Der Bipolartransistor BC547 und sein SMD-Pendant BC847 sollten eigentlich weitgehend identische Parameter haben. Nicht so in LTSpice. Hier scheint der BC847 viel langsamer zu sein als sein bedrahteter Bruder. Meiner Meinung nach ist das Modell für den BC547 falsch, es scheint das Sättigungsverhalten (Speicherzeit) nicht richtig zu berücksichtigen. Im beigefügten Screenshot ist das gut zu sehen. Für die praktische Anwendung als invertierender 3.3->5V Pegelumsetzer fehlt natürlich noch die Baker-Klemmdiode.
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Diese Allerweltstransistoren werden gar nicht so detailliert spezifiziert.
Genau in diesem Zusammenhang ist es mir auch aufgefallen. Und: Dass der BC337 (in echt) noch viel langsamer ist, was ich nicht erwartet hatte.
Stefan ⛄ F. schrieb: > Und: Dass der BC337 (in echt) noch viel langsamer ist, was ich nicht > erwartet hatte. Da hilft der Blick in Datenblatt, solltest du halt machen. Spice modelle muß man sehr gründlich prüfen ob die gewünschten/relevanten Parameter auch korrekt hinterlegt sind. sonst kommt es halt zu obigem...
Andrew T. schrieb: > Da hilft der Blick in Datenblatt, solltest du halt machen. Um ehrlich zu sein überfordert mich das fachlich. Für meine Basteleien reicht mir die Erkenntnis, dass der schwächere Transistor schneller ist.
Stefan ⛄ F. schrieb: > Andrew T. schrieb: >> Da hilft der Blick in Datenblatt, solltest du halt machen. > > Um ehrlich zu sein überfordert mich das fachlich. Für meine Basteleien > reicht mir die Erkenntnis, dass der schwächere Transistor schneller ist. Und dann kann man eben auch mal falsch liegen...
Mike schrieb: > Der Bipolartransistor BC547 und sein SMD-Pendant BC847 sollten > eigentlich weitgehend identische Parameter haben. Nicht so in LTSpice. Ja, das ist leider so. Man sollte nicht mit dem 547 simulieren; ich nehme immer den 847. Der ist zumindest näher an der Realität. Der Hauptunterschied ist der Parameter TR, beim 547 mit 1e-32 angegeben, beim 847 und einem weiteren Modell für den 547 bei rund 1e-7. Das könnte man in der standard.bjt auch nachtragen. Oder diese Zeile hinzufügen. Hier mein zweites Modell für den 547, das besser zum 847 passt:
1 | .MODEL bc547b npn (IS=7.443e-11 BF=1343.59 NF=1.42606 VAF=80.4901 IKF=0.427163 ISE=2.4623e-10 NE=2.73946 BR=62.79 NR=1.5 VAR=1.0092 IKR=4.27163 ISC=2.4623e-10 NC=1.9119 RB=0.1 IRB=0.1 RBM=0.1 RE=0.579065 RC=3.01102 XTB=0.1 XTI=2.25359 EG=1.05 CJE=7.34106e-12 VJE=0.586136 MJE=0.33309 TF=5.7202e-10 XTF=4.45797 VTF=26.03 ITF=0.487193 CJC=4.04665e-12 VJC=0.95 MJC=0.343664 XCJC=0.799994 FC=0.8 CJS=0 VJS=0.75 MJS=0.5 TR=1e-07 PTF=0 KF=0 AF=1) |
Andrew T. schrieb: > Da hilft der Blick in Datenblatt, Da muss man sich schon sehr gut auskennen, um die Angaben im Datenblatt und die in einem Spicemodell aufeinander abzubilden. Was vermutlich zielführender ist: Messung und Simulation durch Anpassen des Modells aufeinander abstimmen. Das hat natürlich auch sein Tücken, z.B. parasitäre Effekte durch den Aufbau. Und ist sehr aufwändig; in meiner Zeit an der Uni hat ein Kommilitone in einer halbjährigen Studienarbeit die Spiceparameter eines HF-Transistors ermitteln müssen.
Andrew T. schrieb: > Stefan ⛄ F. schrieb: >> Und: Dass der BC337 (in echt) noch viel langsamer ist, was ich nicht >> erwartet hatte. > > Da hilft der Blick in Datenblatt, solltest du halt machen. Hilft das wirklich? Kennst du ein Datenblatt für den BC547 oder BC337, das die entsprechenden Angaben enthält?
Die Spice Modelle kannst du fast alle vergessen. Die sind zum Teil aus den 90'ern, und waren schon damals falsch und vereinfacht (gerade wenn es um Schaltzeiten oder Rauschen geht). Und was du als BC847B kaufen kannst, ist je nach Hersteller und Jahreszeit irgendwas was meist nicht schlechter ist als das Original aus den 80'ern. Die einzigen, wo ich etwas Vertrauen habe, sind DiodesInc und NXP (früher). Die haben wenigstens aktuelle Modelle. Gruss, Udo
Yalu X. schrieb: > Hilft das wirklich? Kennst du ein Datenblatt für den BC547 oder BC337, > das die entsprechenden Angaben enthält? Du kannst schon froh sein wenn du ein Datenblatt mit relevanten Angaben findest. Oft beziehen sie sich über den Namen implizit auf das Datenblatt des "Originalherstellers". Da stehen dann nur maximale Spannungs und Stromwerte und ein geschätztes Beta drinnen. Der Markt ist einfach tot, und da wird nichts mehr investiert.
Yalu X. schrieb: > Kennst du ein Datenblatt für den BC547 oder BC337, > das die entsprechenden Angaben enthält? Kaum. Man müsste sich hier durcharbeiten: https://www.youspice.com/spice-modeling-of-a-bjt-from-datasheet/
HildeK schrieb: > Mike schrieb: >> Der Bipolartransistor BC547 und sein SMD-Pendant BC847 sollten >> eigentlich weitgehend identische Parameter haben. Nicht so in LTSpice. > > Ja, das ist leider so. Man sollte nicht mit dem 547 simulieren; ich > nehme immer den 847. Der ist zumindest näher an der Realität. Der > Hauptunterschied ist der Parameter TR, beim 547 mit 1e-32 angegeben, > beim 847 und einem weiteren Modell für den 547 bei rund 1e-7. Kuck da: Beitrag "Re: WS2812B 800KHz PWM mit Transistor Pegelwandler" Ich zitier mich mal selbst: jo> Was LT dem Programm an Modell-Parametern beilegt, kommt von anderen jo> Herstellern, im Fall des BC547B, BC847B und 2N2369 wohl von NXP jo> (Ableger von Philips). jo> jo> Die TR (reverse transit time) scheint mir beim BC547B mit jo> 10e-32 sek jedenfalls etwas suspekt. jo> jo> Das PSpice Modell von ON Semiconductor (Motorola Abkömmlig) meint, jo> dass beim BC547 ein BTR von 1e-07 passen würde. jo> jo> Damit scheinen mir die 9e-8 des BC847B schon eher glaubhaft. Ich jedenfalls habe in meiner LT-Lib alle NXP-Transistoren mit TR=10e-32 rausgepatcht und durch Transistoren von ON Semiconductor ersetzt.
jo schrieb: > Ich jedenfalls habe in meiner LT-Lib alle NXP-Transistoren mit TR=10e-32 > rausgepatcht und durch Transistoren von ON Semiconductor ersetzt. Keine gute Idee, das kann zu Verwirrung beim Austausch von Simulationsdateien führen.
jo schrieb: > Kuck da: Ich danke dir im Nachhinein nochmals für dein Modell; ja genau daher hatte ich es. 😀
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jo schrieb: > Ich jedenfalls habe in meiner LT-Lib alle NXP-Transistoren mit TR=10e-32 > rausgepatcht und durch Transistoren von ON Semiconductor ersetzt. Na dann schau dir mal das angehängte Bild an. Das Transistormodel ist von onsemi.com heruntergeladen worden.
ArnoR schrieb: > H. H. schrieb: >> Zeig mal. > > Im Anhang. Macht Mist! Muss mal sehen weshalb. Bitte zweite ASC Datei nehmen!
H. H. schrieb: > Macht Mist! Muss mal sehen weshalb. Sag ich doch. Ich hab es auch nochmal neu in TINA importiert, mit gleichem Ergebnis. H. H. schrieb: > Bitte zweite ASC Datei nehmen! Ich nehme gar keine ASC-Datei, benutze kein LTSpice.
ArnoR schrieb: > H. H. schrieb: >> Macht Mist! Muss mal sehen weshalb. > > Sag ich doch. Ich hab es auch nochmal neu in TINA importiert, mit > gleichem Ergebnis. > > H. H. schrieb: >> Bitte zweite ASC Datei nehmen! > > Ich nehme gar keine ASC-Datei, benutze kein LTSpice. Das zeigt, dass es wirklich an den Parametern liegt. Aber bei schneller Durchsicht ist mir nichts aufgefallen. Bei LTSpice ist ein D45H11 dabei, der macht den Unsinn auch.
H. H. schrieb: > Das zeigt, dass es wirklich an den Parametern liegt. So ist es. Hier ist ein Ausschnitt des Modells:
1 | IS=9.73033e-13 |
2 | BF=139.321 |
3 | NF=0.705063 |
4 | ISE=8.51339e-09 |
5 | BR=13.9321 |
NF ist viel zu klein. Das sollte ungefähr bei 1 liegen, kann auch etwas größer, aber nur minimal kleiner sein. ISE ist normalerweise deutlich kleiner als IS, hier aber um 4(!) Größenordnung größer. BR ist zu groß, erst recht für einen Leistungstransistor, bei dem das BF nur 139 ist. Die Zahlenwerte deuten darauf hin, dass hier ohne nachzudenken oder gar zu messen einfach mal BR = BF / 10 genommen wurde. Trägt man für diese drei Parameter (vor allem für NF und ISE) vernünftige Werte ein, dann klappt es auch mit der Simulation.
HildeK schrieb: > Andrew T. schrieb: >> Da hilft der Blick in Datenblatt, > > Da muss man sich schon sehr gut auskennen, um die Angaben im Datenblatt > und die in einem Spicemodell aufeinander abzubilden. Eigentlich sollten die Hersteller doch zusätzlich zum Datenblatt auch die Spice-Parameter zur Verfügung stellen. Das dachte ich zumindestens bis eben. Aber z.B. bei onsemi ist die Datei BC547.lib 0 Byte groß. https://www.onsemi.com/design/resources/design-resources/models?rpn=BC547 https://www.onsemi.com/pub/collateral/bc547.lib Gefunden habe ich noch diese Seite https://www.eevblog.com/forum/projects/ltspice-bc547-vs-bc847/msg715154/#msg715154 Die Modellparameter sind aber unbekannter Herkunft. Das die Parameter von Exemplar zu Exemplar stark streuen ist klar. D.h. den BC547 gibt es nicht. Da muss man ggf. mehrere Simulationen mit variierten Parametern machen.
Yalu X. schrieb: > NF ist viel zu klein. Das sollte ungefähr bei 1 liegen, kann auch etwas > größer, aber nur minimal kleiner sein. > > ISE ist normalerweise deutlich kleiner als IS, hier aber um 4(!) > Größenordnung größer. > > BR ist zu groß, erst recht für einen Leistungstransistor, bei dem das BF > nur 139 ist. Die Zahlenwerte deuten darauf hin, dass hier ohne > nachzudenken oder gar zu messen einfach mal BR = BF / 10 genommen wurde. Könnte sein, dass das Model für niedrige Kollektor-Emitter Spannung gemacht ist. Da passt das GP Spice Model bei Leistungstransistoren nur sehr schlecht. Man braucht damit je nach Arbeitspunkt unterschiedliche Modelle. BR wird fast immer ignoriert genauso wie Avalancheeffekte, die ja auch schon weit vor dem Durchbruch auftreten. Was ich schlimmer finde, ist dass LTSpice da völligen Blödsinn ausgibt, der physikalisch unmöglich ist. Da sollte doch irgendeine Überprüfung auf Plausibilität drinnen sein.
Diese Überprüfung würde wieder Rechenzeit kosten und wie soll dann die Reaktion sein? Aber vermutlich hat da sowieso niemand dran gedacht. Da gab's doch noch diese Geschichte mit der Erzeugung einer negativen Spannung per interner Elektronenemission oder so. Müßte googlen... (Mit Handy jetzt nicht) Bei dem hier vorhandenen doch recht niedrigem Belastungswiderstand fällt das aber flach.
Beitrag #6944193 wurde von einem Moderator gelöscht.
udok schrieb: > Was ich schlimmer finde, ist dass LTSpice da völligen Blödsinn ausgibt, > der physikalisch unmöglich ist. Ach wo, wenn das Modell eben so ist... Du kennst doch das GP-Modell?
udok schrieb: > Was ich schlimmer finde, ist dass LTSpice da völligen Blödsinn ausgibt, > der physikalisch unmöglich ist. Da sollte doch irgendeine Überprüfung > auf > Plausibilität drinnen sein. Manchmal will man bewusst eine Simulation mit unrealistischen Parametern durchführen. Das Schöne an Simulationen ist ja, das genau dieses möglich ist. Ein Transistor mit negativem U_CEsat ähnlich sinnvoll oder sinnlos wie ein negativer Widerstand. Dieser wird von Spice ebenfalls akzeptiert, obwohl es ein Leichtes wäre, den Widerstandswert schon beim Einlesen der Netzliste auf >0 zu prüfen. Ein Transistormodell ist ungleich komplexer, weswegen es sehr aufwendig wäre, dessen Parameter auf Unmsetzbarkeit in der realen Welt zu prüfen. Oft entsteht die Fehlfunktion eines Modells erst im Zusammenspiel mehrerer Parameter, von denen jeder einzelne durchaus plausibel ist. Ich sehe gerade, dass das fragliche Transistormodell automatisch generiert wurde. Das genutzte Tool heißt MODPEX und ist entweder fehlerhaft oder wurde mit falschen oder ungeeigneten Messdaten gefüttert. Oft wird in solche Tools so sehr vertraut, dass es nicht als nötig empfunden wird, deren Output wenigstens noch einmal rudimentär zu überprüfen.
Ja da hast du sicher recht. Bei OPamp Modellen schaut es noch viel trostloser aus. Ich bin jedenfalls sehr vorsichtig geworden, was Spice Simulationen betrifft. Auch wenn LTSpice für mich ein super Tool für Entwurfsarbeit und Prinzipstudien ist. Im Prinzip passen die Ergebnisse, und unkritische Sachen funktionieren auch. Aber wenn man es wirklich wissen will, muss man einen Testaufbau machen.
Es gibt für manche Simulatoren auch angepasste Tools zum Erstellen der Modelparameter, z.B. "Parts" in PSpice oder "Tilia" in TINA. Damit habe ich auch schon Modelle gebastelt für die der Hersteller gar nichts geliefert hatte. Z.B. einmal ein Model für einen HF-Mosfet von Mitsubishi, das war überraschend gut. Man braucht allerdings ein sehr gutes Datenblatt.
udok schrieb: > Aber wenn man es wirklich wissen will, muss man einen Testaufbau machen. Ja, daran führt kein Weg vorbei. Aber ohne vorherige Simulation braucht man u.U. gleich mehrere Testaufbauten, bis man den richtigen Lösungsansatz gefunden hat. Auch nach der Validierung der Simulation durch einen Testaufbau möchte man gerne verschiedene Bauteilparameter variieren, um zu sehen, ob die Schaltung "gerade so" funktioniert, oder ob sie robust genug ist, um auch mit Parameterstreuungen zurecht zu kommen. In der Simulation kann man dafür in derselben Zeit sehr viel mehr Fälle durchspielen als durch ständiges Tauschen von Teilen in der realen Schaltung. Zudem hat man für reale Tests so gut wie nie Bauteilexemplare zur Verfügung, die den gesamten Toleranzbereich der einzelnen Parameter abdecken. Da geht nur in der Simulation, wo man sich sowohl beliebig gute als auch beliebig schlechte Bauteile erstellen kann.
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Abdul K. schrieb: > Da gab's doch noch diese Geschichte mit der Erzeugung einer negativen > Spannung per interner Elektronenemission oder so. Müßte googlen... (Mit > Handy jetzt nicht) > Bei dem hier vorhandenen doch recht niedrigem Belastungswiderstand fällt > das aber flach. Meintest du den Artikel von Bob Pease? Siehe Anhang. Arno
Falls es interessiert: In https://www.youspice.com/spice-modeling-of-a-bjt-from-datasheet/ wird (zufällig) ein BC547 modelliert. Ich hab die Seite nur schnell überflogen, aber die Methode scheint nachvollziehbar.
jo schrieb: > Ich hab die Seite nur schnell überflogen, aber die Methode scheint > nachvollziehbar. Ich hab ein wenig genauer geschaut und sehe: "We begin with the parameters that can be set to their default values without significant influence on the modeling. let’s Assume XTI=3, EG=1.11 eV, XTB=0, TR=10ns, FC= 0.5." Da ist TR dabei, das ist gerade der Wert, der bei den Modellen in LTSpice offensichtlich falsch ist und die Beobachtung vom TO erklärt.
Das Problem ist ja nicht das Modellieren, sondern die Frage wie man zu echten Daten kommt. Die Datenblätter sind da meist zu dürftig.
udok schrieb: > Das Problem ist ja nicht das Modellieren, sondern die Frage wie > man zu > echten Daten kommt. Die Datenblätter sind da meist zu dürftig. Die Datenblätter sind aber das was die Hersteller garantieren, der Rest ist Zufall...
udok schrieb: > Das Problem ist ja nicht das Modellieren, sondern die Frage wie man zu > echten Daten kommt. Die Parameter eines Transistor-Spicemodells sind an vielen Stellen Daten, die aus andern Betrachtungen herrühren. Beispiel Early-Spannung; das ist kein Wert, der in einem Datenblatt direkt vermerkt ist. Man könnte ihn zwar ableiten aus der meist angegebenen Ausgangskennlinie, aber eine Zahl ist nicht genannt - die ist auch vom Kollektorstrom abhängig. Man könnte mit der für den praktischen Einsatz des Transistors nicht viel anfangen. Manche sind sicher aus den Angaben im Datenblatt ableitbar. Für die anderen müsste man messen, wie es auch auf der genannten Seite beschrieben ist.
HildeK schrieb: > Beispiel Early-Spannung; > das ist kein Wert, der in einem Datenblatt direkt vermerkt ist. Man > könnte ihn zwar ableiten aus der meist angegebenen Ausgangskennlinie, Die Early-Spannung wird von den Tools auch aus der Steigung der Ausgangskennlinie ermittelt. > aber eine Zahl ist nicht genannt Ich habe noch Datenbücher, wo das drinsteht. > die ist auch vom Kollektorstrom abhängig. Der Ausgangswiderstand ist stromabhängig, die Early-Spannung aber nicht wesentlich.
HildeK schrieb: > jo schrieb: >> Ich hab die Seite nur schnell überflogen, aber die Methode scheint >> nachvollziehbar. > > Ich hab ein wenig genauer geschaut und sehe: > "We begin with the parameters that can be set to their default values > without significant influence on the modeling. let’s Assume XTI=3, > EG=1.11 eV, XTB=0, TR=10ns, FC= 0.5." > > Da ist TR dabei, das ist gerade der Wert, der bei den Modellen in > LTSpice offensichtlich falsch ist und die Beobachtung vom TO erklärt. Die Aussage im zitierten Faden war, dass Transistoren mit TR=1.00E-32 in LTspice bei der Sperrverzögerung Mist fabrizierten. Wenn man dort 'normale' Werte einsetzte, kamen brauchbare Ergebnisse raus. TR (reverse transit time - for b-c diffusion capacitance) scheint mir wichtig, wenn es um die Sperrverzögerung geht (ich erinnere an den Millereffekt) - führt hier jetzt aber zu weit, daher durchwühle ich jetzt auch nicht das zugrunde liegende BJT-Modell (1). Der BC547B ist in der LT-Lib mit TR=1.00E-32 gelistet. Da kommen wir "langsam" Richtung Planck-Zeit (5.4e-44 s) ... Was www.youspice.com für den BC547 zusammen fabuliert (TR=10ns) ist sicher auch nicht ganz koscher. Wenn dann noch ein 2N2369 (mir als nicht ganz so lahmer Schalttransitor bekannt) mit TR=1.073u aufwartet, kann gefühlsmäßig was nicht stimmen. Ich hatte aber schon immer dafür plädiert, für Schaltanwendungen ausschließlich Schalttransitoren einzusetzen, da - a) die Datenblätter die relevanten Größen listen und - b) daraus abgeleitet auch die Qualität der Modelle für Schaltanwendungen besser geeignet scheinen. Was www.youspice.com sich da antut, nur um ein paar wenige Modellparameter zu bestimmen - ich denke, das macht deutlich, dass das ein Einzelner nicht leisten kann. Viel mehr wollte ich mit dem Hinweis auf youspice auch nicht sagen. -jo (1) vgl. https://class.ece.uw.edu/cadta/hspice/chapter_14.pdf S.40, 56
Hier: https://www.eevblog.com/forum/projects/ltspice-bc547-vs-bc847/47 wurde auch schon mal diskutiert. Viel Rätselraten, nur Einigkeit daß die Modelle von BC547 und BC847 unterschiedlich sind.
udok schrieb: > Die Spice Modelle kannst du fast alle vergessen. > > Die sind zum Teil aus den 90'ern, und waren schon damals falsch und > vereinfacht (gerade wenn es um Schaltzeiten oder Rauschen geht). > Und was du als BC847B kaufen kannst, ist je nach Hersteller und > Jahreszeit irgendwas was meist nicht schlechter ist als das Original aus > den 80'ern. Das Problem ist, dass die Daten, die man so im Internet findet, schon x-mal umkopiert und modifiziert wurden, sodass keiner mehr weiß wie man darauf vertrauen kann oder wo die Daten herkommen. Und selber solche Modelle zu erstellen ist eben extrem aufwändig und den meisten Leuten, mich eingeschlossen, fehlt es dazu an den notwendigen Kenntnissen.
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