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描述

VBIC 垂直 BJT 模型由 IC 和 CAD 行业的专家开发,是专门开发的 SPICE 普恩模型替代模型。 SPICE 普恩模型在 20 年中一直是行业标准。 直到最近,器件的直观和物理方程式都基本满足 BJT 器件建模的要求。

但是,当代器件技术的发展对 BJT 建模技术提出了新的要求。 技术变化表现为:

  • 基座宽度变窄
  • 器件尺寸变小和器件结构变化
  • 掺杂轮廓变化
  • 寄生基片晶体管

基座宽度变窄意味着更明显的高阶效应。 普恩模型的 Early 效应近似法可能精度不足,无法预测上述效应。

更小的器件尺寸将凸显寄生重叠电容的重要性,而普恩模型对此关注较少。 基座宽度变窄将增加响应的非线性特征。

掺杂轮廓的变化将增加集电极电阻的准饱和效应,但普恩模型并没有考虑准饱和效应。

普恩模型中不包含寄生基片晶体管, 因此直流和交流建模精度无法满足当今器件的要求。

要解决上述问题,IC 和 CAD 行业的代表在过去数年中协作为半导体行业开发了一个改进的标准 BJT 模型, 即 VBIC(已经发布),并将继续改进模型。

VBIC(垂直双极内连模型)改善了 Early 效应(输出电导)、基片电流、准饱和和温度特性建模: 建模最新器件所需的信息。 但是,该模块具有额外的定义:使用默认参数,该模型将尽可能地与普恩模型类似。

VBIC 相比普恩的优势表现为:

  • 基于连接消耗负载的 Early 效应
  • 修改的准饱和 Kull 模型可用于 Kirk 机制(集电极高注入效应)
  • 包括寄生基片晶体管
  • 改进了所有三结电容的单片结电容模型
  • 改进了静态温标
  • 分布基座和发射机交流与直流拥挤一阶建模
  • 整体改进了高电平扩散电容建模(包括准饱和负载)
  • 包括寄生重叠电容
  • 包括基座集电结弱雪崩电流生成
  • 方程式高阶连续性(无限)
  • 与普恩模型类似的噪声模型,具有散点、热和 1/f 等分量
  • 定义的自热模型代码: 自热模型将在未来版本的 VBIC 中发布

Keysight 85193D VBIC 模型假设被测件是一个使用 P 型基片制成的垂直双极 NPN 晶体管。