OrCAD PSpice. Анализ электрических цепей

Значение по умолчанию для напряжения отсечки V_to=–2,5 В. Пример типового входного файла, используемого для получения выходных характеристик, приведен ниже:

Output Curves for GaAsFET

VOD 2 0 12V

VGS 1 0 0V

BFET 2 1 0 B1; узлы стока, затвора и истока

.MODEL B1 GAsFET (Vto=-2.5 B=0.3 Rg=1 Rd=1 Rs=1 Vbi=0.5V)

.DC VDD 0 12V 0.2V VGS 0 -3V 1V

.PROBE

.END

Выполните моделирование на PSpice, затем используйте Probe, чтобы получить графики ID(BFET), приведенные на рис. 11.18. Убедитесь, что I_DSS=429 мА.

Рис. 11.18. Выходные характеристики арсенид-галлиевого транзистора

Задачи

Обратите внимание: в PSpice параметр BETA для JFET определяется как

11.1. Определите с помощью PSpice ток стока I_D и напряжение на стоке V_DS для схемы с JFET-транзистором, показанной на рис. 11.19, при значениях V_PO=2 В и I_DSS=5 мА.

Рис. 11.19

11.2. Найдите значения точки покоя I_D и V_DS для схемы с JFET-транзистором, показанной на рис. 11.20. Транзистор имеет те же характеристики, что и в предыдущей задаче.

Рис. 11.20

11.3. В схеме на рис. 11.21 для МОП-транзистора со встроенным каналом найдите значения I_D, V_GS и V_DS c помощью анализа на PSpice при I_DSS=5 мА и V_PO=2 B.

Рис. 11.21

11.4. В схеме полевого транзистора JFET, приведенной на рис. 11.22, I_DSS=8 мА и V_PO=5,0 В. В рабочей точке g_d=0,3 мС. С помощью анализа на PSpice найдите коэффициент усиления по напряжению v₀|v_i для низких частот.

Рис. 11.22

11.5. Усилитель на базе транзистора JFET показан на рис. 11.23. Заданы значения r_d=100 кОм и g_m=2850 мкС. Используйте PSpice, чтобы найти коэффициент усиления по напряжению v₀|v_s.

Рис. 11.23

11.6. Параметры усилителя на МОП-транзисторе, показанного на рис. 11.24: V_T=2,5 В, (β=0,6 А/В² и r_d=120 кОм. Используйте PSpice, чтобы найти коэффициент усиления по напряжению v₀|v_s.

Рис. 11.24

11.7. Схема прерывателя показана на рис. 11.25. На вход схемы включен источник синусоидального напряжения v_i с частотой 1 кГц и амплитудой, меньшей чем V_РO. Управляющее напряжение v_g имеет прямоугольную форму при частоте 2 кГц. Используйте анализ на PSpice/Probe, чтобы получить выходное напряжение v₀.

Рис. 11.25

12. Четырехполюсники и пассивные фильтры

В некоторых случаях схема может быть представлена в виде «черного ящика», имеющего два входных и два выходных полюса. Компоненты внутри могут быть либо неизвестны, либо не нужны для схемотехнического анализа, который необходимо выполнить. Такие схемы называются четырехполюсниками могут представлять собой набор резисторов, линию электропередачи, фильтр и т.п. Они могут даже содержать активные элементы.

Параметры четырехполюсников

Четырехполюсники имеют два входных полюса со стороны источника сигнала и два выходных полюса со стороны нагрузки. Для анализа этих цепей можно сначала узнать набор параметров, определяющих цепь, а затем использовать уравнения, составленные исходя из этих параметров. Этот метод анализа особенно полезен, когда изменяются источник сигнала и нагрузка, а сам четырехполюсник остается неизменным. Мы рассмотрим различные примеры, применяя для описания четырехполюсников параметры y, z, h и ABCD.

Определение y-параметров

Базовые уравнения для определения параметров проводимости четырехполюсника:

I₁ = y₁₁V₁ + y₁₂V₂;

I₂ = y₂₁V₁ + y₂₂V₂.

Рис. 12.1. Четырехполюсник 

На рис. 12.1 представлен четырехполюсник с условными направлениями токов и напряжений. Проводимости в сомножителях, содержащих V₁, можно вычислить при V₂=0 из выражений:

Таким образом, у₁₁ определяется как отношение I₁ к V₁ при V₂=0, а у₁₂ — как отношение I₂ к V₁ при V₂=0. Аналогично

Эти y-параметры называются параметрами проводимости короткого замыкания четырехполюсника (short-circuit admittance parameters) и могут быть найдены с помощью PSpice. В качестве примера рассмотрим простую цепь, состоящую из резисторов.

На рис. 12.2 показана Т-образная схема, состоящая из трех резисторов. Чтобы найти у₁₁ и y₂₁ закоротим выход четырехполюсника (полюсы справа), обеспечив тем самым условие V₂=0. На вход четырехполюсника подадим напряжение V₁=1 В. Входной файл при этом имеет вид:

Input and Transfer Admittances

V1 1 0 1V

R1 1 2 12

R2 0 2 3

R3 2 0 6

.DC V1 1V 1V 1V

.ОРТ nopage

.PRINT DC I(R1) I(R2); для y11 and y21

.END

Рис. 12.2. Т-образная схема замещения