Modelando y simulando BJTs de múltiples colectores / emisores

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De vez en cuando me gusta tratar de entender cómo funcionan los circuitos integrados conocidos construyéndolos en un simulador y observando cómo responden a las condiciones cambiantes. Sin embargo, sigo encontrando BJT de colector múltiple o emisor múltiple, y el simulador que me gusta usar (el de enlace ) No tiene ningún modelo para dicho dispositivo. Aunque estoy seguro de que se pueden encontrar como modelos SPICE, para el tipo de comprensión intuitiva que estoy tratando de desarrollar, las simulaciones de SPICE simplemente no ayudan mucho, ya que no permiten la edición en vivo. Así que mi pregunta es la siguiente:

¿Cómo se puede simular mejor los BJT de múltiples colectores / emisores sin tener un modelo simple para ellos? ¿Se pueden usar, por ejemplo, dos BJT con el colector conectado y la base para simular un transistor de dos emisores? ¿O no funcionaría igual? Tenga en cuenta que, como esto es solo para fines de simulación, no es necesario tener en cuenta las discrepancias entre dispositivos.

Para ver un ejemplo del tipo de circuito en cuestión,

Este es el circuito equivalente dado en la hoja de datos de ON Semiconductors para el regulador lineal LM317. Contiene un transistor de dos emisores y un transistor de dos colectores; el último parece ser solo un espejo actual, pero la función del primero es menos clara.

    
pregunta Hearth

1 respuesta

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Soy un aficionado. Así que ten en cuenta mis propias limitaciones mientras escribo aquí. Y puede haberme ayudado a mí (oa otros) si hubiera proporcionado un esquema específico para discutir. (Actualización: ¡Gracias por agregar un esquema!)

Algunos pensamientos amplios:

  • Los emisores múltiples están enterrados dentro de las regiones base y recolectora de una sola estructura BJT, sin crear ninguna metalización de separación. Si tomó dos BJT y los unió de alguna manera, todo lo que puede hacer es conectar dos bases a través de la metalización y el cableado (lo mismo para los colectores), y esto es no lo mismo que ser capaz de enterrar a los emisores directamente dentro de una sola estructura (del mismo modo que no se puede hacer un BJT de cableado de dos diodos juntos). No puede exactamente "llegar desde aquí", por así decirlo. Más sobre esto, más adelante.
  • Las áreas pueden diseñarse para ser diferentes, lo que lleva a diferentes valores de parámetros (\ $ I_ {SE} \ $, por ejemplo) para cada una. Necesitarías estudiar el circuito para ver si esa característica estaba siendo utilizada. Si es así, necesitarías crear diferentes modelos BJT para tu simulación y deberías entender el esquema bastante bien para hacer juicios razonados aquí. Por supuesto, incluso entonces no es exactamente lo mismo.

En los circuitos lógicos, por lo general se puede "arreglar" con un par de BJT, conectando las bases y los colectores juntos, con un cuidado modesto. Sin embargo, con el analógico, sería muy cauteloso y me preocuparía mucho por los detalles de diseño.

Entonces, si bien no creo que pueda simularlos directamente con precisión desde DC hasta la luz del día sin información de diseño muy específica a partir de la cual pueda diseñar un subcircuito bien considerado, por lo general puede leer el esquema y resolverlo. Una forma de proporcionar simulación aproximada. (Dada la advertencia de que cuanto más esfuerzo pueda aplicar para estudiar el diseño del esquema, mejor será la simulación resultante).

Barra lateral : durante el encendido, la saturación de emisores es un problema importante y su efecto se magnifica por la constante de tiempo RC creada por la resistencia de la base y la capacitancia de la unión; con los bordes girando más rápido que el centro del emisor. Dado que la relación entre el perímetro y el área varía con los detalles exactos del diseño, este problema de hacinamiento también varía con los detalles del diseño. Para reducir el problema, el ancho del emisor debe ser estrecho. A veces, los diseños especializados de BJT incluirán múltiples emisores en el diseño para mantener las capacidades de la unidad de corriente continua y al mismo tiempo reducir la acumulación de CA / transitorios.

Creo que cuando se enfrenta a circuitos lógicos, por lo general puede resolver estos problemas y configurar un arreglo que funcione razonablemente bien con BJT simples y discretos (y, posiblemente, en algunos casos, con algunos resistores adicionales bien colocados). para ajustar algunos de los parámetros BJT, como \ $ I_ {SE} \ $ y / o \ $ I_S \ $. Pero sin información detallada para continuar, todo sería simplemente un trabajo de conjetura. Así que probablemente no me molestaría demasiado allí.

    
respondido por el jonk

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