Convergence De Simulation D’oscillateur De Transistor

Brethlosze

Convergence De Simulation D’oscillateur De Transistor


Pour le circuit de la figure (à la fois dans Altium Designer 16 et Proteus 8), en utilisant le modèle NPN Spice standard, j’ai eu beaucoup de difficulté à faire converger la simulation.

J’ai essayé Trapezoidal et Gear de l’ordre 2 à 6, en essayant d’augmenter le paramètre GMIN, de modifier les tolérances, de respecter le pas minimum, etc. Je n’ai pas pu faire fonctionner cet oscillateur avec le modèle NPN Spice standard.

Lors du remplacement du NPN par un modèle 2N3904, la solution a convergé sans problème dans les deux logiciels.

Ma question est la suivante: pourquoi cela se produit-il? Quels sont les composants de modèle du 2N3904 qui ne figurent pas dans le modèle de NPN? … Bien que les deux modèles soient identiques (les mêmes Gummel et Poon), il suffit de modifier les valeurs des paramètres. Ou les valeurs de paramètre du 2N3904 sont-elles plus « douces » pour permettre à l’oscillateur de fonctionner?

Merci d’avance.

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jonk

Votre

Brethlosze

le

jonk

Je suis généralement déchiré de telles choses. Si j’écris une réponse, elle devrait être largement informative. Je voulais seulement vous aider, rapidement. Mais d’autres ici se plaignent que s’il n’ya pas de réponse, la question risque d’être supprimée ultérieurement et de ne plus être disponible. Je ne suis pas certain de tous ces arguments. Je viens d’essayer d’aider. Mais je vais écrire une réponse courte pour vous.

Tony EE rocketscientist

hyprfrcb Je vois que vous avez accepté la bonne réponse de @ jonk. J’ai pensé ajouter quelques règles de conception importantes à votre mémoire. HFE réduit Vce à Vce (sat), où ils sont généralement notés Ic / Ib = 10, ce qui signifie que hFE chute à 10 ou environ 10% de sa valeur linéaire maximale lorsqu’il est saturé. Lorsque les résistances de collecteur et de base proviennent de la même alimentation (5V), choisissez toujours Rb / Rc = 10 à 20. Ainsi, changer Rb de 100k à 10k ~ 20k fonctionnera tout le temps, mais f augmentera avec un Rb inférieur. L’autre est que si vous essayez avec plus de -5V sur Vbe, il faut une diode pour serrer

Brethlosze

J’essaie cette suggestion, mais dans ce cas particulier, cela stabilise le système, c’est-à-dire qu’il n’y a pas d’oscillations.

Réponses


 jonk

NPN utilise un paramètre par défaut BF = 100. Votre circuit affiche une résistance de collecteur 100 fois plus petite que votre résistance de base. De plus, elle doit piloter l’étage suivant à travers un condensateur. Ces éléments me suggèrent fortement que la valeur de votre résistance de collecteur est trop faible (ou que votre résistance de base doit être inférieure.) Si vous ne modifiez pas la valeur par défaut BF = 100 avec le modèle NPN, nous vous recommandons d’augmenter la valeur. les valeurs de la résistance du collecteur ou bien la réduction des valeurs de la résistance de base. Ou simplement augmenter

β

en fixant BF = 200 ou plus.

L’autre aspect est le stockage de charge dans le BJT. Les deux paramètres que je voudrais changer seraient soit TF, soit TR, soit les deux. TF est calculé à partir de la largeur de bande à gain unitaire du BJT et TR est calculé à partir de la constante de temps de saturation. Dans le modèle NPN, ces deux valeurs sont définies sur 0, ce qui n’est absolument pas réaliste et posera problème dans un circuit comme celui-ci.

La TF n’est pas réellement constante dans un vrai BJT, mais les modèles les plus simples supposent qu’elle l’est. (En réalité, il varie avec le courant du collecteur.) Il est utilisé pour modéliser l’excès de charge stocké dans le BJT lorsque sa jonction émetteur-base est polarisée en direct et est utilisé pour calculer la capacité de diffusion de l’émetteur du BJT. (Vous pouvez calculer la valeur à l’aide d’une source d’alimentation, d’une petite source de signal et d’un oscilloscope.) Si vous n’avez aucune idée de sa valeur, utilisez simplement TF = 300p. Avec les BJT RF, cependant, il sera plus petit que cela.

TR est plus compliqué à mesurer et modélise l’excès de charge stocké dans le BJT lorsque sa jonction collecteur-base est polarisée en direct. Il calcule la capacité de diffusion du collecteur du BJT. Si vous n’avez aucune idée de sa valeur, utilisez simplement TR = 20n.


Donc, j’accepterais probablement juste le modèle NPN, mais j’organiserais les choses comme ceci:

 .model MYNPN ako:NPN NPN(TR=20n TF=300p BF=200) 

Ou quelque chose de similaire. Vous pourriez peut-être vous en tirer avec un BF inférieur. Mais étant donné vos valeurs de résistance, je voudrais éviter la tentation et rester avec une valeur plus élevée pour BF que la valeur par défaut.

Brethlosze

J’ai déjà vérifié la résistance. Quitter 1k est en effet problématique, et le lever améliore également le circuit. En outre, j’ai remarqué que je devrais mettre la base d’un des transistors dans le sol avec une résistance hige. Je suppose que c’est simplement pour faire référence aux valeurs. Merci.

jonk

@hyprfrcb J’espérais que cela aiderait un peu. Avec TR et TF, zéro, Spice est bloqué avec quelque chose qui « semble infiniment rapide » en tant que dispositif et cela peut rendre la solution assez difficile. Ce problème, ainsi que le problème de BF, étaient les seuls que je pensais devoir être ajustés, cependant. Content que cela ait aidé.

Brethlosze

J’ai réalisé que les sondes Proteus détruisent la convergence. Je préparerai une réponse appropriée pour cela plus tard.

jonk

@hyprfrcb Je ne connaissais pas les sondes de Proteus. Est-ce qu’ils chargent le circuit?

jonk

@hyprfrcb Le problème général de cette conception est la nécessité de définir

 

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