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 (Рис. 1).


Рис. 1. Структурная схема модели полевого транзистора
Ток полевого n-канального транзистора определяется для различных зон по следующим уравнениям:
Область отсечки Ugs - VTO < 0:

Линейная область 0 < Uds < Ugs - VTO:

Область насыщения 0 < Ugs - VTO < Uds:

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

Область накопления заряда Ugs - VTO < -PHI:



Область обеднения -PHI < Ugs - VTO < 0:



Линейная область 0 < Uds < Ugs - VTO:



Область насыщения 0 < Ugs - VTO < Uds:



Ёмкости CGDO и CGSO определяются по каталожным данным (входной емкости Ciss и обратной передаточной емкости Сrss): CGDO = Crss; CGSO = Ciss– Crss. 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