ЖАНРЫ

OrCAD PSpice. Анализ электрических цепей

Кеоун Дж.

Шрифт:

VTh = RThIB + VBE + RE(hFE + 1);

1,333В = (4,444 кОм)IB + 0,8В + 100 Ом (80+1).

Решая последнее уравнение относительно IВ, получим

IВ = 42,5мкА.

Поскольку IC = hFEIВ, коллекторный ток равен 3,4 мА. Эмиттерный ток равен сумме коллекторного и базового токов и составляет 3,44 мА. Воспользуемся полученными значениями токов, чтобы рассчитать потенциалы узлов 3, 4 и, наконец, узла 1.

Напряжение на коллекторе равно:

V3 = Vcc + RcIc = 12 – (1 кОм)(3,4 мА) = 8,6В.

Напряжение на эмиттере:

V4 = REIE = (100 Ом)(3,4 мА) = 0,344В.

Напряжение на базе:

V1 = VBE + V4 = 0,8 + 0,344 = 1,144В.

Хотя решение было несложным, оно все же заняло некоторое время. Если изменить параметры цепи, решение должно быть получено снова. С помощью PSpice получать повторные решения намного проще.

BJT Biasing Circuit

VCC 2 0 12V

R1 2 1 40k

R2 1 0 5k

RC 2 3 1k

RE 4 0 100

Q1 3 1 4 QN

.MODEL QN NPN(BF=80)

.dc VCC 12V 12V 12V

.OP

.OPT nopage

.PRINT dc I(R1) I(R2) I(RC) I(RE) .END

 Выбранное для транзистора имя должно начинаться с буквы Q. Узлы 3, 1 и 4 — это узлы коллектора, базы и эмиттера, соответственно. Команда .MODEL содержит выбранное нами имя модели (QN — имя, выбранное для встроенной модели биполярного npn-транзистора). Запись BF=80 задает статический коэффициент усиления транзистора по постоянному току b равным 80. Результат анализа на PSpice приведен на рис. 0.11. Значения токов и напряжений соответствуют ранее вычисленным.

**** 06/13/99 14:30:18 *********** Evaluation PSpice (Nov 1998) **************

BJT Biasing Circuit

**** CIRCUIT DESCRIPTION

VCC 2 0 12V

R1 2 1 40k

R2 1 0 5k

RC 2 3 1k

RE 4 0 100

Q1 3 1 4 QN

.MODEL QN NPN(BP=80)

.dc VCC 12V 12V 12V .OP

.OPT nopage

.PRINT dc I(R1) I(R2) I(RC) I(RE)

.END

**** BJT MODEL PARAMETERS

QN

NPN

IS 100.000000E-18

BF 80

NF 1

BR 1

NR 1

CN 2.42

 D .87

**** DC TRANSFER CURVES TEMPERATURE = 27.000 DEG С

VCC I(R1) I(R2) I(RC) I(RE)

1.200E+01 2.713E-04 2.293E-04 3.366E-03 3.408E-03

**** SHALL SIGNAL BIAS SOLUTION TEMPERATURE = 27.000 DEG С

NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE

( 1) 1.1464 ( 2) 12.0000 ( 3) 8.6345 ( 4) .3408

VOLTAGE SOURCE CURRENTS

NAME CURRENT

VCC -3.637E-03

TOTAL POWER DISSIPATION 4.36E-02 WATTS

**** OPERATING POINT INFORMATION TEMPERATURE = 27.000 DEG С

**** BIPOLAR JUNCTION TRANSISTORS

NAME Q1

MODEL QN

IB 4.21E-05

IС 3.37E-03

VBE 8.06E-01

VBC -7.49E+00

VCE 8.29E+00

BETADC 8.00E+01

GM 1.30E-01

RPI 6.15E+02

RX 0.00E+00

RO 1.00E+12

CBE 0.00E+00

CBC 0.00E+00

CJS 0.00E+00

BETAAC 8.00E+01

CBX/CBX2 0.00E+00

FT/FT2 2.07E+18

Рис. 0.11. Выходной файл для схемы рис. 0.10

В главе 3 эта схема исследована более детально для использования биполярного транзистора в усилителе с общим эмиттером. Среди прочих параметров будут найдены коэффициенты усиления по току и напряжению, а также входное и выходное сопротивления каскада.

1. Анализ цепей на постоянном токе

Цепи постоянного тока важны не только сами по себе, но и потому, что многие приемы, применяемые при их анализе, используются и при анализе цепей переменного тока. В действительности анализ большинства электронных цепей и приборов может быть проведен одними и теми же методами.

Вводный пример

Наиболее важным свойством последовательной цепи из трех резисторов, подсоединенных к источнику постоянного напряжения (рис. 1.1), является то, что через все ее элементы течет один и тот же ток.

Рис. 1.1. Последовательная цепь с тремя резисторами

Другое важное ее свойство заключается в том, что приложенное напряжение (50 В) делится между резисторами прямо пропорционально их сопротивлению. Например, падение напряжения на резисторе в 150 Ом втрое больше падения напряжения на резисторе сопротивлением 50 Ом. Применяя концепцию деления напряжения, легко найти падение напряжения на каждом элементе, даже не зная тока в цепи. Так, напряжение на R3 равно:

Поделиться с друзьями: