Читаем OrCAD PSpice. Анализ электрических цепей полностью

OrCAD PSpice. Анализ электрических цепей

В качестве упражнения получите графики токов через С_Е и тока через R_Е. Для сравнения можно построить и ток эмиттера. График тока эмиттера можно получить как –IE(Q1). Обратите внимание на фазовые соотношения между различными токами и между напряжением на эмиттере и входным напряжением.

Триггер на биполярных транзисторах

Рис. 10.22. Триггер на биполярных транзисторах

Триггер, использующий транзисторы BJT npn-типа, показан на рис. 10.22. Для обеспечения правильной работы в этом мультивибраторе с двумя устойчивыми состояниями один транзистор должен находиться в режиме глубокой отсечки, в то время как другой транзистор должен быть насыщен. Допустим, что в начальном состоянии транзистор Q₁ заперт, а транзистор Q₂ включен. Воспользуемся стандартными методами анализа:

Этого обратного смещения достаточно, чтобы запереть Q₁. Определим ток коллектора для другого транзистора, вычислив I_RC2 и I_R2:

полагая, что V₄=0.

Ток коллектора транзистора Q₂ будет соответствовать разности:

I_C2 = I_RC2 – I_R2 = 5,35мА.

При этом минимальный ток базы I_В2, необходимый для насыщения Q₂, равен

Ток базы можно найти как разность двух компонентов:

приняв V₅=0.

Ток базы I_В2 транзистора Q₂ равен:

I_B2 = I_R1 – I_R4 = 0,58 мА,

и имеет значение, намного превышающее минимум, требуемый для насыщения.

Так как схема симметричная, и мы предполагали, что изначально транзистор Q₁ включен, а транзистор Q₂ выключен, анализ приведет к аналогичным результатам, если начальное состояние транзисторов будет противоположным.

Анализ на PSpice

Чтобы выполнить анализ на PSpice, примем, что транзистор Q₁ заперт, как мы делали в стандартном анализе. Учтем это во входном файле, применив команду .NODESET. Входной файл при этом принимает вид:

BJT Flip-flop (Q1 off)

VCC 3 0 12V

VBB 6 0 -12V

RC1 3 2 2.2k

RC2 3 4 2.2k

R1 2 5 15k

R2 4 1 15k

R3 1 6 100k

R4 5 6 100k

Q1 2 1 0 QN

Q2 4 5 0 QN

.MODEL QN NPN(IS=1E-9 BF=30 BR=1 TF=0.2ns TR=5ns)

.NODESET V(4)=0.15V; допустим, что Q2 включен (насыщен)

.OP

.DC VCC 12V 12V 12V

.PRINT DC I(RC1) I(RC2) I(R1) I(R2)

.END

Значение .NODESET для V(4)=0,15 В представляет собой начальное условие, которое используется при анализе на PSpice. Когда итеративный процесс решения закончится, это значение, вероятно, изменится.

Проведите анализ на PSpice и убедитесь, что напряжения узлов и токи смещения близки к полученным при стандартном схемотехническом расчете. Отметим также, что приведенные в выходном файле под заголовком BIPOLAR-JUNCTION TRANSISTORS значения эксплуатационного режима напряжений, токов и b??!! близки к тем, которые ожидались. Результаты показаны на рис. 10.23.

ВJТ Flip-flop (Q1 оff)