Giacolettův model je náhradní schéma často používané pro analýzu chování bipolárních tranzistorů a polem řízených tranzistorů pro malé signály, které popsal v roce 1969 L.J. Giacoletto. Pro nízkofrekvenční obvody je velmi přesný a přidáním vhodných mezielektrodových kapacit a dalších parazitních parametrů může být rozšířen pro vyšší frekvence.
Parametry bipolárních tranzistorů Giacolettův model je linearizovaná aproximace dvojbranu, kterým se modeluje bipolární tranzistor. Nezávislými proměnnými modelu jsou – napětí malého signálu mezi bází a emitorem (napětí báze-emitor) – napětí kolektor-emitor závislými proměnnými jsou – proud báze malého signálu – proud kolektoru.
V článku je dodržována obyvyklá konvence, podle které se stejnosměrné veličiny označují velkými písmeneny a charakterizují chování v ustáleném stavu (statické hodnoty), zatímco střídavé veličiny se označují malými písmeneny udávající dynamické (okamžité) hodnoty. V české literatuře se napětí označuje symbolem U příp. u, v anglické (a na obrázcích v tomto článku) symbolem V příp. v.
Zjednodušený model náhled|Obrázek 1: Zjednodušený nízkofrekvenční Giacolettův model bipolárního tranzistoru. Obrázek 1 znázorňuje základní nízkofrekvenční Giacolettův model bipolárního tranzistoru. Používá tyto parametry: Transkonduktance kterou lze v jednoduchém modelu vyjádřit vztahem , kde: je klidový proud kolektoru je tepelné napětí, spočítané z Boltzmannovy konstanty , náboje elektronu a teploty tranzistoru v kelvinech; při pokojové teplotě (22 °C, 295 K) je 25 mV. Vstupní odpor , kde: je stejnosměrný proud báze. je stejnosměrný proudový zesilovací činitel (v modelu h-parametrů označovaný h21e nebo hfe). Závisí na typu tranzistoru, a lze jej nalézt v katalogovém listu. Výstupní odpor způsobený Earlyho efektem ( je Earlyho napětí).
Odvozené parametry Výstupní konduktance g je převrácená hodnota výstupního odporu r: . Transresistance r je převrácená hodnota transkonduktance: .
Úplný model náhled|Obrázek 2: Úplný Giacolettův model Úplný model zavádí virtuální elektrodu B' tak, aby bylo možné samostatně reprezentovat odpor báze rbb (objemový odpor mezi bázovou elektrodou a aktivní oblastí báze pod emitorem) a rb'e (reprezentující proud báze potřebný pro vyrovnání rekombinace minoritních nosičů v oblasti báze). Ce je difuzní kapacita reprezentující zásobu minoritních nosičů v bázi. Pro reprezentaci Earlyho efektu a Millerova efektu jsou zavedeny zpětnovazební složky rb'c a Cc.
Parametry tranzistoru MOS náhled|Obrázek 3: Zjednodušený, nízkofrekvenční Giacolettův MOSFET model. Na obrázku 3 je základní nízkofrekvenční Giacolettův model pro MOSFET. Model používá následující parametry: Transkonduktance která je v Shichmanově–Hodgesově modelu vyčíslená pomocí proudu elektrodou drain v pracovním bodě (): , kde: je klidový proud elektrodou drain, je prahové napětí (napětí potřebné pro vytvoření vodivého kanálu mezi elektrodami source a drain) a je napětí mezi elektrodami hradlo a source. Výraz ve jmenovateli udává, o kolik je napětí mezi hradlem a elektrodou a source vyšší než prahové napětí, se anglicky obvykle nazývá , v anglické literatuře spíše .
Výstupní odpor způsobený modulací délky kanálu spočítaný pomocí Shichmanova–Hodgesova modelu jako
použitím aproximace parametru λ modulace délky kanálu: .
Parametr UE je závislý na technologii (pro technologii 65 nm je asi 4 V/μm) a L je délka kanálu source-drain.
Konduktance elektrody drain je převrácenou hodnotou výstupního odporu: .
Odkazy
Poznámky
Reference
Související články Model malých signálů Model h-parametrů
Kategorie:Modely tranzistoru