Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6
Экстракция Spice-параметров БТ в программе Model Editor.
2. Исходные сведения.
Основная задача работы – передача в программу Model Editor экспериментальных данных, полученных при имитации реального включения БТ в программе EWB.
Для экстракции полного (в пределах возможностей Model Editor) набора параметров БТ необходимо заполнить 8 таблиц, для каждой из которых существует своя схема измерения. Особенностью измерений является поддержание заданной определенности токов и напряжения во всех трех электродах БТ; измерение проводится для величин, соответствующих только двум электродам.
Перечень проводимых измерений:
Извлечение Spice-параметров по занесенным данным происходит автоматически.
3. Правила работы со схемами.
3.1. Основные органы управления.
Для оперативной подстройки режима постоянного тока в схемах применяются потенциометры. Буква в [ ] – это клавиша (Key), при нажатии которой изменяется сопротивление. все потенциометры включены последовательно с источниками питания и служат для изменения тока:
3.2. Работа с конкретными схемами.
3.2.1. Схема измерения ВАХ перехода Б-Э.
Рис.6.1. Схема измерения ВАХ перехода Б-Э.
В данной схеме конкретными должны быть только ее конфигурация и тип транзистора из варианта. Значения напряжений источников питания и потенциометров могут быть произвольными. Эти значения можно изменять даже в процессе работы, если это необходимо. В Таблицу заносятся:
Рекомендуемые приблизительные (!!!) значения токов для всех измерений приводятся в Таблице 6.1.
Таблица 6.1.
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
|
IC, мA |
1 |
2 |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
40 |
50 |
Приблизительное соотношение IC/IB≈10 означает, сто БТ гарантированно будет находиться в режиме насыщения, т.к. у всех транзисторов в данной работе h21Э >> 10.
В режиме насыщения значение тока коллектора можно приблизительно оценить, как
(6.1)
Рекомендуемый порядок подбора режима постоянного тока:
1. Значения EK и RK подбираются так, чтобы при показателе потенциометра [R] 100% из (6.1) получался ток ~ 1мА.
2. В этом случае можно ожидать, что при показателе потенциометра [R] 2% ток коллектора составит ~ 50мА.
3. Очередное значение тока коллектора из Таблицы 6.1 устанавливается потенциометром [R].
4. После установки значения тока потенциометром [B] подбирается значение тока базы, примерно в 10 раз меньше, чем ток коллектора.
5. Все действия с потенциометрами можно проводить, не выключая схемы.
6. При необходимости значения напряжений и опорные значения потенциометров можно изменять в любом месте эксперимента.
3.2.2. Схема измерения выходной проводимости.
Рис.6.2. Схема измерения выходной проводимости.
Действия те же, что и в пп.3.2.1. В таблицу заносятся:
3.2.3. Схема измерения коэффициента передачи.
Рис.6.3. Схема измерения коэффициента передачи.
Очередное значение IC из Таблицы 6.1 устанавливается потенциометром [B]; контроль по показаниям pA1. Поскольку данных по коэффициенту передачи пока нет, то значение потенциометра [B] придется подбирать. Принцип тот же, что и в пп.3.2.1 – при значении 100% значение pA1 должно составить ~1мА, тогда при 2% это значение будет ~ 50мА. В таблицу заносятся:
3.2.4. Схема измерения напряжения насыщения.
Рис.6.4. Схема измерения коэффициента передачи.
Действия полностью повторяют пп.3.2.1. в Таблицу заносятся:
3.2.5. Схема измерения емкостей К-Б и Э-Б.
Рис.6.5. Схема измерения барьерных емкостей.
Измерения барьерных емкостей по параметрам RC-цепи проводились уже неоднократно, поэтому особо не объясняются.
Рекомендуемые значения обратных напряжений приводятся в Таблице 6.2.
Таблица 6.2.
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
|
VCB/VEB, B |
0 |
1 |
2 |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
40 |
В Таблицу заносятся:
Значение fГР определяется по показаниям Боде-плоттера, как частота, на которой значение АЧХ на 3dB меньше, чем в плоской части. Для удобства работы с прибором установить:
3.2.6. Схема измерения времени выхода из насыщения.
Рис.6.6. Схема измерения выхода из насыщения.
Схема по настройке режима постоянного тока с отношением IC/IB≈10 полностью повторяет схемы на Рис.6.1 и Рис.6.4. После установки очередного значения тока коллектора из таблицы 6.1 и подбора значения IB≈0.1 IC схема переключается на источник импульсного напряжения V3: амплитуда та же, что у источника напряжения на базе, частота – 10МГц. в Таблицу заносятся:
Для того, чтобы взаимное расположение осциллограмм выглядело удобным для измерения значения tS (Рис.6.6) нужно установить соответствующие настройки осциллографа. Они делаются после кратковременного включения при положении ключа [Space] в верхнем положении.
time base – уменьшать, пока осциллограмма не примет вид, показанный на Рис6.6; при необходимости использовать горизонтальный бегунок,
Channel A - цена деления в два раза меньше, чем амплитуда источника V3,
Channel B – цена деления меньше, чем напряжение источника питания,
Y position: на Channel A – вверх, на Channel B – вниз до удобного для наблюдения положения.
!!! Возможные "искажения" осциллограммы при изменении значения IC.
При увеличении значения резистора в цепи коллектора потенциометром [R] увеличивается время перехода транзистора в состояние насыщения, и длительности импульса может просто "не хватить" для полного входа в насыщение – Рис.6.7.
Рис.6.7. Отсутствие входа в насыщение при увеличении значения [R].
Устранение этого недостатка возможно целым рядом способов:
1. Самый простой способ - управлять током коллектора путем изменения напряжения питания. Недостатки – придется каждый раз изменять настройку V/div в Channel B. Кроме того, не следует снижать это значение ниже 5В.
2. Увеличивать длительность импульса – Duty Cycle %. Этот способ целесообразно использовать, если осталось 1÷2 измерения и "нехватка времени" на вход в насыщение не очень большая. В противном случае возможен обратный эффект - "нехватка времени" на выход из насыщения – Рис.6.8.
Рис.6.8. Отсутствие входа в насыщение при увеличении значения [R].
3. Снижать частоту источника V3 – совсем не обязательно задавать какие-то "круглые" значения.
ПРИМЕЧАНИЕ!!! При сравнительно малой частоте придется увеличивать значение time base, и время выхода из насыщения будет просто ""не видно". Опять же не обязательно, чтобы на экране отражался полный вид импульсной последовательности. Достаточно, чтобы был виден участок, необходимый для измерения – Рис.6.9. Это достигается совместным выбором значения time base и положением бегунка.
Рис.6.9. Отсутствие входа в насыщение при увеличении значения [R].
ВЫВОДЫ!!!
Диапазон изменения токов более, чем порядок! Поэтому вполне возможно, что придется использовать несколько методов – каждый в определенном диапазоне токов.
3.2.7. Схема измерения граничной частоты усиления.
Рис.6.10. Схема измерения граничной частоты усиления
Эта схема представляет собой простейший усилительный каскад. Рекомендуемые значения токов из Таблицы 6.1 – 8 значений до 30мА.
Порядок настройки режима постоянного тока с поддержанием значения VCE≈10B.
1. Сбросить потенциометр [K] до 0% и потенциометром [B] установить требуемое значение тока коллектора.
2. Повышая значение потенциометра [K] получить показания pV1-DC≈10B.
3. Выключить/включить схему, можно сразу же опять выключить. Определить по Боде-плоттеру граничную частоту, на которой значение АЧХ на 3 dB меньше, чем в плоской части. В Таблицу заносятся:
3.3. Дополнительные правила работы с Model Editor.
При первом включении обратите внимание, где будет сохранена библиотека с новой моделью. Лучше назначить собственное место, т.к. эта библиотека может понадобиться при защите работы.
При выборе закладки обратите внимание, какие позиции будут отмечены, как активные. После каждой экстракции (заполнение очередной Таблицы и нажатия Extract) в окне Value у этих позиций появятся вычисленные значения; их очень легко отлить от тех, которые заданы по умолчанию.
Установите в этих позициях флажки Fixed и произведите сохранение сделанных вычислений File Save.
ПРИЛОЖЕНИЕ 6.1.
Все модели выбираются непосредственно в программе EWB: Modes npnme правое окно OK.
|
№ |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
Тип |
1420 |
1613 |
2217 |
2219 |
2509 |
2586 |
2923 |
3013 |
3053 |
3227 |
|
№ |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
|
Тип |
3299 |
3392 |
3417 |
3509 |
3641 |
3692 |
3711 |
3734 |
3860 |
3904 |
Все типы имеют префикс Q2N
При возникновении каких-либо принципиальных проблем с моделью сообщить преподавателю. Можно даже попробовать другую модель из библиотеки npnme, не входящую в список вариантов, чтобы не было повторений.
Установка EWB на собственном NB в ОС W-XP/W7.
Просто скопируйте программу любое место, лучше всего в отдельную папку, где будут файлы со схемами *.ewb.
Откройте папку и выберите WEWB32.exe правый клик Свойства Совместимость.
Запустить в режиме совместимости с Windows 98/Me
Отключить композицию рабочего стола.
Выполнять от имени администратора (на всякий случай).
Изменить параметры для всех пользователей – те же действия (тоже на всякий случай).
Запуск – через StartEWB.bat черное окно появится и исчезнет. Pntv поиск нужного файла *.ewb через FileOpen.
Варианты:
Может не срабатывать при отключенном UAC.
Может сбрасываться при пытке открывания файла. В это случае выход на *.ewb Открыть с помощью (Всегда использовать)
Далее открывать файлы*.ewb обычным способом, правда, обозначения элементов будут несколько отличаться (USA стандарт ANSI).w
PAGE 1