TUGAS VI DEVAIS MIKROELEKTRONIKA

Penentuan parameter SPICE untuk NPN yang dirancang dengan SPICE

Parameter yang akan ditentukan :

  1. Is ( Saturation Current)
  2. BF ( Ideal max forward current gain)
  3. RB (Resistance between base region and base terminal )
  4. VAF ( Forward early Voltage)
  5. RC ( Collector Resistance )
  6. Eg ( Energy Gap)
  7. NE ( Base emitter leakage emission coefisient)
  8. CJE ( Zero Bias Emitter depletion coefisien)
  9. VJE ( Base emitter built in voltage )
  10. Cjc ( Zero Bias Base Depletion Capacitance )
  11. Vjc ( Base Colector built in potential )
  12. MJE ( Base Emitter junction grading coeficient)
  13. MJC ( Base Colector junction grading coeficient)
  14. IKF ( Corner for forward b light current roll off )
  15. ISE ( Base emitter leakage saturation current )

Perancangan dengan PISCES telah dilakukan sebelumnya

  1. Parameter IS
  2. Dari grafik Ic vs VBE (PISCES ) diekstrapolasi sehingga mencapai titik VBE = 0 Volt. Ekstrapolasi dimulai dengan pada kurva IC dengan kemiringan konstan. Nilai yang diperoleh adalah Is.

    Dari grafik diperoleh nilai –16 (Log) jadi Is = 10.E-16.

  3. Parameter BF
  4. dari grafik Ic vs VBE dapat dicari BF. Ekstrapolasi Ib grafik ini sehingga dicapai VBC = 0 Volt. Nilai yang didapat Is/ BFH. Jadi BFm = Is/ 10.E-13.

  5. Parameter RB

Grafik tidak linier :

Diperoleh sudut 12,2 jadi :

Log I/V = tan 12.2 ambil V= 0.8

I = Ib = 10 E.0.8 tan 12.2 = 1,49

RB = V/IB = 0,54 Ohm.

  1. Parameter RC

dari kurva Ic vs VCE

D V = (4,5-2,9V) = 1,6V

RC = = 1,6k.

5. Parameter Vaf

Parameter dapat ditentukan dengan kurva Ic-Vce

  1. tarik garis dari IB sehingga bertemu dengan suatu titik di sumbu x (VOE
  2. titik tersebut VA = -39,3 V
  3. Nilai VA = +39,3 V
  1. Parameter CJE dan CJC
  1. Ekstrak garis saat Vj = 0 V
  2. Tentukan kapasitansi saat Vj = 0 Volt

Cje = 1,35E-15.13.E9 = 3,9 pF

Cjc = 2,175.E-15.3.10E3 = 6,375 pF

  1. Parameter Vje dan VJC

  1. tentukan titik kurva mulai bergerak keatas.
  2. Nilai parameter = nilai titk tersebut pada VBE VJE = 0,6 Volt Vjc = 0,7 Volt

  1. Parameter NE

Parameter ini ditentukan dari grafiik IC dan IB vs VBE . Untuk daerah linear kita dapatkan nilai n=1

Dari grafik didapat :

  1. Parameter Eg
  2. Karena yang digunakan pada perancangan adalah silikon , maka nilai Eg ( Energi Gap Band )-nya adalah 1,11 eV

  3. Parameter MjE
  4. Merupakan konstanta pada daerah deplesi pada persambungan antara basis & emiter. Asumsi pada tugas sebelumnya yaitu digunakan junction emiter yang linearly groded, sehingga MjE = 0,333 .

  5. Parameter MjC
  6. Merupakan konstanta pada daerah deplesi pada persambungan antara basis & kolektor. Untuk junction kolektor ini digunakan abrupt junction sehingga MjC = ½ = 0,5

  7. Parameter IKF

Nilai Parameter ini didapat dari grafik kcVs " BE. Prosedur pencariannya yaitu :

  1. Ekstrapolasi antara 2 slope pada Ic ( Slope q/KT dan q/KT )
  2. Perpotongan antara kedua garis ekstrapolasi tersebut adalah IKF dilihat pada bagian arus
  3. Nilai ICF dilihat pada bagian arus .

Dari grafik didapat nilai –4.6 , jadi IKF=10m ,6A = 3,5.10-5A

  1. Parameter ISE

Nilai parameter ini didapat Dari grafik IBVSVBE juga. Langkah pencarianya yaitu :

  1. Bagian linear tegangan rendah (arus rendah ) pada IB dieksrapolasi sampai dengan mencapai VBE = 0
  2. Nilai perpotongan dengan VBE = 0 adalh nilai ISE = -15 (log) Jadi ISE = adalh 10-15A

Analisa dengan PSPICE

Parameter yang didapat sekarang dapat digunakan untuk mengeluarkan karateristik output dan BJT .Hasil plot dari PSPICE dilampirkan .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Perbedaan antara hasil keluaran PISCES dengan PSPKE terlihat , meskipun tidak terlalu jauh. Hasil ini dimungkinkan karena untuk mendapatkan parameter parameter banyak dilakukan pendekatan secara ekstrapolasi (Galat cukup besar). Cara pendekatan keduanya berbeda

Secara analitik perbedaan lebih besar karena pendekatan yang dilakukan dalam analitik banyak dilakukan pengertian untuk memudahkan perhitungan.