Магистерская диссертация на тему: Проблема математического моделирования биполярных транзисторов

Введение

Развитие вычислительной техники и повышение требований к развиваемой электронной аппаратуре выдвинули на первый план создание систем автоматического проектирования.

До начала шестидесятых годов вычислительные методы использовались при анализе и проектировании цепей крайне незначительно. Квалифицированный инженер мог синтезировать простые цепи, пользуясь минимумом вычислений. Он создавал макет схемы, производил измерения и различные модификации и в результате получал конечный вариант цепи.

В следующем времени ситуация сильно изменилась. Появились интегральные схемы и стали доступными ЭВМ. Оба эти обстоятельства повлияли друг на друга. Интегральные схемы сделали возможным производство более совершенных ЭВМ, а те в свою очередь облегчили проектирование новых интегральных схем. Несомненно, что в этой связи вычислительные методы стали иметь огромное значение.

Технический прогресс сделал возможным проектирование больших функциональных блоков, содержащих в одной схеме тысячи взаимосвязанных транзисторов. Разработка таких схем стала невозможна при экспериментальной отладке на макете.

Достоверное моделирование различных полупроводниковых приборов достаточно критично. Проблема моделирования полупроводниковых приборов требует знания физики полупроводников. Но если специалист в области физики полупроводников может предоставить необходимые уравнения специалисту в области САПР, то последнему остаётся ввести их в свои программы. При этом в значительной степени устраняются трудности, связанные с физикой работы прибора.

Если в уравнения, описывающие схему, введены нелинейные модели компонентов, то решить эти уравнения становится достаточно сложно. При этом в программах САПРа затраты машинного времени на определение нелинейных функций, описывающих различные полупроводниковые приборы составляют значительную часть общих затрат времени.

Оглавление

- Введение

- Проблема математического моделирования биполярных транзисторов

- Описание изучаемого алгоритма

- Описание программы

- Решение контрольной задачи

- Моделирование электронных устройств

- Заключение

Заключение

Программа, написанная по указанному алгоритму, подтвердила справедливость этих алгоритмов и относительную точность математического описания биполярных транзисторов. Результаты полученной программы сравнивались с профессиональными CAD программами для одних и тех же транзисторов и одинаковых соответствующих параметрах. Немного изменяя входные параметры возможно достаточно близко приблизится к их результатам.

Полученная программа позволяет решать поставленные перед нею проблемы, но не обладает удобством в использовании и требует доработки.

В дальнейшем возможно добавление более сложных моделей, позволяющих проводить анализ по постоянному току, но и по переменному на высоких частотах, в режиме малого сигнала.

Для уменьшения погрешности при вычислениях можно написать программу под Windows, где разрядность данных увеличена и достигает 64 бита. Этот метод позволит улучшить удобство в работе с программой.

Библиографический список

1. Влах Н., Сингхал К. Машинные методы анализа и проектирования электронных схем.

М. : Радио и связь, 1988 - 560 стр.

2. В. И. Лачин, Н.С. Савёлов Электроника.

3. Носов Ю. Р., Петросянц К. О., Шилин В. А. Математические модели Элементов интегральной электроники.

М. : Сов. радио, 1976 - 304 стр.

4. Сигорский В. П., Петренко А.И. Алгоритмы анализа электронных схем.

М. : Сов. радио, 1976 - 608 стр.

5. Мигулин И. Н., Чаповский М. З. Усилительные устройства на транзисторах.

6. Лекции по дисциплине "Методы анализа и расчёта электронных схем".