Выполнение работы
В данном разделе представлен порядок выполнения работы.
Исходные данные
Необходимо вести исходные данные согласно заданному преподавателем номеру варианта. В нашем случае данные соответствуют варианту 5.
Таблица 1 – Исходные данные
№ варианта |
5 |
n |
1.5 |
Работа в Micro-Cap
Исследуемая схема представлена на Рисунок 1.
Рисунок 1 – Исследуемая схема
Выбрав Analysis, DC, получим передаточную характеристику (зависимость выходного напряжения от входного.) представленную на Рисунок 2.
Рисунок 2 – Передаточная характеристика
С помощью передаточной характеристики определим следующие параметры выходного сигнала:
выходное напряжение логической единицы U1вых, В;
выходное напряжение логического нуля U0вых, В;
выходное напряжение логического перепада UЛ = U1вых − U0вых , В.
Выходное напряжение логической единицы U1вых, В:
Выходное напряжение логического нуля U0вых, В:
Выходное напряжение логического перепада UЛ = U1вых − U0вых, В
С помощью функции Node Voltage Micro-Cap заполним Таблица 2.
Рисунок 3 – Схема с включённой функцией Node Voltage
Таблица 2
Транзисторы |
Q1 |
Q2 |
Q3 |
Q4 |
Результаты моделирования при сигнале 1 на входе: |
|
|
||
Потенциал эмиттера, В |
1.966 |
0.768 |
0.385 |
0 |
Потенциал базы, В |
2.234 |
1.528 |
0.807 |
0.768 |
Потенциал коллектора, В |
1.528 |
0.807 |
5 |
0.021 |
Режимы транзисторов: (активный, инверсный, отсечки, насыщения) |
Насыщения |
Насыщения |
Активный |
Насыщенный |
,
эмиттерный переход открыт.
,
коллекторный переход открыт.
Так как оба перехода открыты, то транзистор работает в режиме насыщения.
,
эмиттерный переход открыт.
,
коллекторный переход открыт.
Так как оба перехода открыты, то транзистор работает в режиме насыщения.
,
эмиттерный переход открыт.
,
коллекторный переход закрыт.
Так как эмиттерный переход открыт, а коллекторный переход закрыт, то транзистор работает в активном режиме.
,
эмиттерный переход открыт.
,
коллекторный переход открыт.
Так как оба перехода открыты, то транзистор работает в режиме насыщения.
Далее, выбрав Analysis, Transient, Run, получим временную диаграмму при воздействии на входе прямоугольного отпирающего импульса (Рисунок 4).
Рисунок 4 – Временная диаграмма при воздействии на вход прямоугольного отпирающего импульса
По временной диаграмме необходимо
высчитать
и
.
Рисунок 5 – Временная диаграмма при воздействии на вход прямоугольного отпирающего импульса
По временной диаграмме можно увидеть, чему равно и :
Рассчитаем среднее время переключения по формуле:
Изменим параметры модели транзисторов элемента, определяющие их частотные и импульсные свойства.
Таблица 3 – Параметры транзисторов
Параметр |
Было |
После умножения на 1.5 |
Барьерная ёмкость эмиттерного перехода CJE, пФ |
|
|
Барьерная ёмкость коллекторного перехода CJC, пФ |
|
|
Время пролета TF, с |
|
|
Далее, выбрав Analysis, Transient, Run, получим изменённую временную диаграмму при воздействии на входе прямоугольного отпирающего импульса (Рисунок 6Рисунок 4).
Рисунок 6 – Изменённая временная диаграмма при воздействии на вход прямоугольного отпирающего импульса
По временной диаграмме необходимо высчитать и .
Рисунок 7 – Изменённая временная диаграмма при воздействии на вход прямоугольного отпирающего импульса
По временной диаграмме можно увидеть, чему равно и :
Рассчитаем среднее время переключения по формуле:
