Daca doua zone de tip p(in care densitatea golurilor este mai mare decat densitatea electronilor.) si de tip n(in care densitatea electronilor este mai mare decat densitatea golurilor.) sunt realizate in aceeasi pastila de material semiconductor se genereaza o jonctiune semiconductoare. Datorita diferentei de concentratie de purtatori majoritari de acelasi fel din cele doua zone, golurile din regiunea p vor difuza in regiunea n si electronii din regiunea n vor difuza in regiunea p. Ca urmare a acestui proces de difuzie va apare o sarcina spatiala negativa in regiunea initial de tip p si o sarcina spatiala pozitiva in regiunea initial de tip n. Astfel, in vecinatatea jonctiunii se va genera o zona saracita de purtatori majoritari, zona care se numeste regiune de trecere.
Lucrarea este prima dintr-o serie de patru, care va detalia posibilitatile de modelare a unei diode oferite de unul dintre modulele pachetului SPICE si anume programul PARTS. Cu ajutorul acestui program se pot elabora noi modele ale unor componente folosite uzual in circuitele electronice si anume: diode, tranzistoare bipolare, TEC-uri, TECMOS-uri de putere, AO (bipolare sau pe baza de TEC-uri) etc. In acest scop se vor folosi fise de catalog din care se vor extrage datele necesare calcului parametrilor de model ai componentei analizate. Pe langa elaborarea unor modele noi, programul PARTS ofera si posibilitatea modificarii unor componente deja existente in bibliotecile proprii.
Se vor determina numai parametrii care pot fi extrasi din informatiile existente in fisele de catalog. Parametrii de model care nu pot fi extrasi din fisele de catalog, vor ramane cei impliciti, din programul PARTS.
Ecran 1: Polarizarea directa
Curba de dispozitiv la ecranul 1 este caracteristica directa a diodei. Ca date de intrare, trebuie sa citim de pe curbele de catalog curentul Ifwd in functie de tensiunea Vfwd ("forward" = direct).
Device curve - curba de dispozitiv:
Vfwd (V) - tensiunea directa aplicata pe jonctiune,
Ifwd (A) - curentul prin dioda.
Model parameters - parametrii de model:
IS (A) - curentul de saturatie,
N - coeficient de emisie,
RS (- ) - rezistenta serie,
KF - curentul de "cot" pentru nivel mare de injectie,
XTI - coeficientul de variatie al lui Is cu temperatura,
EG (eV) - latimea energetica a benzii interzise.
Initializari: IS=10f N=1 RS=.1 KF=0 XTI=3 EG=1.11.
2.1.1. Valori introduse din catalog:
DIODA 1N4148DIODA 1N4151
Vfwd [V]Ifwd [mA]Vfwd [V]Ifwd [mA]
0.50.10.451
0.550.50.55
0.610.610
0.7100.750
0.8500.9100
2.1.2. Parametri extrasi:
DIODA 1N4148DIODA 1N4151
23.32 E-12
4.333 E-9
1.290
1.405
2.220
2.271
14.64
24.88
3
3
1.110
1.110
Ecran 2: Capacitatea jonctiunii
Se vor introduce perechile de puncte
Curba de dispozitiv:
Vrev (V) - tensiunea inversa aplicata pe jonctiune,
Cj (F) - capacitatea totala a jonctiunii.
Parametrii de model:
CJO (F) - capacitatea jonctiunii la polarizare nula,
Vj (V) - diferenta interna de potential a jonctiunii,
M - coeficient de crestere,
FC - coeficient al capacitatii de bariera in polarizare directa.
Initializari: CJO=1p M=.3333 VJ=.75 FC=.5.
Se completeaza urmatoarele tabele:
Valori introduse din catalog
DIODA 1N4151
Vrev [V]CJ [pF]
2.51.425
7.51.250
251.095
301.075
401.053
Parametri extrasi
DIODA 1N4151
2.247E-12
41.67E-3
M0.1117
0.5
La acest ecran sunt extrasi, prin metoda curbelor de regresie, parametrii de model: Cjo, M si Vj. Parametrul FC este setat la o valoare obisnuita pentru diodele pe siliciu; dar valoarea sa este relativ neimportanta deoarece capacitatea in polarizare directa la tensiuni VF >FC- Vj este dominata de capacitatea de difuzie (modelata prin timpul de tranzit).
Ecranul 3: Curentul de scurgere
Curba de dispozitiv:
Vrev (V) - tensiunea inversa aplicata pe jonctiune,
Irev (A) - curentul invers prin jonctiune.
Parametrii de model:
ISR (A) - curentul de saturatie in "reverse"-invers,
NR - coeficientul de emisie in "reverse"-invers.
Se vor introduce perechile de puncte
Valori introduse din catalog:
DIODA 1N4148DIODA 1N4151
Vrev [V]Irev[nA]Vrev [V]Irev[nA]
3 657
983010
1096030
14309090
20100100500
Parametri extrasi:
DIODA 1N4148DIODA 1N4151
14.11 E-9
36.37 E-9
2.103
2.091
Ecran 4. Strapungerea
La acest ecran se estimeaza parametrii BV si IBV cand dispozitivul opereaza in regim de strapungere, fie prin mecanism de multiplicare in avalansa, fie prin efect Zener. Valorile parametrilor extrasi BV si IBV sunt aproape egali cu valorile lui Vz si Iz, [2].
Date de dispozitiv:
Vz (V) - tensiunea nominala Zener,
Iz (A) - curentul nominal Zener,
Zz (- ) - impedanta Zener.
Parametrii de model:
BV (V) - tensiunea de strapungere (Breakdown Voltage),
IBV (A) - curentul de strapungere.
Initializari: BV=100 IBV=100u.
Daca dioda este Zener vom gasi in catalog valorile specificate pentru VZ, IZ, ZZ. Cum dioda 1N4148 nu este Zener, se seteaza direct din catalog in campul BV, intrand in meniul "Model Parameters" - valoarea tensiunii de strapungere prin avalansa, Vaval, iar pentru IBV se introduce curentul de avalansa specificat in catalog. Daca acest curent nu este prezentat in tabelul foii de
Documentul este oferit gratuit,
trebuie doar să te autentifici in contul tău.
