ЭЦД – Транзистор полевой силовой (MOSFET n-channel) (инерционный)


`в палитре`	`на схеме`

Блок реализует модель силового полевого n-канального транзистора с изолированным затвором (MOSFET). Используется в цепях c элементами библиотеки ЭЦ - Динамика (ЭЦД) 2.0.

Модель полевого транзистора включает в себя:

нелинейные ёмкости затвор-исток Cgs и затвор-сток Cgd;
нелинейный источник тока Id, определяющий выходную характеристику диода в зависимости от напряжений затвор-исток Ugs и сток-исток Uds;
сопротивления стока RD истока RS и затвора RG;
параллельно включенный обратный диод VD.

Структурная схема модели полевого транзистора представлена на рисунке (Рисунок 1).

Рисунок 1. Структурная схема модели полевого транзистора

Ток полевого n-канального транзистора определяется для различных зон по следующим уравнениям:

Область отсечки U_gs - VTO < 0:

Линейная область 0 < U_ds < U_gs - VTO:

Область насыщения 0 < U_gs - VTO < U_ds:

Ёмкости полевого n-канального транзистора определяется для различных зон по следующим уравнениям:

Область накопления заряда U_gs - VTO < -PHI:

Область обеднения -PHI < U_gs - VTO < 0:

Линейная область 0 < U_ds < U_gs - VTO:

Область насыщения 0 < U_gs - VTO < U_ds:

Ёмкости CGDO и CGSO определяются по каталожным данным (входной емкости C_iss и обратной передаточной емкости С_rss): CGDO = C_rss; CGSO = C_iss– C_rss. Для улучшения воспроизведения процесса переключения транзистора, указанные каталожные ёмкости могут быть заданы таблично в зависимости от напряжения сток-исток.

В модели учитывается зависимость параметров полевого транзистора от температуры T (в приведенных ниже уравнениях используется температура в К):

где:

Модель диода VD реализована блоком ЭЦД – Диод силовой (spice model). При этом учитывается влияние температуры только на ток насыщения.

В DC режиме не учитываются инерционные свойства полевого транзистора и диода.

За положительное направление тока стока принято направление от порта «1» к порту «3».

Порты

1 – порт электрической связи (сток D);
2 – порт электрической связи (затвор G);
3 – порт электрической связи (исток S).

Свойства

Тип;
Пороговое напряжение, В (VTO);
Параметр модуляции длины канала (LAMBDA);
Коэффициент пропорциональности (BETA);
Сопротивление истока, Ом (RS);
Сопротивление стока, Ом (RD);
Сопротивление затвора, Ом (RG);
Сопротивление утечки сток-исток, Ом (RDS);
Поверхностный потенциал сильной инверсии, В (PHI);
Ширина запрещенной зоны, эВ (EG);
Коэффициенты температурной зависимости EG, [TEG1, TEG2];
Температурный экспоненциальный коэффициент для BETA (BEX);
Температурный коэффициент порогового напряжения, 1/°С (TCV);
Номинальная температура, °С;
Температура, °С;
Напряжение сток-исток [Uds], В;
Входная ёмкость [Ciss], Ф;
Выходная ёмкость [Coss], Ф;
Обратная переходная ёмкость [Crss], Ф;
Ёмкость оксидного слоя затвора, Ф (Cap);
Имя на схеме;
DC режим.

Свойства, относящиеся к модели диода:

Вид ВАХ («Кусочно-линейная»/«Экспоненциальная»);
Сопротивление [Rz, Rdon], Ом (только для кусочно-линейной ВАХ);
Напряжение [Ubr0, Uf0], В (только для кусочно-линейной ВАХ);
Последовательное сопротивление, Ом;
Ток насыщения, А;
Коэффициент эмиссии;
Время переноса заряда, с;
Барьерная ёмкость при нулевом смещении, Ф;
Контактная разность потенциалов, В;
Коэффициент плавности перехода;
Коэффициент нелинейности барьерной ёмкости;
Температурный экспоненциальный коэффициент тока насыщения;
Обратное напряжение пробоя, В;
Начальный ток пробоя, А;
Ток начала линейности ВАХ, А.

Параметры

Ток стока Id, А