双极型晶体管模型参数提取实验报告

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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划双极型晶体管模型参数提取实验报告　　双极型晶体管模型参数提取　　在对含双极型晶体管的电路进行模拟时，必须提供具有足够精度而又简便的器件模型。模型选定以后，其模型参数的真实性和数值精度就成了模拟正确与否的决定因素。由于SPICE已成为国内外流行的通用电路分析程序，因此，对于一个具体版图和工艺设计，如何提取程序要求的BJT模型参数，成为设计人员一项有待掌握的基本技能。本实验属于综合性较强的实验，其目的和要求是：　　1.掌握BJT模型，模型参数及其提取方法；2.熟悉用实

2、验方法测取BJT模型参数；3.学习优化程序提取BJT模型参数的方法。　　一实验原理　　1．两类BJT模型参数提取方法目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　对于BJT模型，SPICE－2将简单的EM模型和考虑了各种二级效应的GP模型统一为一个模型，当程序中给定了GP模型的全部参数，就是GP模型，否则自动简化为EM模型。表1汇总了GP模型全部参数。其中包括了确定直流特性，反映基

3、区宽度调制和?随Ic变化等效应的参数18个，确定交流特性，模拟结电容，扩散电容及它们随Vbe，Vbc，Ic变化等效应的参数17个，确定温度对BJT特性影响的参数3个和描述噪声特性的参数2个，总共40个参数。　　其他电路模拟程序使用了不同的形式和复杂的E-M模型.精度较高的E-M3模型采用24个参数.除了少数模型参数可以直接引用文献提供的数值以外,获取模型参数有两种方法:一种是分别提取;另一种是整数提取,又称优化提取方法。分别提取法是安参数定义，设置测试提取方法，分别测量若干于模型参数有关的电学特性，再由相应的模型公式提取这些参数。这种方法尽量用试验测量来获取参数，计算简单，

4、参数由物理意义，但测试工作量大，所需设备多，准确度低，所得参数往往不能参数见得相互影响，只适用于所对应的测试条件，因而在实际工作条件应用时，会带来较大误差，而且有些参数不易这种方法求得。　　整体提取方法以全局优化为目标，测试进可能少的器件外部电学特性，通过数学处理完成模型参数的整体提取。这种方法测量小但计算量大，一般要编制专用的计算程序。所提取的参数全局的误差小，　　但物理意义缺陷，而且会出现多组解和非物理解而得不到有用的数据。　　两种提取方法都有其局限性，再加上模型本身尚有不完善之处，使得问题更为复杂，因此，对两类方法所提取的参数仍有进一步核实的必要。　　2．BJT模型参

5、数的分别提取目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　分别提取法要设计不同的测量结构，测出电学特性曲线，根据模型公式用图解法或直接计算求出相应模型参数。采用线性回归法求直线的斜率和距离，采用最优化的曲线算法处理曲线，可以提高提取精度。下面是模型参数的含义及其提取方法。　　模型表达式　　以npn管为例BJT的GP瞬态模型如图1所示。若去掉其中电阻元件，即为直流模型。图中　　Css

6、　　?Iec　　图1BJT的GP瞬态模型　　方便起见，预先给出如下各方程中所涉及到的模型参数　　方便起见，预先给出如下各方程中所涉及到的模型参数Vt:热电压koT?qVt第0组参数：Qb第1组参数：?f，?r第2组参数：nf，第3组参数：ne，nc，nb　　Ic＝　　Qb　　[exp(　　Vb'c'Vb'c'Vb'c'VbeIs　　)－exp()]－[exp()－1]－Isc[exp()－1]　　?Vt?Vtnc?Vtnf?Vt?r目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略

7、的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　式中第一项为B’E’结和B’C’结注入间的相互作用电流部分：第二项为B’C’结反向注入所产生的复合电流部分；第三项是B’C’结空间电荷区的复合电流成分。Ib＝　　Vb'c'Vb'e'Vb'c'IsVb'e'Is　　[exp()-1]+[exp()-1]＋Ise[exp()-1]+Isc[exp()-1](2)　　?Vtne?Vtnc?Vt?fnf?Vt?r　　公式前二项是基区复合电流部分；后两项是两个结的空间电荷区复合