Модель Эберса-Молла биполярного транзистора - раздел Электроника, Расчитать минимальный коэффициент усиления выходного транзистора простейшего ТТЛ вентиля Передаточная Модель ...
Передаточная модель Эберса-Молла
Модель базируется на эквивалентной схеме. Расчетные формулы, объединим в систему
причем uЭП= - uЭБ , uКП = - uКБ.
Токи во внешних цепях транзистора рассчитываются по формулам:
В простейшем случае в модели используются три параметра:
I0 -тепловой ток транзистора;
b - прямой коэффициент передачи тока базы;
b I - обратный коэффициент передачи тока базы.
Передаточная модель Эберса - Молла может уточняться (влияние объемных сопротивлений, генерационно-рекомбинационных токов переходов, эффект Эрли и т. д.) и поэтому именно она используется в компьютерных программах.
Классическая модель Эберса - Молла
Классическая модель Эберса - Молла базируется на эквивалентной схеме, изображенной на рис. 3.15. От передаточной модели классическая отличается тем, что составляющие токов транзистора сгруппированы иначе. Переходы транзистора представлены изолированными диодами, токи которых i 1 и i 2 определяются напряжениями u эп и u кп соответственно:
Тепловые токи IЭБК и IКБК имеют следующий смысл:
IЭБК - это тепловой ток эмиттера в схеме с общей базой при uКП = 0 ( замыкании выводов коллектора и базы).IКБК - тепловой ток коллектора в схеме с ОБ при uЭП=0.
Формально тепловые токи соответствуют токам переходов при обратных напряжениях, много больших u т. Однако реально измеряемые обратные токи переходов транзистора окажутся гораздо больше за счет токов генерации в переходах и токов утечки. (Аналогичная ситуация рассматривалась при анализе p-n-перехода). Поэтому определить значения тепловых токов транзистора можно только по результатам измерений при прямых напряжениях на переходах. Взаимодействие переходов отражено путем введения в эквивалентную схему генераторов тока a i1 и aIi2 .
Соответственно токи в цепях каждого электрода можно рассчитать по формулам: . (3.23)
Классическая модель менее удобна для расчетов, чем передаточная, но широко используется для объяснения работы транзистора.
Модель Эберса-Молла основана на суперпозиции нормального и инверсного БТ, работающих в активном режиме. Такой подход к моделированию обусловлен тем, что при управлении "большим сигналом" БТ работает в двух режимах:
активном - нормальном режиме работы БТ, при котором рабочий ток обусловлен инжекцией носителей заряда из эмиттера (emitter) в базу (base);
насыщения - режим: работы БТ, при котором рабочий ток обусловлен инжекцией из коллектора (collector) в базу. В этом режиме р-п -переходы меняются ролями и в связи с этим изменяется направление протекания выходного тока на противоположное - инверсное.
Модель Эберса-Молла связывает токи на выводах БТ с напряжениями на р-п - переходах, поэтому она удобна для схемотехнического анализа.
Однако модель Эберса-Молла не учитывает некоторые эффекты, сопровождающие работу БТ в широком диапазоне изменения рабочих токов и напряжений.
22. «Положительная» и «отрицательная» логика. Привести примеры
В реальных системах, как правило, используется напряжение 0 и 5 вольт, хотя для внутренних вентилей таких сложных устройств, как микропроцессоры, эти уровни могут быть существенно ниже. Имея два напряжения, скажем, эти же 0 и 5 вольт, необходимо решить, какое из них приписать каждому логическому значению. Обычно для представления логической 1 выбирается более высокое напряжение, а для представления логического нуля – более низкое (т.е 5 В = 1 и 0В=0). Такая логика получила название положительной. Можно использовать и наоборот, когда высокое напряжение соответствует логическому 0, а низкое 1. Такая логика называется отрицательной.Возможно и одновременное использование в одной системе обеих логик (при этом по-прежнему должны использоваться только два напряжения). Использование двух представлений в одной логической схеме получило название смешанной логики.
Самым важным следствием применения отрицательной логики является то, что при переходе от положительной логики к отрицательной функция И превращается в ИЛИ, и наоборот.
К сожалению, иногда соглашение положительной логики вступает в конфликт с требованиями электротехники. Так, потребление по питанию ТТЛ-элементов, обслуживающих числовую магистраль, часто меньше при высоком уровне сигнала в магистрали и больше при низком. Поэтому если магистраль значительную часть времени находится в режиме ожидания, то именно неактивный, не утверждающий, логически нулевой сигнал рационально отождествить с высоким уровнем напряжения в магистрали, т. е. принять соглашение отрицательной логики. Обычно так и поступают.
Еще пример. Одновременное включение по сигналу разрешения или синхронизации большого числа транзисторов ТТЛ-микросхемы средней или большой интеграции порождает в общем выводе микросхемы мощный скачок тока с крутым фронтом, который при положительном напряжении питания вызывает импульсный подъем потенциала подложки кристалла по отношению к потенциалу общего провода печатной платы амплитудой до 0,1—0,2 В. Если этот процесс вызывается высоким уровнем управляющего сигнала, то подъем потенциала подложки приводит к уменьшению фактической амплитуды разрешающего сигнала на входах элементов микросхемы, что может вызвать сбой в работе. Если же разрешающий уровень низкий, то при подъеме потенциала подложки амплитуда сигнала, фактически действующая на элементы микросхемы, даже увеличивается. Поэтому в микросхемах средней и большой интеграции входы разрешения, синхронизации и т. п., несмотря на то что по ним поступают сигналы утверждающего, единичного смысла, часто управляются не высоким, а низким уровнем, т. е. работают по соглашению отрицательной логики.
Слева ттл вентиль И не справа его передаточная характеристика... Электрическая схема ТТЛ вентиля со сложным инвертором...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Модель Эберса-Молла биполярного транзистора
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Принцип работы транзистора Шоттки.
Транзисторы Шоттки отличаются от обычных биполярных транзисторов тем, что они не входят в глубокое насыщение, следовательно, в их базах в открытом состоянии накапливается мало носителей заряда, и в
Как влияет облучение на характеристики р-n перехода.
Реакция интегральных микросхем (ИМС) на ионизирующее излучение обусловлена, в первую очередь, зависимостью параметров её элементов от эффектов смещения и ионизации. В свою очередь, конкретный вид э
Масштабирование. Основные принципы
Даже при одинаковом минимальном размере нормы проектирования обычно отличаются у различных компаний и процессов. Это превращает задачу переноса существующей разработки на другой процесс в весьма тр
Принцип работы транзистора в инверсном режиме
Биполярным транзистором называется электропреобразовательный полупроводниковый прибор, имеющий в своей структуре два взаимодействующих p-n-перехода и три внешних вывода, и предназначенный, в частно
Первый и второй закон Мура.
Закон Мура — эмпирическое наблюдение, сделанное в 1964 году (через шесть лет после изобретения интегральной схемы), в процессе подготовки выступления Г. Муром (одним из основателей Intel). Он выска
Тиристор. Принцип работы
Тиристор – это полупроводниковый прибор с двумя устойчивыми состояниями , имеющий три и более взаимодействующих выпрямляющих перехода , вольт- амперная характеристика которого имеет участок с отриц
Туннельный диод Принцип работы.
Принцип работы туннельного диода (TД ) основан на явлении туннельного эффекта в p-n-переходе, образованном вырожденными полупроводниками. Это приводит к появлению на вольт- амперной характеристике
Метод измерения динамических параметров интегральных схем.
К динамическим параметрам, характеризующим свойства микросхемы в режиме переключения, относятся: время задержки сигнала при включении - интервал времени между входными и выходными импульсами
Типы конденсаторов в интегральном исполнении
Принцип действия конденсаторов основан на способности накапливать на обкладках электрические заряды при приложении между ними напряжения. Количественной мерой способности накапливать электрические
Вентильные матрицы
Структура вентильной матрицы состоитиз так называемых базисных ячеек (вентилей) и связей между ними, реализованныхна кристалле посредством канальной технологии. Ячейкисодерж
Способы включения биполярного транзистора.
Любая схема включения транзистора характеризуется двумя основными показателями:
Коэффициент усиления по току Iвых/Iвх.
Входное сопротивление Rвх=Uвх/Iвх
Полевой транзистор. Принцип действия
Различают два вида полевых транзисторов: с управляющим переходом и с изолированным затвором. Все они имеют три электрода: исток (источник носителей тока), затвор (управляющий электрод) и сток (элек
Полевой транзистор с управляющим p-n переходом
Рис. 1. Устройство полевого транзистора с управляющим p-n переходом
Полевой транзистор с управляющим p-n переходом — это полевой транзистор, затвор которого изолирован (то
Биполярный транзистор. Принцип работы
Биполярный транзистор — трёхэлектродный полупроводниковый прибор, один из типов транзистора. Электроды подключены к трём последовательно расположенным слоям полупроводника с че
Современные системы автоматической идентификации.
Основные:
Биометрические
Дактилоскопические
Штих-коды и чип-карты
RFID (это он в основном будет спрашивать!!!)
У всех недостатки в точности громоздкости
Полупроводниковые приборы с N - образными характеристиками.
S-приборы полупроводниковые приборы, действие которых основано на S-oбразной вольт-амперной характеристике, на которой есть один (АВ) или несколько участков с отрицательным сопротивлением. У полупр
Система параметров логических элементов.
Основными параметрами цифровых интегральных схем являются их быстродействие, потребляемая мощность, коэффициент объединения по входу, коэффициент разветвления по выходу, устойчивость против внешних
Полупроводниковые приборы с отрицательным сопротивлением.
Тиристор – это полупроводниковый прибор с двумя устойчивыми состояниями , имеющий три и более взаимодействующих выпрямляющих перехода , вольт- амперная характеристика которого имеет участок с отриц
Конструкция и принцип работы многоэмиттерного транзистора.
Многоэмиттерный транзистор (МЭТ) это биполярный транзистор, который имеет несколько эмиттерных областей. Различают МЭТ в которых эмиттерные области объединены одним внешним выводом, и МЭТ в которых
Закон Мура. Степень интеграции интегральных схем.
Зако́нМу́ра — эмпирическое наблюдение, сделанное в 1965 году (через шесть лет после изобретения интегральной схемы), в процессе подготовки выступления Гордоном Муром (одним из основателей
Многослойные полупроводниковые структуры
Реально, чтобы соблюсти оба условия, одного р-п-перехода в кристалле оказывается недостаточно, и приходится изготавливать многослойные полупроводниковые структуры, так называемые гетерост
Инжекционный вентиль. Принцип работы.
Базовый логический элемент (ЛЭ) в литературе называемый вентилем. Элементы интегрально-инжекционной логики выгодно отличаются простотой технологии и конструкции, так как состоят из биполярных транз
Расчет параметров интегрального резистора.
Все расчеты проводятся по упрощенной схеме с использованием табличных значений из справочника. Выбираем ширину базовой области для резистора:
Низкоомные резисторы с номиналом R ≤ 1 к
Формула коэффициента усиления биполярного транзистора.
Одним из важнейших применений биполярного транзистора является усиление колебаний . На вход транзистора подаётся маломощный управляющийсигнал . Под действием входного переменного сигнала изменяются
Объясните принцип действия динистора.
Тиристоры - это общее название четырехслойных и пятислойных полупроводниковых приборов, имеющих структуру типа P-N-P-N или P-N-P-N-P.
Динистор - это тиристор, который имеет только два выво
Назовите параметры тиристоров.
Тиристором называют полупроводниковый прибор с тремя (или более) p-n-переходами, вольт-амперная характеристика которого имеет участок с отрицательным дифференциальным сопротивлением и который испол
Что такое заказные и полузаказные интегральные схемы.
В отличие от стандартных интегральных схем (ИС), заказные интегральные схемы (Customer Specific Integrated Circuit — CSIC) разрабатываются в соответствии с требованиями заказчика и предназначены дл
Объясните принцип действия динистора.
Тиристоры - это общее название четырехслойных и пятислойных полупроводниковых приборов, имеющих структуру типа P-N-P-N или P-N-P-N-P.
Динистор - это тиристор, который имеет только два выво
Назовите параметры тиристоров.
Тиристором называют полупроводниковый прибор с тремя (или более) p-n-переходами, вольт-амперная характеристика которого имеет участок с отрицательным дифференциальным сопротивлением и который испол
Что такое заказные и полузаказные интегральные схемы.
В отличие от стандартных интегральных схем (ИС), заказные интегральные схемы (Customer Specific Integrated Circuit — CSIC) разрабатываются в соответствии с требованиями заказчика и предназначены дл
Зависимость емкости конденсатора (МДП - процесс) от частоты.
При экспериментальном измерении вольт-фарадных характеристик МДП-структур важное значение имеет частота измерительного сигнала ω. Это связано с тем, что процессы захвата и выброса на поверхнос
Принцип построения кольцевого генератора.
Кольцевые генераторы наиболее широко используют для измерения средней задержки ЛЭ в составе БИС. Эти ЛЭ имеют очень малые емкости нагрузки по сравнению с входной емкостью измерительного прибора, на
Влияние температуры на параметры биполярного транзистора.
Влияние температуры на работу биполярного транзистора обусловлено тремя физическими факторами: уменьшением потенциальных барьеров в переходах, увеличением тепловых токов переходов и увеличением коэ
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов