Дж. Кеоун - OrCAD PSpice. Анализ электрических цепей

Чтобы выполнить анализ переходных процессов, просто выберите PSpice, Run и получите желательные результаты.

В Probe получите графики напряжения на коллекторе V(3) и на базе V(1), и отметьте изменения в их уровнях по сравнению с предыдущим анализом. В качестве упражнения найдите размах колебаний (двойную амплитуду) для каждого напряжения, которые должны составлять v(3)=3,35 В и v(1)=19,3 мВ, что соответствует коэффициенту усиления по напряжению A v =174. Обратите внимание, что коэффициент усиления ненамного меньше, чем в случае, когда BF= 255,9. Графики показаны на рис. 15.17.

Рис. 15.17. Временные диаграммы для входного и выходного напряжений при h FE = 100

**** 10/02/99 10:11:05 *********** Evaluation PSpice (Nov 1998) **************

** circuit file for profile: Bjtcases *Libraries:

* Local Libraries :

.LIB *.\bjtcase.lib"

* From [PSPICE NETLIST] section of pspiceev.ini file:

.lib nom.lib

*Analysis directives:

.TRAN 0 0.6ms 0 0.6us

.PROBE

*Netlist File:

.INC "bjtcase-SCHEMATIC1.net"

* Alias File:

**** INCLUDING bjtcase-SCHEMATIC1.net ****

* source BJTCASE

Q_Q1 3 1 4 Q2N2222

V_VCC 2 0 12V

R_RE 4 0 220

R_RC 2 3 4.7k

R_R2 10 3.3k

R_R1 2 1 40k

R_ Rs 1A 1B 50

C_Cb 1B 1 15uF

С_Ce 4 0 15uF

V_Vs 1A 0

+SIN 0 10mV 5kHz 0 0 0

**** RESUMING bjtcase-schematic1-bjtcases.sim.cir ****

.INC "bjtcase-SCHEMATIC1.als"

**** INCLUDING bjtcase-SCHEMATIC1.als ****

*.ALIASES

Q_Q1 Q1(c=3 b=1 e=4 )

V_VCC VCC(+=2 -=0 )

R_RE RE(1=4 2=0 )

R_RC RC(1=2 2=3 )

R_R2 R2(1=1 2=0 )

R=R1 R1(1=2 2=1 )

R_Rs Rs(1=1A 2=1B )

С_Cb Cb(1=1B 2=1 )

C_Ce Ce(1=4 2=0 )

V_Vs Vs(+=1A -=0 )

.ENDALIASES

**** RESUMING bjtcase-schematic1-bjtcases.sim.cir ****

.END

Unable to find index file bjtease.ind for library file bjtcase.lib

Making new index file bjtcase.ind for library file bjtcase.lib

Index has 1 entries from 1 file(s).

** circuit file for profile: Вjtcases

**** BJT MODEL PARAMETERS

Q2N2222

NPN

IS 14.340000E-15

BF 100

NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE

( 1) .8768 ( 2) 12.0000 ( 3) 7.1059 ( 4) .2318

( 1A) 0.0000 ( 1B) 0.0000

VOLTAGE SOURCE CURRENTS

NAME CURRENT

V_VCC -1.319E-03

V_Vs 0.000E+00

TOTAL POWER DISSIPATION 1.58E-02 WATTS

Рис. 15.18. Выходной файл при h FE = 100

Выходной файл для схемы с измененным параметром транзистора показан на рис. 15.18. Обратите внимание на новое значение BF= 100, которое мы изменили перед выполнением анализа. Также обратите внимание на раздел в выходном файле, содержащий инструкции:

Unable to find index file bjtcase.ind for library file bjtcase.lib

Making new index file bjtcase.ind for library file bjtcase.lib

Index has 1 entries from 1 file(s).

Это означает, что изменение в параметрах не могло бы быть найдено из предыдущего анализа и что был создан новый индексный файл для новой библиотеки bjtcase.lib. Индексный файл не является текстовым, но bjtcase.lib может быть просмотрен при двойном щелчке на нем или же открыт в Notepad. В PSpice этот файл выглядит, как на рис. 15.19. Если вы хотите просмотреть всю типовую библиотеку устройств eval.lib, ищите ее в

C:\Program Files\OrCAD Demo\Capture\library\PSpice

Рис. 15.19. Индексный файл при BF = 100

Когда вы найдете файл eval.lib, дважды щелкните на нем и программа OrCAD будет загружена с листингом всех имеющихся в библиотеке устройств. [9] Лучше всего найти этот файл системой поиска, имеющейся в Windows. Для этого достаточно в графе «Файлы и папки» набрать Capture, и из появившегося списка выбрать Capture\library. ( Примеч. переводчика ). Он должен быть подобен листингу, показанному в приложении Е.

В главе 3 h -параметры для транзистора использовались, чтобы показать, как академическая модель для биполярного транзистора (BJT) обрабатывается в PSpice. В модели были использованы два зависимых источника Е и F. Когда эта схема получена в Capture, ее едва можно узнать, так как Е и F показаны как два четырехполюсника с входными полюсами слева и выходными справа. На рис. 3.7 усилитель ОЭ показан при входном сигнале в 1 мВ. Хотя на схеме был показан входной источник переменного напряжения, было указано, что мы могли бы обмануть PSpice, получив полезную информацию при анализе на постоянном токе (для точки покоя) и интерпретировав затем результаты для переменного тока. Это экономит время и усилия, если схема не содержит реактивных элементов.

Мы можем теперь создать схему в Capture, дав этому проекту имя hparmod и использовав в нем источник постоянного напряжения V s =1 мВ и резисторы R s =1 кОм, R i =1,1 кОм, R 0=40 кОм и R L =10 кОм. Поскольку выходной ток F определяет ток базы I b , входные полюса подключены последовательно с резисторами R s и R i и выходными полюсами источника Е , входные полюса компонента Е должны быть подключены параллельно резистору R 0, как и показано на схеме (рис. 15.20). При этом нет необходимости использовать V 0, как на рис. 3.7, поскольку эту роль выполняют выходные полюса источника Е . Установим следующие значения коэффициентов усиления: F =50 (для h fe ) и Е =2,5Е-4 (для h re ). Пронумеруйте узлы и подготовьте конфигурацию моделирования, используя имя hparmods и запросив анализ для получения параметров смещения. Должны быть установлены опции анализа .OP и «Calculate small-signal DC gain (.TF).» Используйте для входного источника имя V s и для выходной переменной величину V(4).

Рис. 15.20. Модель в h -параметрах для биполярного транзистора BJT

Выполните моделирование и проверьте отсутствие ошибок. Если их нет, закройте выходной файл и используйте Word, чтобы распечатать сокращенную версию этого файла, как показано на рис. 15.21. Сравните ваши результаты с показанными на рис. 3.8. Полученные значения должны быть теми же, но нумерация узлов должна отличаться. Обратите внимание, что путем включения «проверки» с помощью команды .TF мы получили V(4)/V_Vs=-2,000Е+02 и входное сопротивление относительно V_Vs равным 2,0000Е+03 и выходное сопротивление относительно V(4) равным 8.400Е+03. Мы снова убеждаемся, что при использовании PSpice, как в главе 3, для анализа потребовалось значительно меньше времени, чем для анализа в Capture, при котором схема моделировалась более громоздким способом.

**** 10/02/99 20:25:15 *********** Evaluation PSpice (Nov 1998) **************

** circuit file for profile: hparmods

*Libraries:

* Local Libraries :

* From [PSPICE NETLIST] section of pspiceev.ini file:

.lib nom.lib

*Analysis directives: