Устройство для моделирования полевого транзистора

Союз Соввтсиик

Социалистичесииз

Республик

<и> 1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт, саид-ву (22) Заявлено 090630 (21) 2940563/18-21 (53)N. Кл.

G 01 R 3I/26 с присоединением заявки Рй

Р вудврвтвевв@» 4<

СССР ав далан нзвбрвтевв» и вткрытв» (23) Приоритет

Опубликовано 070482 Бюллетень М 13

Дата опубликования описания 0704S2 (53) УДК 621.382. . 3(72) (088;8) (72) Авторы изобретения

С.A.Êóðãàíîâ и С.В.Троицкий - ) .,;..-"„у@,„...„

l ° щ !у 1 - !АГА

Ульяновский политехнический институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПОЛЕВОГО

ТРАНЗИСТОРА

Изобретение относится к электрон ной технике и может быть использовано например, в процессе разработки различного рода электронных устройств на полевых транзисторах для модели-. S рования их параметров.

Известен реальный полевой транзистор, содержащий клеммы истока, стока и затвора (1) .

Недостатки известного — ограни1О ченные функциональные возможности, Каждый полевой транзистор имеет определенные и неизменные значения крутизны и порогового напряжения, что не позволяет использовать их для моделирования влияния упомянутых параметров на характеристики разраба" тываемого устройства.

Наиболее близким к изобретению является устройство для моделирования полевого транзистора, содержащее входной и выходной полевые транзис-торы, управляемый блок сдвига уровня и управляемый блок обратной связи, затвор входного полевого транзистора соединен с клеммой затвора устройства для моделирования полевого транзистора, исток и сток выходного полевого транзистора соединены соответственно с клеммои истока и клеммой стока устройства для моделирования полевого транзистора, управляющие входы управляемого блока сдвига уровня и управляемого блока обратной связи подключены к шинам управления, выход управляемого блока обратной связи соединен со входом управляемого блока сдвига уровня E2$.

Недостаток устройства - низкая точность моделирования полевого транзистора, так как в нем не учитывается влияние режима выходной цепи полевого транзистора на входную цепь.

Цель - повышение точности моделирования полевого транзистора.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство моделирования полевого транзистора, содержащее входной

918902 и выходной полевые транзисторы, управляемый блок сдвига уровня и управляемый блок обратной связи, затвор входного полевого транзистора соединен с клеммой затвора устройства для моделирования полевого транзистора, исток и сток выходного полевого транзистора соединены соответственно с клеммой истока и клеммой стока устройства для моделирования 10 полевого транзистора, управляющие входы управляемого блока сдвига уровня и управляемого блока обратной связи подключены к шинам управления, выход управляемого блока обратной свя-5 зи соединен с входом управляемого блока сдвига уровня, введены диффе.ренциальный усилитель и повторитель напряжения, входы дифференциального усилителя, выход которого подключен 2О к входу управляемого блока обратной связи и затвору выходного полевого транзистора, соединены с затвором входного полевого транзистора и выходом управляемого блока сдвига уров- 25 ня, выход повторителя напряжения, вход которого соединен со стоком выходного полевого транзистора, соединен со стоком входного полевого транзистора, исток которого подкпючен к общей 5g шине.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройство для моделирования полевого транзистора содержит входной

1 и- выходной 2 полевые, транзисторы, дифференциальный усилитель 3, повторитель напряжения 4, управляемый блок обратной связи 5, управляемый блок сдвига уровня 6, блок защиты 7 с шиной сброса 8, позволяющий исключить перегрузки по току в цепях затворов и истоков входного и выходного полевых транзисторов. Затвор входного полевого транзистора 1 через блок защиты 7 соединен с клеммой 9 затвора устройства для моделирования полевого транзистора. Исток выходного полевого транзистора 2 через блок защиты 7 и сток этого транзистора

50 непосредственно соединены соответственно с клеммой истока 10 и клеммой стока 11 устройства для моделирования полевого транзистора. Управляющие входы управляемого блска обратнои связи 5 и управляемого блока

55 сдвига уровня 6 соединены с шинами управления 12 и 13. Вина 12 позволяет Регулировать крутизну, а шина 13пороговое напряжение моделируемого полевого транзистора.

Устройство работает следующим образом °

При нулевом напряжении на клемме

9 затвора выходное напряжемие дифференциального усилителя 3 усиливается равным пороговому напряжению выходного полевого транзистора 2 путем подачи напряжения на шину 13. Это напряжение передается через блок защиты 7 на затвор выходного полевого транзистора 2. Далее, с помощью управляющего напряжения, подаваемого на шину 13, на выходе блока 6 выставляется напряжение, равное пороговому напряжению моделируемого полевого . транзистора, принимая за нулевой уровень отсчета ранее установленное напряжение.

После подачи напряжения на клемму

9 затвора режимы входной и выходной цепей устанавливаются с учетом прямой и обратной связей между ними, причем режим входной цепи определяется, в . частности, напряжением на клемме 11 стока и клемме 10 истока за счет направленной обратной связи, обеспечиваемой повторителем напряжения 4.

Повторитель напряжения 4, передавая сигнал в направлении от стока выходного полевого транзистора 2 к стоку входного полевого транзистора 1, ставит в требуемый режим входную цепь моделируемого полевого транзистора и ликвидирует влияние входной цепи на выходную путем исключения потребления тока внешних по отношению к устройству источников и за счет исключения передачи сигнала из входной цепи в выходную. Моделирование влияния входной цепи на выходную осуществляется прямым каналом, образованным дифференциальным усилителем 3.

Режим выходной цепи моделируемого полевого транзистора определяется как выходным напряжением блока сдвига уровня 6 (определяет пороговое напряжение), так и коэффициентом усиления дифференциального усилителя 3, который, может регуЛироваться с помощью блока 5. Коэффициент усиления определяет крутизну моделируемого полевого транзистора и регулируется напряжением на шине 12.

С использованием дифференциального усилителя 3 выделяется разница напряжений между его входами, усиливается в требуемом масштабе и подаФормула изобретения

Устройство для моделирования полевого. транзистора, содержащее входной и выходной полевые транзис. торы, управляемый блок сдвига уровня и управляемый блок обратной связи, затвор входного полевого транзистора соединен с клеммой затвора

35

5 9189 ется на за вор транзистора 2, иммитируя одновременно пороговое напряжение моделируемого транзистора и

его Крутизну.

Для предотвращения выхода из строя 5 входного 1 и выходного 2 полевых транзисторов при проведении экспериментов с устройством, используется блок защиты 7. После устранения причины перегрузки, напряжение вновь 1О подключают к соответствующим выводам транзисторов 1 и 2 с помощью управляющего сигнала, подаваемого на шину 8.

В предлагаемом устройстве повыше- 15 ние точности моделирования полевого транзистора достигается за счет разделения прямой и обратной связей между входной и выходной цепями моделируемого полевого транзистора по двум 20 независимым каналам. Это осуществляется введением повторителя напряжения, образующего обратный канал, и дифференциального усилителя, формирующего прямой канал связи. 25

02 6 устройства для моделирования полевого транзистора, исток и сток выходного полевого транзистора соединены соответственно с клеммой истока и клеммой стока устройства для моделирования полевого транзистора, управ.-. ляющие входы управляемого блока сдвига уровня и управляемого блока обратной связи подключены к шинам управления, выход управляемого блока обратной связи соединен с входом управляемого блока сдвига уровня,о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности моделирования полевого транзистора, в него введены дифференциальный усилитель и повторитель напряжения, входы дифференциального усилителя, выход которого подключен к входу управляемого блока обратной связи и затвору выходного полевого транзистора, соединены с затвором входного полевого транзистора и выходом управляемого блока сдвига уровня, выход повторителя напряжения, вход которого соединен со стоком выходного полевого транзистора, соединен со стоком входного полевого транзистора, исток которого подключен к общей шине.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кобболд Р. Теория и применение полевых транзисторов. Л., "Энергия", 1975, с. 11-23.

2. Авторское свидетельство СССР

N 673941, кл. G 01 R 31/26, 17.02.78.

918902

Составитель В.Нефедов

Редактор Н.Гунько Техред И. Тепер

Корректор М.Деччик

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 2132/29 Тираж 719 Подпи сное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5