$ .
_ISCd - ток утечек коллектора, скорректированный по геометрии.
_ISEd - скорректированный по геометрии ток утечки из базового эмиттера.
NE - коэффициент выбросов базового эмиттера.
NC является коэффициентом выбросов коллектора базы.
NF - коэффициент прямого излучения.
NR - обратный коэффициент излучения.
q - элементарный заряд электрона.
k - константа Больцмана.
T - температура транзистора. Для получения дополнительной информации см. Раздел «Температура транзистора»
_Gmin - это минимальная проводимость. Для получения дополнительной информации см. «Минимальная проводимость».

Токи терминалов

Токи терминалов вычисляются как:

$I_{B} = (\frac{I_{b e f}}{B F} + I_{b e e} + \frac{I_{b c r}}{B R} + I_{b c c})$

$I_{C} = (\frac{I_{b e f} - I_{b c r}}{q_{b}} - \frac{I_{b c r}}{B R} - I_{bcc})$

Где:

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

Модель базового заряда

Базовый заряд, _qb, вычисляется с помощью этих уравнений:

$q_{b} = \frac{q_{1}}{2} (1 + \sqrt{0.5 (\sqrt{{(1 + 4 q_{2} - e p s)}^{2} + e p s^{2}} + 1 + 4 q_{2} - e p s) + e p s})$

$q_{1} = {(1 - \frac{V_{B C}}{V A F} - \frac{V_{B E}}{V A R})}^{- 1}$

$q_{2} = \frac{I_{b e f}}{I K F_{d}} + \frac{I_{b c r}}{I K R_{d}}$

Где:

_qb - базовый заряд.
VAF - прямое Раннее напряжение.
VAR - противоположное Раннее напряжение.
_IKFd - скорректированный по геометрии ток переднего колена.
_IKRd - регулируемый геометрией обратный ток колена.
eps равно 1e-4.

Модель базового сопротивления

Можно использовать эти опции для моделирования базового сопротивления, _rbb:

Если вы используете значение бесконечности по умолчанию для параметра Half base resistance cur, IRB, блок вычисляет базовое сопротивление как

$r_{b b} = R B M_{d} + \frac{R B_{d} - R B M_{d}}{q_{b}}$
Где:
- _rbb - базовое сопротивление.
- _RBMd - минимальное базовое сопротивление, скорректированное по геометрии.
- _RBd - скорректированное по геометрии базовое сопротивление с нулевым смещением.
Если вы задаете конечное значение для параметра Half base resistance cur, IRB, блок вычисляет базовое сопротивление как

$r_{b b} = R B M_{d} + 3 * (R B_{d} - R B M_{d}) * (\frac{\tan z - z}{z * \tan^{2} z})$
Где

$z = \frac{\sqrt{1 + 144 I_{B} / (π^{2} I R B_{d})} - 1}{(24 / π^{2}) \sqrt{(I_{B} / I R B_{d})}}$

Модель модуляции транзитного заряда

Если вы задаете ненулевые значения для параметра Coefficient of TF, XTF, блок моделирует модуляцию транзитного заряда, масштабируя время прямого транзита как

$T F_{\mod} = \frac{T F * [1 + X T F * e^{V_{B C} / (1.44 V_{T F})} {(\frac{I_{B E}}{I_{B E} + I T F_{d}})}^{2}]}{q_{b}}$

Где _ITFd - скорректированный по геометрии коэффициент времени транзита вперед.

Модель заряда соединения

Блок позволяет моделировать заряд соединения. Заряд коллектора основания, _Qbc и заряд эмиттера основания, _Qbe, зависят от промежуточного значения, _Qdep. При необходимости параметры модели сначала настраиваются на температуру.

Для внутренних соединений база-эмиттер

$Q_{b e} = T F_{\mod} * I_{b e} + Q_{d e p}$
Для внутренних соединений база-коллектор

$Q_{b c} = T R * I_{b c} + X C J C * Q_{d e p}$
Для внешних соединений база-коллектор

$Q_{b_{e x t} c} = (1 - X C J C) * Q_{d e p}$

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

Применимая область значений _Vjct значений	Соответствующее _Qdep уравнение
$V_{j c t} < F C * V J$	$Q_{d e p} = C_{j c t} * V J * \frac{1 - {(1 - V_{j c t} / V J)}^{(1 - M J)}}{1 - M J}$
$V_{j c t} \geq F C * V J$	$Q_{d e p} = C_{j c t} * [F 1 + \frac{F 3 * (V_{j c t} - F C * V J) + \frac{M J * [V_{j c t}^{2} - {(F C * V J)}^{2}]}{2 * V J}}{F 2}]$

Где:

FC - коэффициент емкости.
VJ является:
- Встроенный потенциал базового эмиттера, VJE, для соединения базового эмиттера.
- Встроенный потенциал базового коллектора, VJC, для соединения базового коллектора.
MJ является:
- Экспоненциальный коэффициент базового эмиттера, MJE, для соединения базового эмиттера.
- Экспоненциальный коэффициент базового коллектора, MJC, для соединения базового коллектора.
_Cjct является:
- Регулируемая геометрией емкость истощения базового эмиттера, _CJEd, для соединения базового эмиттера.
- Скорректированная по геометрии емкость истощения коллектора базы, _CJCd, для соединения базы с коллектором.
$F 1 = V J * (1 - {(1 - F C)}^{(1 - M J)}) / (1 - M J)$
$F 2 = {(1 - F C)}^{(1 + M J)}$
$F 3 = 1 - F C * (1 + M J)$

Заряд коллектора-подложки, _Qcs, зависит от напряжения коллектора-подложки, _Vcs. При необходимости параметры модели сначала настраиваются на температуру.

Применимая область значений _Vcs значений	Соответствующее _Qcs уравнение
$V_{c s} < 0$	$Q c s = C J S_{d} * V J S * (\frac{1 - {(1 - V_{c s} / V J S)}^{(1 - M J S)}}{1 - M J S})$
$V_{c s} \geq 0$	$Q c s = C J S_{d} * (1 + M J S * V_{c s} / (2 * V J S)) * V_{c s}$

Где:

_CJSd - регулируемая геометрией емкость соединения коллектор-подложка.
VJS - встроенный потенциал подложки.
MJS - экспоненциальный коэффициент подложки.

Температурная зависимость

Отношение между током насыщения, _ISd и температурой транзистора, T, является

$I S (T) = I S_{d} * {(T / T_{m e a s})}^{X T I} * e^{(\frac{T}{T_{m e a s}} - 1) * \frac{E G}{V_{t}}}$

Где:

_ISd - скорректированный по геометрии транспортный ток насыщения.
_Tmeas - температура извлечения параметра.
XTI - показатель температуры тока насыщения транспорта.
EG - энергетическая погрешность.
_Vt = kT/q.

Отношение между потенциалом соединения база-эмиттер, VJE, и температурой транзистора, T, является

$V J E (T) = V J E * (\frac{T}{T_{m e a s}}) - \frac{3 * k * T}{q} * \log (\frac{T}{T_{m e a s}}) - (\frac{T}{T_{m e a s}}) * E G_{T_{m e a s}} + E G_{T}$

Где:

VJE - встроенный потенциал базового эмиттера.
$E G_{T_{m e a s}} = 1.16 e V - (7.02 e - 4 * T_{m e a s}^{2}) / (T_{m e a s} + 1108)$
$E G_{T} = 1.16 e V - (7.02 e - 4 * T^{2}) / (T + 1108)$

Блок использует VJE(T) уравнение, чтобы вычислить потенциал соединения база-коллектор путем подстановки VJC, встроенного потенциала база-коллектор, для VJE.

Отношение между емкостью соединения база-эмиттер, CJE, и температурой транзистора, T, является

$C J E (T) = C J E_{d} * [1 + M J E * (400 e - 6 * (T - T_{m e a s}) - \frac{V J E (T) - V J E}{V J E})]$

Где:

_CJEd - скорректированная по геометрии емкость истощения базового эмиттера.
MJE - экспоненциальный коэффициент базового эмиттера.

Блок использует CJE(T) уравнение, чтобы вычислить емкость соединения база-коллектор путем подстановки _CJCd, скорректированной по геометрии емкости истощения базы-коллектора, для _CJEd и MJC, экспоненциального фактора базы-коллектора, для MJE.

Отношение между прямой и обратной бета-характеристиками и температурой транзистора, T, является

$β (T) = β * {(\frac{T}{T_{m e a s}})}^{X T B}$

Где:

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

Отношение между током утечки базового эмиттера, ISE и температурой транзистора, T, является

$I S E (T) = I S E_{d} * {(\frac{T}{T_{m e a s}})}^{- XTB} * {(\frac{I S (T)}{I S_{d}})}^{1 / N E}$

Где:

_ISEd - скорректированный по геометрии ток утечки из базового эмиттера.
NE - коэффициент выбросов базового эмиттера.

Блок использует это уравнение, чтобы вычислить ток утечки из базового коллектора, подстановив, _ISCd, ток утечки из базового коллектора с поправкой на геометрию для _ISEd и NC, коэффициента выбросов из базового коллектора, для NE.

Допущения и ограничения

Блок не поддерживает анализ шума.
Блок применяет начальные условия через конденсаторы соединений, а не через блочные порты.

Порты

Сохранение

расширить все

`bx` - Базовый терминал
электрический

Электрический порт сопоставлен с базовым контактом транзистора.

`cx` - Клемма коллектора
электрический

Электрический порт сопоставлен с контактом коллектора транзисторов.

`ex` - Терминал эмиттера
электрический

Электрический порт сопоставлен с клеммой транзисторного эмиттера.

`sx` - Терминал подложки
электрический

Электрический порт сопоставлен с контактом подложки транзистора.

Параметры

расширить все

Главный

`Device area, AREA` - Площадь устройства
`1.0` `m^2` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Площадь устройства. Значение должно быть больше 0.

`Number of parallel devices, SCALE` - Количество параллельных устройств
`1` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

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

Прямое усиление

`Transport saturation current, IS` - величина тока насыщения
`1e-16` `A/m^2` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

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

`Forward beta, BF` - Идеальный максимум бета-версии вперед
`100` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

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

`Forward emission coefficient, NF` - Коэффициент прямого выброса
`1` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Коэффициент прямого излучения или коэффициент идеальности. Значение должно быть больше 0.

`Forward Early voltage, VAF` - Прямое раннее напряжение
`Inf` `V` (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

Вперед Раннее напряжение. Значение должно быть больше или равно 0.

`Forward knee current, IKF` - Прямой-бета высокотоковый ток срабатывания
`Inf` `A/m^2` (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

Текущее значение, при котором происходит крен высокого тока прямого-бета-тока. Значение должно быть больше или равно 0.

`B-E leakage current, ISE` - Ток утечки базового эмиттера
`0` `A/m^2` (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

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

`B-E emission coefficient, NE` - Коэффициент выбросов базового эмиттера
`1.5` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

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

Обратный коэффициент усиления

`Reverse beta, BR` - Идеальная максимальная обратная бета-версия
`1` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

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

`Reverse emission coefficient, NR` - Обратный коэффициент выбросов
`1` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Обратный коэффициент излучения или коэффициент идеальности. Значение должно быть больше 0.

`Reverse Early voltage, VAR` - Противоположное Раннее Напряжение
`Inf` `V` (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

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

`Reverse knee current, IKR` - Обратный-бета высокотоковый ток срабатывания
`Inf` `A/m^2` (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

Текущее значение, при котором происходит реверс-бета высокотокового крена. Значение должно быть больше или равно 0.

`B-C leakage current, ISC` - Ток утечки основания-коллектора
`0` `A/m^2` (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

Ток утечки основания-коллектора. Значение должно быть больше или равно 0.

`B-C emission coefficient, NC` - Коэффициент выбросов базового коллектора
`2` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

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

Резисторы

`Zero-bias base resistance, RB` - Базовое сопротивление
`1` `m^2*Ohm` (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

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

`Half base resistance cur, IRB` - Базовое сопротивление, половину тока падения смещения нуля
`Inf` `A/m^2` (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

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

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

Минимальное сопротивление основы. Значение должно быть меньше или равно Zero-bias base resistance, RB значению параметров.

`Emitter resistance, RE` - Сопротивление излучателя
`1e-4` `m^2*Ohm` (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

Сопротивление излучателя. Значение должно быть больше или равно 0.

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

Сопротивление коллектора. Значение должно быть больше или равно 0.

Емкость

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

Опции для моделирования емкости соединения:

No - Не включать соединительную емкость в модель. Это опция по умолчанию.
Yes - Включите емкость соединения в модель.

Зависимости

Выбор Yes для параметра Model junction capacitance отображает другие параметры Capacitance и эти настройки емкостного соединения:

B-E Capacitance - Параметры базового излучателя
B-C Capacitance - Параметры базы-коллектора
C-S Capacitance - Параметры коллектор-подложка

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

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

Зависимости

Этот параметр видим только, когда вы выбираете Yes для параметра Model junction capacitance.

`Specify initial condition` - Модель начального условия
`No` (по умолчанию) | `Yes`

Опции для определения начальных условий:

No - Не задавайте начальное условие для модели. Это опция по умолчанию.
Yes - Задайте начальные условия транзистора.
Примечание
Блок применяет начальные транзисторные напряжения через конденсаторы соединения, а не через порты.

Зависимости

Этот параметр видим только, когда вы выбираете Yes для параметра Model junction capacitance.

Выбор Yes для параметра Specify initial condition отображает связанные параметры.

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

Напряжение базового эмиттера в начале симуляции.

Зависимости

Этот параметр видим только, когда вы выбираете Yes для Model junction capacitance и Yes для параметра Specify initial condition.

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

Базовое напряжение коллектора в начале симуляции.

Зависимости

Этот параметр видим только, когда вы выбираете Yes для Model junction capacitance и Yes для параметра Specify initial condition.

Емкость B-E

Эти настройки доступны, если вы выбираете Yes для параметра Model junction capacitance в настройках Capacitance.

`B-E depletion capacitance, CJE` - Емкость истощения соединения база-эмиттер
`0` `F/m^2` (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

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

Зависимости

Этот параметр видим только, когда вы выбираете Yes для параметра Model junction capacitance.

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

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

Зависимости

Этот параметр видим только, когда вы выбираете Yes для параметра Model junction capacitance.

`B-E exponential factor, MJE` - Коэффициент сортировки соединения база-эмиттер
`0.33` (дефолт) | скаляр | 0 ≤ <reservedrangesplaceholder0> ≤ 0.9

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

Зависимости

Этот параметр видим только, когда вы выбираете Yes для параметра Model junction capacitance.

`Forward transit time, TF` - Время транзита перевозчика из числа меньшинств
`0` `s` (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

Время перехода несущих меньшинства, которые вызывают диффузионную емкость, когда соединение база-эмиттер смещено вперед. Значение должно быть больше или равно 0.

Зависимости

Этот параметр видим только, когда вы выбираете Yes для параметра Model junction capacitance.

`Coefficient of TF, XTF` - коэффициент зависимости от времени транзита базового эмиттера
`0` (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

Коэффициент зависимости смещения базового эмиттера от времени перехода, который создает заряд через соединение базового эмиттера. Значение должно быть больше или равно 0. Если вы не хотите моделировать эффект смещения базового эмиттера на время транзита, используйте значение по умолчанию 0.

Зависимости

Этот параметр видим только, когда вы выбираете Yes для параметра Model junction capacitance.

`VBC dependence of TF, VTF` - коэффициент зависимости временного смещения базового коллектора
`Inf` `V` (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

Voefficent for the base-collector bias dependence of the transit time. Значение должно быть больше или равно 0.

Зависимости

Этот параметр видим только, когда вы выбираете Yes для параметра Model junction capacitance.

`Coefficient of TF, ITF` - Коэффициент зависимости времени перехода тока коллектора
`0` `A/m^2` (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

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

Зависимости

Этот параметр видим только, когда вы выбираете Yes для параметра Model junction capacitance.

Емкость B-C

Эти настройки доступны, если вы выбираете Yes для параметра Model junction capacitance в настройках Capacitance.

`B-C depletion capacitance, CJC` - емкость истощения соединения база-коллектор
`0` `F/m^2` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Емкость истощения через соединение база-коллектор. Значение должно быть больше 0.

Зависимости

Этот параметр видим только, когда вы выбираете Yes для параметра Model junction capacitance.

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

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

Зависимости

Этот параметр видим только, когда вы выбираете Yes для параметра Model junction capacitance.

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

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

Зависимости

Этот параметр видим только, когда вы выбираете Yes для параметра Model junction capacitance.

`B-C capacitance fraction, XCJC` - Емкостная доля истощения коллектора базы
`1` (дефолт) | скаляр | 0 ≤ <reservedrangesplaceholder0> ≤ 1

Доля емкости истощения базы-коллектора, которая соединена между внутренней основой и внутренним коллектором. Остальная емкость истощения базы-коллектора соединена между внешней основой и внутренним коллектором. Значение должно быть больше или равно 0 и меньше или равно 1.

Зависимости

Этот параметр видим только, когда вы выбираете Yes для параметра Model junction capacitance.

`Reverse transit time, TR` - Время транзита перевозчика из числа меньшинств
`0` `s` (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

Время перехода несущих меньшинства, которые вызывают диффузионную емкость, когда соединение база-коллектор смещено вперед. Значение должно быть больше или равно 0.

Зависимости

Этот параметр видим только, когда вы выбираете Yes для параметра Model junction capacitance.

Емкость C-S

Эти настройки доступны, если вы выбираете Yes для параметра Model junction capacitance в настройках Capacitance.

`C-S junction capacitance, CJS` - Коллекторно-субстратная соединительная емкость
`0F/m^2` (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

Коллекторно-субстратная соединительная емкость. Значение должно быть больше или равно 0.

Зависимости

Этот параметр видим только, когда вы выбираете Yes для параметра Model junction capacitance.

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

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

Зависимости

Этот параметр видим только, когда вы выбираете Yes для параметра Model junction capacitance.

`Substrate exponential factor, MJS` - Коэффициент профилирования соединения коллектор-подложка
`0` (дефолт) | скаляр | 0 ≤ <reservedrangesplaceholder0> ≤ 0.9

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

Зависимости

Этот параметр видим только, когда вы выбираете Yes для параметра Model junction capacitance.

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, чтобы смоделировать температурную зависимость.
Fixed temperature - Используйте температуру, которая не зависит от температуры контура, чтобы смоделировать температурную зависимость.

Для получения дополнительной информации см. Раздел «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` - Прямой и обратный показатель бета-температуры
`0` (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

Прямой и обратный показатель температуры беты, который модели базового тока температурную зависимость. Значение должно быть больше или равно 0.

`Energy gap, EG` - Энергетический разрыв
`1.11` `eV` (по умолчанию) | EG ≥ 0,1 | скаляром

Энергетическая погрешность, которая 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) | неотрицательной скаляром

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) | скаляром

Величина, на которую температура транзистора отличается от температуры контура.

Зависимости

Этот параметр видим только, когда вы выбираете Device temperature для параметра Model temperature dependence using.

`Fixed circuit temperature, TFIXED` - Фиксированная температура контура
`300.15` `K` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Температура симуляции транзистора. Значение должно быть больше 0 K.

Зависимости

Этот параметр видим только, когда вы выбираете Fixed temperature для параметра Model temperature dependence using.

`Parameter extraction temperature, TMEAS` - Температура выделения параметров
`300.15` `K` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

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

Ссылки

[1] Г. Массобрио и П. Антогнетти. Моделирование полупроводниковых устройств с помощью SPICE. 2-е издание. Нью-Йорк: McGraw-Hill, 1993.

Документация

SPICE NPN

Описание

Уравнения

Допущения и ограничения

Порты

Сохранение

bx - Базовый терминал электрический

cx - Клемма коллектора электрический

ex - Терминал эмиттера электрический

sx - Терминал подложки электрический

Параметры

Главный

Device area, AREA - Площадь устройства 1.0 m^2 (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Number of parallel devices, SCALE - Количество параллельных устройств 1 (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Прямое усиление

Transport saturation current, IS - величина тока насыщения 1e-16 A/m^2 (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Forward beta, BF - Идеальный максимум бета-версии вперед 100 (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Forward emission coefficient, NF - Коэффициент прямого выброса 1 (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Forward Early voltage, VAF - Прямое раннее напряжение Inf V (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

Forward knee current, IKF - Прямой-бета высокотоковый ток срабатывания Inf A/m^2 (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

B-E leakage current, ISE - Ток утечки базового эмиттера 0 A/m^2 (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

B-E emission coefficient, NE - Коэффициент выбросов базового эмиттера 1.5 (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Обратный коэффициент усиления

Reverse beta, BR - Идеальная максимальная обратная бета-версия 1 (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Reverse emission coefficient, NR - Обратный коэффициент выбросов 1 (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Reverse Early voltage, VAR - Противоположное Раннее Напряжение Inf V (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

Reverse knee current, IKR - Обратный-бета высокотоковый ток срабатывания Inf A/m^2 (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

B-C leakage current, ISC - Ток утечки основания-коллектора 0 A/m^2 (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

B-C emission coefficient, NC - Коэффициент выбросов базового коллектора 2 (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Резисторы

Zero-bias base resistance, RB - Базовое сопротивление 1 m^2*Ohm (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

Half base resistance cur, IRB - Базовое сопротивление, половину тока падения смещения нуля Inf A/m^2 (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

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

Emitter resistance, RE - Сопротивление излучателя 1e-4 m^2*Ohm (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

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

Емкость

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

Зависимости

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

Зависимости

Specify initial condition - Модель начального условия No (по умолчанию) | Yes

Зависимости

Initial condition voltage ICVBE - Начальное напряжение базового эмиттера 0 V (по умолчанию) | скаляром

Зависимости

Initial condition voltage ICVCE - Начальное напряжение коллектора базы 0 V (по умолчанию) | скаляром

Зависимости

Емкость B-E

B-E depletion capacitance, CJE - Емкость истощения соединения база-эмиттер 0 F/m^2 (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

Зависимости

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

Зависимости

B-E exponential factor, MJE - Коэффициент сортировки соединения база-эмиттер 0.33 (дефолт) | скаляр | 0 ≤ <reservedrangesplaceholder0> ≤ 0.9

Зависимости

Forward transit time, TF - Время транзита перевозчика из числа меньшинств 0 s (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

Зависимости

Coefficient of TF, XTF - коэффициент зависимости от времени транзита базового эмиттера 0 (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

Зависимости

VBC dependence of TF, VTF - коэффициент зависимости временного смещения базового коллектора Inf V (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

Зависимости

Coefficient of TF, ITF - Коэффициент зависимости времени перехода тока коллектора 0 A/m^2 (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

Зависимости

Емкость B-C

B-C depletion capacitance, CJC - емкость истощения соединения база-коллектор 0 F/m^2 (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

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

Зависимости

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

Зависимости

B-C capacitance fraction, XCJC - Емкостная доля истощения коллектора базы 1 (дефолт) | скаляр | 0 ≤ <reservedrangesplaceholder0> ≤ 1

Зависимости

Reverse transit time, TR - Время транзита перевозчика из числа меньшинств 0 s (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

Зависимости

Емкость C-S

C-S junction capacitance, CJS - Коллекторно-субстратная соединительная емкость 0F/m^2 (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

Зависимости

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

Зависимости

Substrate exponential factor, MJS - Коэффициент профилирования соединения коллектор-подложка 0 (дефолт) | скаляр | 0 ≤ <reservedrangesplaceholder0> ≤ 0.9

Зависимости

`bx` - Базовый терминал
электрический

`cx` - Клемма коллектора
электрический

`ex` - Терминал эмиттера
электрический

`sx` - Терминал подложки
электрический

`Device area, AREA` - Площадь устройства
`1.0` `m^2` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Number of parallel devices, SCALE` - Количество параллельных устройств
`1` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Transport saturation current, IS` - величина тока насыщения
`1e-16` `A/m^2` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Forward beta, BF` - Идеальный максимум бета-версии вперед
`100` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Forward emission coefficient, NF` - Коэффициент прямого выброса
`1` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Forward Early voltage, VAF` - Прямое раннее напряжение
`Inf` `V` (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

`Forward knee current, IKF` - Прямой-бета высокотоковый ток срабатывания
`Inf` `A/m^2` (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

`B-E leakage current, ISE` - Ток утечки базового эмиттера
`0` `A/m^2` (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

`B-E emission coefficient, NE` - Коэффициент выбросов базового эмиттера
`1.5` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Reverse beta, BR` - Идеальная максимальная обратная бета-версия
`1` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Reverse emission coefficient, NR` - Обратный коэффициент выбросов
`1` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Reverse Early voltage, VAR` - Противоположное Раннее Напряжение
`Inf` `V` (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

`Reverse knee current, IKR` - Обратный-бета высокотоковый ток срабатывания
`Inf` `A/m^2` (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

`B-C leakage current, ISC` - Ток утечки основания-коллектора
`0` `A/m^2` (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

`B-C emission coefficient, NC` - Коэффициент выбросов базового коллектора
`2` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Zero-bias base resistance, RB` - Базовое сопротивление
`1` `m^2*Ohm` (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

`Half base resistance cur, IRB` - Базовое сопротивление, половину тока падения смещения нуля
`Inf` `A/m^2` (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

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

`Emitter resistance, RE` - Сопротивление излучателя
`1e-4` `m^2*Ohm` (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

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

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

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

`Specify initial condition` - Модель начального условия
`No` (по умолчанию) | `Yes`

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

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

`B-E depletion capacitance, CJE` - Емкость истощения соединения база-эмиттер
`0` `F/m^2` (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

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

`B-E exponential factor, MJE` - Коэффициент сортировки соединения база-эмиттер
`0.33` (дефолт) | скаляр | 0 ≤ <reservedrangesplaceholder0> ≤ 0.9

`Forward transit time, TF` - Время транзита перевозчика из числа меньшинств
`0` `s` (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

`Coefficient of TF, XTF` - коэффициент зависимости от времени транзита базового эмиттера
`0` (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

`VBC dependence of TF, VTF` - коэффициент зависимости временного смещения базового коллектора
`Inf` `V` (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

`Coefficient of TF, ITF` - Коэффициент зависимости времени перехода тока коллектора
`0` `A/m^2` (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

`B-C depletion capacitance, CJC` - емкость истощения соединения база-коллектор
`0` `F/m^2` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

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

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

`B-C capacitance fraction, XCJC` - Емкостная доля истощения коллектора базы
`1` (дефолт) | скаляр | 0 ≤ <reservedrangesplaceholder0> ≤ 1

`Reverse transit time, TR` - Время транзита перевозчика из числа меньшинств
`0` `s` (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

`C-S junction capacitance, CJS` - Коллекторно-субстратная соединительная емкость
`0F/m^2` (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

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

`Substrate exponential factor, MJS` - Коэффициент профилирования соединения коллектор-подложка
`0` (дефолт) | скаляр | 0 ≤ <reservedrangesplaceholder0> ≤ 0.9

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

`Beta temperature exponent, XTB` - Прямой и обратный показатель бета-температуры
`0` (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

`Energy gap, EG` - Энергетический разрыв
`1.11` `eV` (по умолчанию) | EG ≥ 0,1 | скаляром

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

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

`Fixed circuit temperature, TFIXED` - Фиксированная температура контура
`300.15` `K` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Parameter extraction temperature, TMEAS` - Температура выделения параметров
`300.15` `K` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Генерация кода C/C + +
Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ Simulink ®