книги / Машинный анализ и моделирование электрических цепей

i8. Кисель В.A. Синтез оптимальных сигналов для систем с интегральным приемом. - Радиотехника, 1975, № 8, с. 6-12.

!4. Френке. Л. Теория сигналов / Перевод с англ. - М.: Сов. радио, 1974. - 344 с.

!б. Краснов М.Л.. Киселев А.И., Макаренко Г.И. Интегральные уравнения. - М.: Наука, 1968, - 192 с.

6. Корн Г., Корн Т. Справочник пр математике. - М.: Наука, 1970. - 720 с. •

7.Сборник научных программ на ФОРТРАНЕ. Вып. 2, — М.: Статистика, 1974. - 224 с.

8.Круазье А., Пьерре И. Цифровая эхо-модуляпия. - Зарубеж­ ная радиоэлектроника, 1972, № 1, с. 25.-43:

9.Чоке М., Насбомер X. Формирование сигналов в синхронных системах передачи данных посредством "цифровой эхо-моду­

der Fnergie ip einem Vorgegebemn Freguezband. - NTZ,

1970, Л/J ., S. 129-133.

УДК 621.382,8

Р.В.Эбралидзе

НЕЛИНЕЙНАЯ МОДЕЛЬ ТИРИСТОРНЫХ СТРУКТУР

Для машинного проектирования тиристорных схем основ­ ной задачей является создание математической модели самого тиристора как активного компонента электронных схем. При аналитическом способе модель задается системой уравнений» описывающих зависимости между токами и напряжениями.

Обычно решение фундаментальных уравнений полупровод­ никовых приборов производится для линейного или эксдоненцИт алыгого закона распределения примеси в базе. В данной рабо­ те представлены результаты решения основных уравнений о учетом гауссового закона распределения примеси,наиболее близкого к действительному.

Для упрощения анализа сделаем следующие допущения. 1. Задача является одномерной. Структура р - Р - р -Л

лучше удовлетворяет условию одномерности^ чем обычный тран­ зистор, поскольку базовые токи в составляющие транзисторы поступают через центральный переход f l j ,

нице.

8. Токи В базовых областях те к у т стр о го о т эмиттеров

кколлекторам.

4.В базовых областях выполняется условие "квазиней­ тральности", т.е. поддерживается стационарное распределение объемного заряда в этих областях. Таким образом, электриче­ ское поле в базах не зависит от времени и полностью опреде­ ляется распределением примеси [ 2J,

5.За положительное направление тока принимаем напрев! ление от области с ^-проводимостью к области с я-проводи мостью.

Запишем уравнение плотности тока и уравнение непрерЫв ности для концентрации неосновных носителей в виде функций избыточной концентрации

(1)

P’ W :

При гауссовом распределении примеси для равновесной концентрации.основных носителей в л -базе четырехслойной структуры имеем следующее выражение:

( 8)

Здесь- Nff - концентрация электронов в базе на границе с первым эмиттером.

Обозначив

N,

w Nп

и используя соотношение Эйнштейна, выразим постоянную уз следующей формулой:

но получить из уравнения плотности тока электронного тока

f h _

г < * > -< P - f r l , , . - г ! I е * Г - > ] ,

где Uj и ^-напряжения на первом и втором пёреходах соот­ ветственно.

Уравнения (9 ) и (10) теперь можно записать в следую­ щей форме :

h i p ï = ~A2i (s)[ e * T - 1J + Az2<*>[e T T - l ] .

Анализ процессов во второй базе проводится аналогично. Поскольку мы имеем дело с материалом р -проводимости, не­ основными носителями здесь являются электроны. Запишем граничные условия

Решение уравнения непрерывности с учетом граничных усло­ вий имеет следующий вид:.

( < + j * * )(* f - J T * * > ’ (. " + ~J7~n S) 0 * J - X * )

AZ2 ( s ) = Д »> < „ + A% ( S > .

Внешние токи тиристорной структуры (анодный, катодной и управляющего электрода) определяю т как

G помощью модели (16) легко определяются прямые И инверсные коэффициенты усиления по току составных транзит сторон четырехслойных приборов

‘г Iffî *22<s)'

Индекс 1 в выражениях коэффициентов передачи тока соответ­ ствует- р - П -р-составному транзистору, а индекс 2 JJ - p - ff - транзистору,

Как видно из выражения (16), нелинейная модель в дан­ ном случае определена через напряжения на переходах и токй через переходы. Модель позволяет определить коэффициенты дередачи по току, поэтому ее можно использовать для машин­ ного анализа тиристорных схем.

Литература

1.Кузьмин В.А. Тиристоры малой и средней мощности. - М.: Сов.радио, 1871* - 184 с.

2.Линн Д., Мейера Ч., Гамильтона Д. Анализ и расчет инте­ гральных схем. - М. : Мир, 1889. - 370 с.

8.Джентри Ф., Гутивиллер Ф., Голоньяк Нм Э.фон Застрой. Управ­ ляемые полупроводниковые вентили. —М.: Мир, 106 7 .—4о0с.

4.Смирнов В.И. Курс высшей математики. - М.: Наука, 1807.- 672 с.

В.С.Осадчук, В.М.Кичак

МАШИННЫЙ АНАЛИЗ И ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ ТРАНЗИСТОРНЫХ СВЧ УСИЛИТЕЛЕЙ

При проектировании транзисторных СВЧ усилителей необ. ходимо производить расчет коэффициента передачи, согласую­ щих цепей, рабочей полосы частот И устойчивости. На практи­ ке рассчитать полностью оптимальную конструкцию усилителя, удовлетворяющую всем поставленным требованиям, невозмож­ но. Однако и более узкая задача - оптимизация одного из па­ раметров при сохранении нескольких других в заданных преде­ лах - является важной, так как ее решение позволяет сущест­ венно уменьшить затраты времени и средств на разработку устройства.

Расчеты параметров устройств по оптимизации ведутся с учетом определенных ограничений, связанных с требованиями по эксплуатации и возможностями технологической реализации, Эти ограничения могут быть представлены в виде системы не* равенств, которые в простейшем случае записываются в ви­ де [ \ ]

большого количества параметров. Поэтому необходим тщатель­ ный предварительный анализ устройства.

В настоящей статье рассмотрены вопросы анализа тран­ зисторного СВЧ усилителя с последующей оптимизацией его параметров. Приводятся результаты анализа и оптимизации однокаскадного усилителя на транзисторе типа КТ326 с уче­ том простейших ограничений (1 ).

Рис, 1.

Анализ параметров транзисторного СВЧ усилителя. В электрической схеме однокаскадного СВЧ усилителя (рис. 1) в качестве активного элемента используется транзистор, включенный по схеме с общим коллектором, на входе которо­ го включается положительная реактивность. С помощью такой схемы на выходных зажимах транзистора реализуются индук­ тивная составляющая и отрицательное активное сопротивление. Поскольку это явление связано с инерционностью движения носителей в области базы, то наиболее сильно оно проявляет­ ся в области предельных частот транзистора. Анализу этих явлений посвящены работы /2, 3/.

Рассмотрим использование индуктивной составляющей и отрицательного активного сопротивления для усиления СВЧ колебаний. Схему усилителя можно представить в виде каскад­ ного соединения отрезков линии передачи регулярного типа и различных неоднородностей. Для машинного анализа таких це­ пей используется алгоритм, основанный на составлении /77матрицы каскадного соединения с последующим преобразовани­ ем в /57-матрицу и вычисления параметров устройства [ А ]. Однако такой метод анализа сложен, особенно при использова­ нии большого количества неоднородностей в сочетании с отрез­ ками линии передачи. Гораздо проще метод, основанный на вы­ числении /77-матрицы для некоторого количества каскадов, эквивалентная схема которых может быть представлена в ви­ де сосредоточенного элемента, обладающего эквивалентным сопротивлением Z или проводимостью / , и последующего составления эквивалентной схемы всего устройства.

Для определения параметров усилителя используем одну из систем параметров эквивалентной схемы. Тогда раочет

tff результирующей матрицы участка t и значение коэффици. вита -fji для сопротивления, включенного последовательно в тракт, получим формулу для определения эквивалентного сопрс тиВления первого участка цепи

(2

213 ~ Х1з +JXJ3

Аналогичным образом получаем выражения для эквивалентного сопротивления участка Ш