Ein elektrothermisches Heterobipolar-Transistormodell zur Schaltungssimulation:
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| Veröffentlicht: |
Düsseldorf
VDI-Verl.
1995
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| Schriftenreihe: | Verein Deutscher Ingenieure: [Fortschritt-Berichte VDI / 9]
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| adam_text | Titel: Ein elektrothermisches Heterobipolar-Transistormodell zur Schaltungssimulation
Autor: Baureis, Peter
Jahr: 1995
Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis Verzeichnis der wichtigsten FormelzeicHen^uihjii’Sjuhbol ii.jq.maVfllk 1 Einleitung ........................................................................................l 2 Stand der Technik...................................................... 2.1 Funktionsweise des HBTs...................................................„ »...,.«.,.5 2.2 Kleinsignalmodelle.................................. ................ .IUI. tftvi. m• 9 2.2.1 T-Ersatzschaltbild.....................................................-.........._.M) 2.2.2 Hybrid-tt-Ersatzschaltbild ............................... *- * 17 2.1 uroßsignalmodelle.......................................... 43 . 2.3.1 Das Ebers-Moll-Bipolarmodell................. ¿1 2.3.2 Das Gummel-Poon-Bipolarmodell. ¿3 2.3.2.1 Early Effekt ............................ .¿5 2J.2.2 Webster-Effekt ......................... .¿6 2J.2.3 Kirk-Effekt ............................. 27 l 2.4 Einordnung des eigenen Beitrags...... 27 ,, l. 3 Temperatur als variabler Simulationsparametei;..... .3.1 3.1 Statischer thermischer Widerstand........................ ..3.2 3.1.1 Theoretische Berechnung des therojj^gijejl. .36; 3.1.1.1 Temperaturverteilung der punktförmigen Wärmequelle . 36 c 3.1.1.2 Temperaturverteilung der quaderförmigen Wärmequelle 3 7 3.1.2 Messung des thermischen Widerstands... 41 , , /..s 3.1.2.1 Thermischer Widerstand - Eigenerwärmung . 42 ,3.1.2.2 Thermischer Widerstand Fremder^r^|q^ ^0^
Inhal tsverzi 3.2 Dynamisches Verhalten der Eigenerwärmung................................ 4 Temperaturabhängiges HBT-Ersatzschaltbild für Hochfrequenzanwendungen...................................................... 4.1 Einfügen der Temperatur ins Simulationsmodell............................ 4.2 Das Gleichstromverhalten........................................................... 4.2.1 Die gesteuerte Quelle Icc zur Modellierung des Kollektorstroms 4.2.2 Die Charakteristik der Basis-Emitter-Diode ............................ 4.2.3 Die Charakteristik der Basis-Kollektor-Diode ......................... 4.2.4 Zusammenfassung ............................................................... 4.3 Das Kleinsignalverhalten............................................................ 4.3.1 Parasitäre Padstruktur .......................................................... 4.3.2 Sperrschichtkapazitäten ........................................................ 4.3.3 Bestimmung der Parameter im Arbeitspunkt
............................ 4.3.4 Transitzeit .......................................................................... 5 Verifikation des entwickelten Modells.................................... 5.1 Untersuchung eines Breitbandverstärkers..................................... 5.1.1 Schaltungsbeschreibung........................................................ 5.1.2 Meßergebnisse .................................................................... 5.2 Spannungsgesteuerter Oszillator.................................................. 5.2.1 Schaltungsbeschreibung ....................................................... 5.2.2 Meßergebnisse..................................................................... 5.3 Modellierung von Leistungstransistoren........................................ 6 Zusammenfassung und Ausblick.............................................. ..53| ..56 i ..56 ..58 ..59 ..63 ..66 ..68 ..71 .72 ..74 ..78 ..83 ..87 ..87 ..88 ..90 ..94 ..94 ..96 101 107 VI
Inhaltsverzeivum» .1 Zusammenfassung.........................................................................107 ¡.2 Ausblick ......................................................................................109 Anhang .............................................................................................110 A Ableitung elektrischer TemperaturkoefBzienten im HBT....................110 B Erzeugung einer Simulationsnetzliste zur gekoppelten elektrothermischen Simulation unter Berücksichtigung von Selbsterwärmung und Fremderwärmung..........................................114 Literaturverzeichnis ........................................................................117 VII
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