Модель Гуммеля-Пуна: Параметры и характеристики биполярного транзистора
Gummel–Poon model
Модель Гуммеля-Пуна: описание биполярного транзистора, используемое в SPICE. Учитывает зависимость параметров транзистора от тока. Основа для Ebers-Moll.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Введение
Модель Gummel–Poon — это модель биполярного транзистора. Она впервые была описана в статье, опубликованной Германом Гаммелом и Х. С. Пуном в Bell Labs в 1970 году. Модель Gummel–Poon и современные её варианты широко используются в популярных программах моделирования схем, таких как SPICE. Важным эффектом, который учитывает модель Gummel–Poon, является изменение параметров β и в зависимости от уровня постоянного тока. При исключении определенных параметров модель Gummel–Poon упрощается до более простой модели Ebers–Moll. #ИмяСвойстваМоделируемыйПараметрЕдиницыИзмеренияЗначениеПоУмолчанию1ISтоктранспортный ток насыщенияА12BFтокмаксимальное идеальное β—1003NFтоккоэффициент эмиссии прямого тока—14VAFтокпрямое напряжение раннего пробояВ∞5IKFтокугол для высокого β при больших токахА∞6ISEтокток насыщения утечки B–EА07NEтоккоэффициент эмиссии утечки B–E—1.58BRтокмаксимальное идеальное обратное β—19NRтоккоэффициент эмиссии обратного тока—110VARтокобратное напряжение раннего пробояВ∞11IKRтокугол для высокого β при больших токахА∞12ISCтокток насыщения утечки B–CА013NCтоккоэффициент эмиссии утечки B–C—214RBсопротивлениесопротивление базы при нулевом смещенииОм015IRBсопротивлениеток, при котором сопротивление базы уменьшается вдвое до минимального значенияА∞16RBMсопротивлениеминимальное сопротивление базы при больших токахОмRB17REсопротивлениесопротивление эмиттераОм018RCсопротивлениесопротивление коллектораОм019CJEёмкостьёмкость B–E при нулевом смещенииФ020VJEёмкостьвстроенный потенциал B–EВ0.7521MJEёмкостьэкспоненциальный фактор B–E—0.3322TFёмкостьидеальное прямое время переноса023XTFёмкостькоэффициент для зависимости TF от смещения—024VTFёмкостьнапряжение, описывающее зависимость TF от VBCВ∞25ITFёмкостьпараметр больших токов, влияющий на TFА026PTFфазаизбыточная фаза при частоте = 1/(2π TF)°027CJCёмкостьёмкость B–C при нулевом смещенииФ028VJCёмкостьвстроенный потенциал B–CВ0.7529MJCёмкостьэкспоненциальный фактор B–C—0.3330XCJCёмкостьдоля ёмкости B–C, подключённая к внутреннему узлу базы—131TRёмкостьидеальное обратное время переноса032CJSёмкостьёмкость коллектор–подложка при нулевом смещенииФ033VJScёмкостьвстроенный потенциал подложки–переходаВ0.7534MJScёмкостьэкспоненциальный фактор подложки–перехода—035XTBэкспонента температуры для прямого и обратного β—036Eэнергияэнергетическая щель для температурного эффекта ISэВ1.137XTItemпературная экспонента для эффекта IS—338KFшумкоэффициент мерцающего шума—039AFшумэкспонента мерцающего шума—140FCкоэффициентформула ёмкости при прямом смещении—0.541TNOMпараметртемпература измерения°C27
The Gummel–Poon model is a model of the bipolar junction transistor. It was first described in an article published by Hermann Gummel and H. C. Poon at Bell Labs in 1970. The Gummel–Poon model and modern variants of it are widely used in popular circuit simulators such as SPICE. A significant effect that the Gummel–Poon model accounts for is the variation of the transistor and values with the direct current level. When certain parameters are omitted, the Gummel–Poon model reduces to the simpler Ebers–Moll model. #NamePropertymodeledParameterUnitsDefaultvalue1IScurrenttransport saturation currentA12BFcurrentideal max. forward beta—1003NFcurrentforward current emission coefficient—14VAFcurrentforward early voltageV∞5IKFcurrentcorner for forward beta high current roll offA∞6ISEcurrentB–E leakage saturation currentA07NEcurrentB–E leakage emission coefficient—1.58BRcurrentideal max. reverse beta—19NRcurrentreverse current emission coefficient—110VARcurrentreverse early voltageV∞11IKRcurrentcorner for reverse beta high current roll offA∞12ISCcurrentB–C leakage saturation currentA013NCcurrentB–C leakage emission coefficient—214RBresistancezero bias base resistanceΩ015IRBresistancecurrent where base resistance falls half way to its minimumA∞16RBMresistanceminimum base resistance at high currentsΩRB17REresistanceemitter resistanceΩ018RCresistancecollector resistanceΩ019CJEcapacitanceB–E zero bias depletion capacitanceF020VJEcapacitanceB–E built in potentialV0.7521MJEcapacitanceB–E junction exponential factor—0.3322TFcapacitanceideal forward transit times023XTFcapacitancecoefficient for bias dependence of TF—024VTFcapacitancevoltage describing VBC dependence of TFV∞25ITFcapacitancehigh current parameter for effect on TFA026PTFexcess phase at frequency = 1/(2π TF)°027CJCcapacitanceB–C zero bias depletion capacitanceF028VJCcapacitanceB–C built in potentialV0.7529MJCcapacitanceB–C junction exponential factor—0.3330XCJCcapacitancefraction of B–C depletion capacitance connected to internal base node—131TRcapacitanceideal reverse transit times032CJScapacitancezero bias collector–substrate capacitanceF033VJScapacitancesubstrate–junction built in potentialV0.7534MJScapacitancesubstrate–junction exponential factor—035XTBforward and reverse beta temperature exponent—036EGenergy gap for temperature effect of ISeV1.137XTItemperature exponent for effect of IS—338KFflicker noise coefficient—039AFflicker noise exponent—140FCcoefficient for forward bias depletion capacitance formula—0.541TNOMparameter measurement temperature°C27