4 votos

Modelización y simulación de BJT de colectores/emisores múltiples

Ocasionalmente me gusta tratar de entender cómo funcionan los circuitos integrados conocidos construyéndolos en un simulador y observando cómo responden a las condiciones cambiantes. Sin embargo, sigo encontrándome con BJTs de colectores múltiples o de emisores múltiples, y el simulador que me gusta usar (el de http://www.falstad.com/circuit ) no tiene ningún modelo para tal dispositivo. Aunque estoy seguro de que se pueden encontrar como modelos SPICE, para el tipo de comprensión intuitiva que estoy tratando de desarrollar, las simulaciones SPICE simplemente no ayudan mucho, ya que no permiten la edición en vivo. Así que mi pregunta es esta:

¿Cómo se puede simular mejor un BJT de múltiples colectores/emisores sin tener un modelo simple para ellos? ¿Se pueden utilizar, por ejemplo, dos BJT con colector y base conectados para simular un transistor de dos emisores? ¿O eso no funcionaría de la misma manera? Tenga en cuenta que, como esto es sólo para fines de simulación, no es necesario considerar los desajustes de los dispositivos.

Para un ejemplo del tipo de circuito en cuestión, LM317 equivalent circuit

Este es el circuito equivalente dado en la hoja de datos de ON Semiconductors para el regulador lineal LM317. Contiene un transistor de dos emisores y un transistor de dos colectores; este último parece ser sólo un espejo de corriente, pero la función del primero es menos clara.

3voto

AitorTheRed Puntos 241

Soy un aficionado. Así que tenga en cuenta mis propias limitaciones mientras escribo aquí. Y puede haberme ayudado a mí (o a otros) si me hubiera proporcionado un esquema específico para discutir. (Actualización: ¡gracias por añadir un esquema!)

Algunos pensamientos amplios:

  • Los múltiples emisores están enterrados en el interior de las regiones de la base y del colector de una única estructura de BJT, sin crear ninguna metalización separadora. Si tomas dos BJT y las atas de alguna manera, todo lo que puedes hacer es conectar dos bases juntas a través de la metalización y el cableado (lo mismo para los colectores), y esto es no lo mismo que ser capaz de enterrar emisores directamente dentro de una sola estructura (al igual que no se puede hacer un BJT con el cableado de dos diodos juntos.) No se puede exactamente "llegar desde aquí", por así decirlo. Más sobre esto, más tarde.
  • Las áreas pueden ser diseñadas para ser diferentes, lo que lleva a diferentes valores de los parámetros ( \$I_{SE}\$ por ejemplo) para cada uno. Tendrías que estudiar el circuito para ver si esa característica se está utilizando. Si es así, tendrías que crear diferentes modelos de BJT para tu simulación y tendrías que entender el esquema bastante bien para hacer juicios razonados aquí. Por supuesto, incluso entonces no es exactamente lo mismo.

En los circuitos lógicos, normalmente puedes "arreglártelas" con un par de BJT, conectando las bases y los colectores entre sí con un cuidado modesto. Con los analógicos, sería muy cauteloso y me preocuparía mucho por los detalles de diseño, sin embargo.

Así que aunque no creo que puedas simularlos directamente con precisión desde la DC a la luz del día sin información de diseño muy específica a partir de la cual puedas diseñar un subcircuito bien considerado, normalmente puedes leer el esquema y elaborar una forma de proporcionar una simulación aproximada. (Dada la advertencia de que cuanto más esfuerzo se pueda aplicar al estudio del diseño del esquema, mejor será la simulación resultante).


Recuadro : Durante el encendido, el amontonamiento de los emisores es un problema significativo y su efecto se magnifica por la constante de tiempo RC creada por la resistencia de la base y la capacitancia de la unión; con los bordes encendiéndose más rápido que el centro del emisor. Dado que la relación entre el perímetro y el área varía con los detalles exactos del diseño, este problema de apiñamiento también varía con los detalles del diseño. Para reducir el problema, el ancho del emisor debe ser estrecho. A veces, los diseños especializados de BJT incluirán múltiples emisores en el diseño para mantener la capacidad de conducción de corriente continua y al mismo tiempo reducir la aglomeración de corriente alterna/transiana.


Creo que cuando uno se enfrenta a circuitos lógicos, normalmente se pueden resolver estos problemas con delicadeza y establecer un arreglo razonablemente funcional con BJTs simples y discretas (y, posiblemente en algunos casos, con algunas resistencias bien colocadas y añadidas). \$I_{SE}\$ y/o \$I_S\$ . Pero sin ninguna información detallada para continuar, todo sería sólo una suposición. Así que probablemente no me molestaría demasiado allí.

i-Ciencias.com

I-Ciencias es una comunidad de estudiantes y amantes de la ciencia en la que puedes resolver tus problemas y dudas.
Puedes consultar las preguntas de otros usuarios, hacer tus propias preguntas o resolver las de los demás.

Powered by:

X