Устройство для моделирования диода
Изобретение относится к области вычислительной техники и предназначено для моделирования электронных цепей, содержащих диоды. Цель изобретения состоит, в повышении точности моделирования за счет обеспечения задания экспоненциального граничного условия. Устройство содержит блок моделирования процесса переноса неосновных носителей, вьшолненный в виде RCG-сеткИ, накопительнь) конденсатор , блок моделирования концентрации носителей на границе р-п-перехода,вьтолненный в виде блока воспроизведения экспоненциальной зависимости , источник тока, компаратор и кгаоч. 1 ил. i (Л
СОКИ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУВЛИН (59 4 С 06 С 7/62
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3700382/24-24 (22) 10.02.84 (46) 30.04.86. Бюл. 9 16 (71) Таганрогский радиотехнический институт им. В.Д.Калмыкова (72) В.В.Денисенко (53) 681.333(088.8) (56) Добронравов О.Е., Овчинников В.В.
Проектирование схем и узлов ЭВМ на пороговых элементах. М.: Энергия, 1976, с. 207.
Патент США У 3480864, кл. G 06 G 7/62, 1969.,Я0„„. 22 24 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ
ДИОДА (57) Изобретение относится к области вычислительной техники и предназначено для моделирования электронных цепей, содержащих диоды. Цель изобретения состоит.в повышении точности моделирования за счет обеспечения задания экспоненциального граничного условия. Устройство содержит блок моделирования процесса переноса неосновных носителей, выполненный в виде RCG-сетки, накопительный конденсатор, блок моделирования концен« трации носителей на границе р-п-перехода,выполненный.в виде блока воспроизведения экспоненциальной зависимости, источник тока, компаратор и ключ. 1 ил.
Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и предназначено для моделирования электронных цепей, содержащих диоды.
Целью изобретения является повышение точности моделирования.
На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.
Устройство содержит блок моделирования процесса переноса неосновных носителей, выполненный в виде
RCG-сетки l, накопительный конденсатор 2, блок моделирования концентрации носителей на границе р-п-перехода, выполненный в виде блока
3 воспроизведения экспоненциальной зависимости, блок моделирования тока через р-п-переход, выполненный в виде управляемого источника 4 тока, компаратор 5 и ключ 6. RCG-сетка состоит из резисторов 7, конденсаторов 8 и проводимостей 9.
Устройство работает следующим образом.
RCG-сетка 1 моделирует процесс переноса неосновных носителей в базе диода. Входное сопротивление управляемого источника 4 тока и двухпорогового компаратора 5 равно нулю, поэтому выходное напряжение блока 3 прикладывается к RCG-сетке 1 и задает граничное условие вида
U(o)=U (ехр — -1), о где U — некоторая константа; — тепловой потенциал;
V — напряжение на модели диода.
При этом через RCG-сетку 1 течет ток, которым управляется источник
4 тока, являющийся повторителем тока. Если этот ток больше тока смещения нуля источника 4 тока и тока, обусловленного смещением нуля блока
3, то ключ 6 замкнут и ток модели оказывается равным току, протекающему через RCG-сетку 1. Этот ток аналогичен току диода, обусловленному инжекцией неосновных носителей в базу моделируемого диода. Поскольку граничное условие задается блоком 3, то ток через модель диода имеет экспоненциальную зависцмость от приложенного к модели напряжения.
Если ток, втекающий в RCG-сетку
1, по модулю меньше указанного поро.ra, то ключ 6 размыкается. При этом ток диода равен нулю. Это состояние
228124 2 модели с практической точки зрения полностью соответствует состоянию реального диода в обратном включении и в прямом включении при напряжении, меньшем 0,4-0,5 В, (для кремниевых диодов), когда токи диода составляют единицы и доли наноампер, т.е. сравнимы с утечками изоляции макета.
Накопительный конденсатор 2 моде10 лирует барьерную емкость диода Со.
Его величина равна с-с
К„
15 где К,К,,К,, — масштабы моделирования по времени, току напряжению соответственно.
Параметры RCG. — ñåòêè 1 рассчитыва?0 ются по формулам
R=R — СС ьхА G=G ьхА ьх
o A о t o
25 G " t o о .р 1 о <фК о о о р где R, С, G — резисторы 7, конденсаторы 8 и проводимости 9 RCG-сетки, ах — длина одной ячейки области базы, соответствующая одной секции
RCG-сетки, А - площадь поперечного сечения базы диода; с — время жизни неосновньм носителей в базе D— коэффициент диффузии неосновных носителей1 Р— равновесная конценто рация неосновных носителей в базе;
К вЂ” масштаб по концентрации
Р
40 К = — у
Up
Р P где U — потенциал в узлах RCG-сетР ки 1;
P — концентрация неосновных носителей в базе.
Формула и з о б р е т е н и я
Устройство для моделирования диода, содержащее блок моделирования процесса переноса неосновньм носителей, выполненный в виде RCG-сетки, первый вывод которой соединен с шиной нулевого потенциала, которая является выходом устройства, модели55 рующим катод диода, первый вывод накопительного конденсатора является выходом устройства, моделирующим анод диода, второй вывод накопительного
Составитель В.Рыбин
Редактор Н.Швьщкая Техред И.Попович Корректор А. Обручар г
Заказ 2288/50
Тираж 67) Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
3 1228 конденсатора соединен с шиной нулевого потенциала, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены ключ, блок моделирования концентрации носителей на границе р-п-перехода, выполненный в виде блока воспроизведения экспоненциальной зависимости, блок моделирования тока через р-и-переход, выполненный в виде управляемого $0 источника тока, и компаратор, выход которого соединен с управляющим вхоl 24 4 дом ключа, первый выход управляемого источника тока соединен с информационным входом ключа, выход которого подключен к первому выводу накопительного конденсатора и к входу блока воспроизведения экспоненциальной зависимости, выход которого подключен к входу управляемого источника тока, второй выход которого соединен с пер вым входом компаратора, второй вход которого подключен к второму выводу
RCG-сетки.
