OrCAD PSpice. Анализ электрических цепей

NODE VOLTAGE   NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE

( 1) 5.029E-06 ( 2) .7635   ( 3) 9.2744  ( 4) 18.0000

VOLTAGE SOURCE CURRENTS

NAME CURRENT

VDD -9.915E-04

TOTAL POWER DISSIPATION 1.78E-02 WATTS

**** JFETS

NAME  JFET

MODEL JM

ID    9.92E-04

VGS  -7.63E-01

VDS   8.51E+00

GM    8.91E-04

GDS   0.00E+00

CGS   0.00Е+00

CGD   0.00Е+00

Рис. 11.5. Выходной файл с результатами анализа схемы на рис. 11.4

Рис. 11.6 Выходные характеристики схемы на рис. 11.4

Используем теперь значение I_DSS, полученное в PSpice, чтобы найти V_GSS. В следующем уравнении I_DSS представляет собой ток стока при насыщении:

Откуда при I_DS=0,992 мА, I_DSS=-1,78 мА и VP=3 В после преобразований получим V_GS=0,78 В и затем

Значения V_GS и g_m согласуются с показанными на рис. 11.5.

Усилители на полевых транзисторах

Можно преобразовать схему смещения, показанную на рис. 11.4, в усилитель напряжения, добавив два конденсатора и источник переменного напряжения (рис. 11.7). Приведенный ниже входной файл предназначен для анализа на переменном токе при f=5 кГц:

n-Channel JFET Amplifier circuit

VDD 4 0 18V

vi 1a 0 ac 1mV

Cb 1a 1 15uF

Cs 2 0 15uF

RG 1 0 0.5MEG

RS 2 0 770

RD 4 3 8.8k

JFET 3 1 2 JM

.MODEL JM NJF (RD=10 RS=10 VT0=-3V BETA=0.2m)

.DC VDD 18V 18V 18V

.OP

.OPT nopage

.PRINT DC I(RD) I(RS) I(RG)

.ac lin 1 5kHz 5kHz

.PRINT ac i(RD) v(3) v(1) v(2)

.END

Рис. 11.7. Усилитель на транзисторе JFET

Выходной файл показан на рис. 11.8. Просмотрите результаты анализа и убедитесь, что переменная составляющая напряжения на стоке V(3)=7,77 мВ, что дает коэффициент усиления по напряжению 7,77. Это близко к значению, получаемому из аппроксимирующего уравнения

A_v = g_mR_D = (0,891 мС) (8,8 кОм) = 7,8 

**** 07/29/99 14:40:00 *********** Evaluation PSpice (Nov 1998) **************

n-Channel JFET Amplifier circuit

VDD 4 0 18V

vi 1a 0 ac 1mV

Cb 1a 1 15uF

Cs 2 0 15uF

RG 1 0 0.5MEG

RS 2 0 770

RD 4 3 8.8k

JFET 3 1 2 JM

.MODEL JM NJF(RD=10 RS=10 VTO=-3V BETA=0,2m)

.DC VDD 18V 18V 18V

.OP

.OPT nopage

.PRINT DC I(RD) I(RS) I(RG)

.ac lin 1 5kHz 5kHz

.PRINT ac i(RD) v(3) v(1) v(2)

.END

**** Junction FET MODEL PARAMETERS

     JM

     NJF

VTO -3

BETA 200.000000E-06

RD   10

RS   10

VDD       I(RD)     I(RS)     I(RG)

1.800E+01 9.915E-04 9.915E-04 1.006E-11

NODE  VOLTAGE   NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE

( 1)  5.029E-06 ( 2) .7635   ( 3) 9.2744  ( 4) 18.0000

( 1a) 0.0000

VOLTAGE SOURCE CURRENTS

NAME CURRENT

VDD -9.915E-04

vi   0.000E+00

TOTAL POWER DISSIPATION 1.78E-02 WATTS

**** JFETS

NAME  JFET

MODEL JM

ID    9.92E-04

VGS  -7.63E-01

VDS   8.51E+00

GM    8.91E-04

GDS   0.00E+00

CGS   0.00E+00

CGD   0.00E+00

**** AC ANALYSIS TEMPERATURE = 27.000 DEG С

FREQ      I(RD)     V(3)      V(1)      V(2)

5.000E+03 8.828E-07 7.768Е-03 1.000Е-03 1.873E-06

Рис. 11.8. Выходной файл с результатами анализа схемы на рис. 11.7 

Временные диаграммы усилителей

Чтобы получить временные диаграммы синусоидального входного напряжения и напряжения на стоке, необходимо несколько изменить входной файл. Входное напряжение задается синусоидальной функцией

vi 1a 0 sin (0 1mV 5kHz)

Анализ переходных процессов выполняется с помощью команды

.TRAN 0.02ms 0.6ms