Un NPN BJT - de Spice a Ebers-Moll

Wikipedia informa un modelo simple para un BJT en modo activo (una aproximación al modelo Ebers-Moll):

I mi = − I mi S ( mi V B mi / V T − 1 )

(en el caso NPN). Aquí, I mi S es la corriente de saturación inversa Base-Emisor. Encontrarlo en una hoja de datos es difícil. Pero tenemos modelos Spice y podemos leer parámetros allí. Aquí hay una pregunta sobre este mismo tema; una respuesta sugiere usar parámetros de Spice. Sin embargo, existen tres corrientes de saturación: I S (corriente de saturación de transporte), I S mi (Corriente de saturación de fuga base-emisor) y I S C (Corriente de saturación Base-Colector). ¿Cuál se puede identificar con el requerido? I mi S del modelo de Ebers-Moll?

Respuestas (1)

Vea mi discusión aquí para una breve descripción de tres DC equivalentes ( mi METRO 1 ) modelos del BJT. Como puedes ver allí, I mi S es el término utilizado tradicionalmente en una corriente que se encuentra en la versión de inyección del modelo.

En la versión de inyección, el valor de I S también se desarrolla a partir de la reciprocidad. Se llama "corriente de saturación del transistor" y se define de esta manera:

I S = α F ⋅ I mi S = α R ⋅ I C S

bajo la relación de reciprocidad, que es teóricamente derivable y también se ha observado experimentalmente (siendo aquí el artículo seminal, BL Hart, "Direct Verification of the Ebers-Moll Reciprocity Condition", Int. J. Electronics, Vol. 31, pp. 293-295, 1971.)

La interpretación física de I S es que es la parte común de ambos I mi S y I C S . Una corriente de saturación de unión PN consta de dos términos diferentes, uno de cada uno de los cuales analiza las regiones neutras . Para un diodo de base corta con dopaje constante, la corriente de saturación es:

I S A T = q ⋅ A ⋅ D pag ⋅ pag norte o L pag + q ⋅ A ⋅ D norte ⋅ norte pag o W B ,         dónde   W B ≪ L norte

Entonces α F ⋅ I mi S es la parte de la corriente de saturación emisor-base que surge del análisis de la región base y α R ⋅ I C S es la parte de la corriente de saturación de la base del colector que también surge del análisis de la región de la base.

Muy bien, esto reduce la necesidad de cuatro parámetros en el modelo de inyección (a una temperatura determinada) a solo tres. (Supongo que sabe cómo convertir entre β y α , por supuesto.)

(No puedo hablar por la página Wiki y no voy a debatir lo que dice allí. Solo puedo hablar por lo que sé).

Muy interesante. Acabo de pedir el libro que citaste en tu otra publicación. Honestamente, por ahora me contentaría con encontrar el I mi S parámetro del modelo Spice. Ha habido una respuesta que decía que era solo I S mi de Spice, y probé eso con un MPSA18, pero sin resultados satisfactorios - a 25 °C y V B mi = 0,6 V, encuentro $I_E$ alrededor de 1,9 mA, mientras que la hoja de datos cita solo 1 mA. especia dice I S mi = 166,7 fA. (Modelo de ON Semiconductors). La respuesta se eliminó más tarde... ¿Estoy haciendo algo mal o es solo una cuestión de aproximación?
@Enrico El I S utilizado en Spice se toma del modelo de transporte (equivalente a inyección). He tenido muy pocos problemas para obtener exactamente los valores esperados en papel frente a LTSpice, por ejemplo. Por lo tanto, debe proporcionar un problema de ejemplo completamente resuelto para ilustrarme los detalles antes de que pueda ayudarlo a encontrar su camino. Sin embargo, las hojas de datos pueden variar un poco con los modelos de Spice, ya que hay diferentes objetivos allí (máximo, mínimo, típico) y un modelo solo expresa una sola instancia. Hay páginas web sobre cómo usar una hoja de datos para obtener parámetros de especias, pero realmente necesita pruebas parciales.
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