Читаем OrCAD PSpice. Анализ электрических цепей полностью

OrCAD PSpice. Анализ электрических цепей

Дж. Кеоун

Входные характеристики схемы с общим эмиттером

Входные характеристики могут быть получены из входного файла, который ссылается на встроенную модель следующим образом:

BJT Input Characteristics

IBB 0 1 100uA

Rs 1 0 1000k

RL 2 3 1k

Q1 2 1 0 BJT

VCC 3 0 12V

.MODEL BJT NPN

.DC IBB 0 100uA 1uA

.PROBE

.END

Из рис. 9.21 видно, что для этой модели npn-транзистора значение V_BE в активной области составляет около 0,8 В. Поскольку оно приблизительно на 0,1 В выше, чем то же значение в применявшейся нами ранее собственной модели для BJT, стандартная модель даст результаты, которые несколько отличаются от полученных ранее.

Рис. 9.21. Входная характеристика для схемы на рис. 9.19

Другие активные полупроводниковые приборы

Приложения А, В и D содержат распечатки моделей для других активных устройств, включая «В— GaAsFET» и «М — MOSFET». С точки зрения обучения вам полезнее использовать собственные модели для транзисторов и других устройств. Это позволит вам решать, какая из моделей более всего соответствует ситуации. Применение встроенных моделей в более сложных случаях позволит вам устанавливать параметры, которые в простых моделях не могут учитываться.

Дифференциальные усилители

Дифференциальный усилитель используется в качестве первого каскада ОУ. В простейшем случае он напоминает схему на рис. 9.22. Для анализа мы используем встроенную модель для npn-транзистора, применив согласованную пару для Q1 и Q2, выбрав R_s1=R_s2=1 кОм и R_c1=R_c2=2 кОм.

Рис. 9.22. Дифференциальный усилитель (режим с дифференциальными входами)

Коэффициент усиления при дифференциальном входе

Коэффициент усиления при работе в режиме дифференциального входа найдем, установив V_s1=–V_s2=V_s/2. Коэффициент усиления аппроксимируется выражением:

Для анализа выберем V_s=1 мВ, задав V_s1=0,5 мВ и f=1 кГц. Воспользовавшись встроенной моделью, вычислите ожидаемое значение A_d. Чтобы предсказать результаты, примите h_fe=100 и h_ie=2 кОм. Анализ должен дать значение A_d=33,3. Чтобы получить в выходном файле переменные составляющие, используйте команду .PRINT, как показано во входном файле:

Model for Differential Amplifier VS1 1 0 AC 0.5raV; Vs1 = -Vs2 = Vs/2

VS2 0 8 AC 0.5mV; This gives difference-mode operation

RSI 2 1 1k

RS2 7 8 1k

RE 3 9 5k

RC1 4 5 2k

RC2 5 6 2k

VCC 5 0 12V

VEE 0 9 6V

Q1 4 2 3 BJT

Q2 6 7 3 BJT

.AC LIN 1 1000Hz 1000Hz

.MODEL BJT NPN

.OPT nopage

.PRINT ACV(1) V(2) V(3) V(4) V(5) V(6) V(7) V(8)

.TF V(4) VS1

.END

Проведите анализ и получите распечатку выходного файла. Если вы удалите ненужную информацию, вы уменьшите этот файл до одной страницы объемом менее 60 строк. Проверьте, что A_d=V₀|V_s1=V(4)/V(1)=33,4. Обратите внимание на порядок следования узлов при описании входных напряжений V_s1 и V_s2 во входном файле. Кроме того, обратите внимание на то, что в выходном файле под заголовком «SMALL-SIGNAL CHARACTERISTICS» приведено отношение для соответствующих напряжений смещения. Нас же в большей степени интересует отношение переменных составляющих, приведенных в нижней части выходного файла на рис. 9.23.

Model for Differential Amplifier

**** CIRCUIT DESCRIPTION

VS1 1 0 AC 0.5mV ; Vs1 = -Vs2 = Vs/2

VS2 0 8 AC 0.5mV ; This gives difference-mode operation