1.2 Порядок выполнения лабораторной работы

1.2.1 Моделирование вольт-амперной характеристики (вах) диода

а) Построение схемы

Запустить программу Micro-Cap и составить схему, изображенную на рис. 1. 9.

Рисунок 1.9 – Схема для моделирования ВАХ диода

Для удобства размещения элементов на рабочем поле схем активировать опцию Grid (Сетка) в панели инструментов. Далее, поочередно активируя опции Ground (Общий провод) , Battery (Источник напряжения) , Diode (Диод) и Wire Mode (Провод) , перенести элементы схемы на рабочее поле экрана и соединить между собой. При необходимости поворота элемента нужно его выделить, например, захватив в прямоугольник после нажатия кнопки Select Mode (Выделение элемента) , и, используя функции поворота или зеркального отображения, активируемые кнопками на панели инструментов, повернуть элемент в положение, удобное для размещения в схеме.

При введении в схему источника напряжения и диода программа открывает окна для ввода параметров указанных элементов, которые должны быть установлены пользователем.

Для источника напряжения в окне Value укажем значение атрибута Part=V1. Значения других атрибутов задавать не будем, так как они либо задаются при анализе, либо не используются.

Для диода используем модель $GENERIC, а затем скорректируем ее и введем параметры модели диода Д104А. Для этого в окне Value укажем для атрибута Model= значение D104A. В поле параметров диода введем значения, соответствующие диоду Д104А: IS=5.81E-12, RS=8.1, N=1.15, TT=8.28NS, CJ0=41.2PF, VJ=0.71, M=0.33, FC=0.5, EG=1.11, XTI=3. Остальные параметры оставляем неизменными. (Физический смысл параметров модели диода можно найти в книге В. Д. Разевиг, указанной во введении.)

По окончании ввода схемы необходимо нажать кнопки , , для полного описания схемы на экране.

б) Построение ВАХ диода

Нажать в панели инструментов кнопку Analysis (Анализ) и выбрать вид анализа DC (Анализ по постоянному току). Открывается окно DC Analysis Limits (Ограничения анализа) (рис. 1.10).Установить в окне Sweep (Охват) имя варьируемой переменной Variable 1 – V1, и в окне Range указать диапазон изменения напряжения источника V1, например, 0.8V,0. В нижней части окна DC Analysis Limits необходимо установить параметры графика ВАХ: номер графика (колонка Р) – 1; величину по горизонтали (X Expression) – V(1) – напряжение в точке 1; величину по вертикали (Y Expression) – I(D1) – ток диода; диапазоны изменения величин по осям (X Range, Y Range) – Auto. При изменении ограничений анализа, чтобы каждый раз не устанавливать диапазоны изменения величин по осям, можно один раз установить флажок в окне Auto Scale Ranges.

Запустить анализ кнопкой Run. На экране появится изображение ВАХ диода. Для вывода изображения на печать открыть окно File и нажать кнопку Print Preview для просмотра макета листа результатов анализа. Печать осуществляется нажатием кнопки Print.

Рисунок 1.10 – Окно панели ограничение анализа

Для перехода к окну схемы необходимо последовательно нажать кнопки File и Close или закрыть окно красной кнопкой.

На рис. 1.11 представлена ВАХ диода Д104А, смоделированная с помощью программы Micro-Cap. Ток указан в миллиамперах, напряжение – в вольтах.

Исходная схема и результаты моделирования могут быть сохранены в одном из следующих форматов: bmp, wmf, emf. Для этого необходимо скопировать активное окно программы в буфер обмена, последовательно используя кнопки Edit, Copy to Clipboard, Copy the …, а затем

Рисунок 1.11 – ВАХ диода Д104А

вставить в файл, например, редактора WordPad. Для того чтобы диаграммы и графики, получаемые в результате моделирования, имели при копировании приемлемые размеры, целесообразно перед копированием уменьшить размер активного окна до ¼ экрана путем нажатия соответствующей кнопки на панели инструментов. Для копирования в буфер обмена ограничений анализа (рис. 1.10) необходимо использовать средства операционной системы Windows – одновременно нажать кнопки Ctrl, Alt, PrtSc на клавиатуре.