Разработка компьютерных аналогов схем исследования биполярных транзисторов - Дипломная работа

2.2 Статические характеристики биполярного p-n-p транзистора в схеме с общим эмиттером Моделирование характеристик транзистора Дарлингтона.3 Частотные свойства 6.1.1 Передаточная характеристика транзистора с индуцированным p-каналом 6.1.2 Передаточная характеристика транзистора с встроенным p-каналом 6.1.4 Температурная зависимость передаточных характеристик МДП транзистора с p и n каналамиМетод характериографа при исследовании вольт-амперных характеристик биполярного транзистора позволяет наглядно продемонстрировать зависимости, что облегчает процесс обучения. В отличие от первой схемы с помощью, которой можно исследовать только p-n-p транзисторы, вторая схема позволяет исследовать p-n-p и n-p-n транзисторы. Данная схема позволяет получить на экране характериографа одновременно 8 зависимостей тока коллектора от базового тока. Схема построена для исследования выходных вольт-амперных характеристик транзистора n-p-n. Схема разделена на две части, схему формирования токов базы исследуемого транзистора и схему формирования напряжения коллектора исследуемого транзистора.D2 (1N4376) и C1 - диод и фильтрующий конденсатор, выпрямляют напряжение, подаваемое с диодного моста; Q1 (Q2N4064), R7 и R8 - формируют импульсы, подаваемые на 5й вывод счетчика 74193, необходимые для его счета в прямом направлении; DSTM2 - цифровой счетчик, через 20 мс после включение схемы формирует сигнал на сброс, который включает счетчик; В базу подаются дискретизированные по уровням токи, на коллектор подается пилообразное напряжение развертки; Установочные входы обеспечивают прекращение счета и одновременно возвращают все триггеры в состояние низкого уровня (на входы R0(1) и R0(2) подается высокий уровень).Далее приведены графики, поэтапно показывающие, как формируется развертывающее напряжение коллектора для исследуемого транзистора Q3. Операционный усилитель U4B формирует прямоугольный сигнал из синусоидального напряжения за счет большого коэффициента усиления. ОУ U3A является интегрирующим и из прямоугольного сигнала формирует пилообразный сигнал. ОУ U5A является инвертирующим и формирует напряжение коллектора исследуемого транзистора Q3. Для транзистора p-n-p следует сформировать базовые токи другого направления (вытекающие из транзистора) и для подобной схемы вместо счетчика К155ИЕ5 (74193) используется аналоговый коммутатор К590КН6 (ADG408B), в прочем работу самого аналогового коммутатора обеспечивает тот же самый счетчик К155ИЕ5.Основные параметры и характеристики восьмиканального аналогового коммутатора с дешифратором К590КН6 Микросхемы К590КН6 (зарубежный аналог ADG408B) представляют собой восьмиканальный аналоговый коммутатор с дешифратором и предназначены для коммутации цифровых и аналоговых сигналов в системах сбора и обработки информации, АЦП и ЦАП. Исходный полупроводниковый материал, на основе которого изготовлен транзистор: кремний (Si) Характеристики остальных элементов уже были приведены при описании первой схемы моделирования на основе счетчика К155ИЕ5. Восьмиканальный аналоговый коммутатор К590КН6 по очереди коммутирует токи с каждого из 8 своих входов на базу транзистора Q8.Часть схемы формирования пилообразного напряжения на коллекторе исследуемого транзистора Q3 идентична соответствующей части схемы с использованием цифрового счетчика К155ИЕ5 и подробно описана выше в пункте 1.1.3.Биполярный транзистор - это полупроводниковый прибор с двумя взаимодействующими выпрямляющими электрическими переходами и тремя (или более) выводами, усилительные свойства которого обусловлены явлениями инжекции и экстракции неосновных носителей заряда.Схема моделирования биполярного p-n-p транзистора с общей базой.PROBE V(alias(*)) I(alias(*)) W(alias(*)) D(alias(*)) NOISE(alias(*)) .PROBE V(alias(*)) I(alias(*)) W(alias(*)) D(alias(*)) NOISE(alias(*)) .PROBE V(alias(*)) I(alias(*)) W(alias(*)) D(alias(*)) NOISE(alias(*)) .PROBE V(alias(*)) I(alias(*)) W(alias(*)) D(alias(*)) NOISE(alias(*)) Различия в частотных свойствах связаны с тем, что в отличие от схемы с общей базой схеме с общим эмиттером чувствует фазовый сдвиг между токами, в то время как схема с общей базой чувствительна только к амплитудам токов.Данная работа показала, что компьютерное моделирование является мощным современным методом исследования характеристик полупроводниковых приборов.

Содержание

Введение

1. Схемы исследования биполярного транзистора методом характериографа

1.1 Схема на основе синхронного 4-разрядного двоичного счетчика с двойной синхронизацией К155ИЕ5 (74193)

1.1.1 Описание элементов

1.1.2 Формирование токов базы транзистора Q3

1.1.3 Формирование напряжения на коллекторе

1.2 Схема на основе аналогового коммутатора К590КН6

1.2.1 Описание элементов

1.2.2 Формирование токов базы транзистора Q8

1.2.3 Формирование напряжения на коллекторе

2. Моделирование характеристик биполярных транзисторов

2.1 Статические характеристики биполярного p-n-p транзистора в схеме с общей базой

Данная работа показала, что компьютерное моделирование является мощным современным методом исследования характеристик полупроводниковых приборов. В качестве достоинств данного метода можно отметить безопасность моделирования, быстроту, а большая база электронных элементов позволяет разнообразить учебный процесс. Данные наработки по моделированию можно использовать при построении физических аналогов лабораторных макетов исследованных полупроводниковых приборов.

Введение компьютерный программа полупроводниковый моделирование

В данной работе исследуются возможности применения компьютерного моделирования для изучения характеристик традиционных полупроводниковых приборов. Эта работа фактически позволяет заменить существующие лабораторные работы их компьютерными аналогами, а широкая база имеющихся библиотек электронных компонентов - существенно разнообразить учебные исследования. Имеющиеся библиотеки электронных компонентов позволили даже вернуться к изучению таких приборов как, например варисторы, термисторы, а также добавить к уже существующим в учебном классе лабораторным работам исследования IGBT транзисторов, однопереходных транзисторов и т.д.

Особо стоит отметить то, что впервые с учебной целью было осуществлено цифроаналоговое моделирование электронных схем, в частности разработана схема характериографа исследования биполярного транзистора как n-p-n, так и p-n-p структуры.

В работе приводится описания схем и режимов моделирования, основных статических и динамических характеристик нелинейных полупроводниковых приборов.

1.1. С.В. Якубовский, Л.И. Ниссельсон, В.И. Кулишова. Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы: Справочник. - Москва.: Радио и связь, 1989.

2. Егоров А.В. Выпускная квалификационная работы бакалавра. Тема: Разработка электронных схем лабораторного макета «Исследование статических характеристик биполярного транзистора».

3. А.В. Нефедов. Интегральные микросхемы и их зарубежные аналоги: Справочник. Том 2. - М.:ИП РАДИОСОФТ, 1998г. - 640 с.: ил.

4. Перельман Б.Л., Шевелев В.И. Отечественные микросхемы и зарубежные аналоги Справочник. - "НТЦ Микротех", 1998г.,376 с.

5. Программный пакет Cadence ORCAD Capture

6. Пасынков В.В., Чиркин Л.К. Полупроводниковые приборы: Учебное пособие. 8-е изд., испр. - СПБ.: Изд. «Лань», 2006г. - 480 с.: ил.

Размещено на