
- •СОДЕРЖАНИЕ
- •ПРЕДИСЛОВИЕ
- •ВВЕДЕНИЕ
- •МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ПРАКТИЧЕСКИМ ЗАНЯТИЯМ
- •1. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ДИОДОВ
- •1.2. Нелинейная модель полупроводникового диода
- •1.3. Алгоритм определения параметров нелинейной модели диода
- •1.4. Практическое занятие
- •1.5. Контрольные вопросы
- •2.1. Выпрямители напряжения
- •2.2. Параметрический стабилизатор напряжения
- •2.3. Практическое занятие
- •2.4. Контрольные вопросы
- •3. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРОВ
- •3.1. Классификация моделей биполярных транзисторов
- •3.2. Модель Эберса – Молла
- •3.3. Малосигнальная физическая Т-образная эквивалентная схема
- •3.4. Формальная модель (система h-параметров)
- •3.5. Модель Гуммеля – Пуна
- •3.6. Частотные свойства биполярных транзисторов
- •3.7. Упрощенная малосигнальная эквивалентная схема усилителя
- •3.9. Контрольные вопросы
- •4. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРОВ
- •4.1. Модель Шихмана – Ходжеса
- •4.2. Дифференциальные параметры полевых транзисторов
- •4.4. Аппроксимация вольт-амперных характеристик
- •4.5. Влияние температуры на вольт-амперные характеристики
- •4.6. Практическое занятие
- •4.7. Контрольные вопросы
- •5.1. Принцип действия усилителя
- •5.2. Схемы стабилизации положения рабочей точки
- •5.3. Расчет усилителя с эмиттерной стабилизацией
- •5.4. Практическое занятие
- •5.5. Контрольные вопросы
- •6.1. Основные характеристики и параметры
- •6.2. Анализ усилительного каскада на биполярном транзисторе с ОЭ
- •6.3. Анализ усилительного каскада на биполярном транзисторе с ОБ
- •6.4. Анализ усилительного каскада на биполярном транзисторе с ОК
- •6.5. Алгоритмы расчета малосигнального усилителя
- •6.6. Практическое занятие
- •6.7. Контрольные вопросы
- •7. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ УСИЛИТЕЛИ
- •7.1. Усилители постоянного тока
- •7.2. Устройство и принцип действия дифференциального усилителя
- •7.3. Расчет параметров дифференциального усилителя
- •7.4. Способы улучшение параметров дифференциального усилителя
- •7.5. Схемотехника источников тока
- •7.6. Варианты реализации дифференциальных усилителей
- •7.7. Практическое занятие
- •7.8. Контрольные вопросы
- •8.2. Согласование усилителя с нагрузкой
- •8.3. Режимы работы активного элемента в усилителях мощности
- •8.4. Схемы бестрансформаторных двухтактных усилителей мощности
- •8.5. Расчет двухтактного бестрансформаторного усилителя мощности
- •8.6. Практическое занятие
- •8.7. Контрольные вопросы
- •9. ОПЕРАЦИОННЫЕ УСИЛИТЕЛИ
- •9.1. Основные параметры и классификация
- •9.2. Обратные связи
- •9.3. Упрощенная принципиальная схема операционного усилителя
- •9.4. Инвертирующий усилитель
- •9.5. Неинвертирующий усилитель
- •9.6. Повторитель напряжения
- •9.7. Усилитель разностного сигнала
- •9.8. Амплитудно-частотная характеристика
- •9.9. Выбор операционного усилителя при проектировании
- •9.10. Практическое занятие
- •9.11. Контрольные вопросы
- •10. ЭЛЕКТРОННЫЕ КЛЮЧИ НА БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРАХ
- •10.2. Быстродействие транзисторного ключа
- •10.3. Расчет ключа на биполярном транзисторе
- •10.4. Практическое занятие
- •10.5. Контрольные вопросы
- •11. АВТОКОЛЕБАТЕЛЬНЫЕ МУЛЬТИВИБРАТОРЫ
- •11.1. Принцип действия мультивибратора с емкостными коллекторно-базовыми связями
- •11.2. Повышение быстродействия мультивибратора
- •11.3. Практическое занятие
- •11.4. Контрольные вопросы
- •12. МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ В СИСТЕМЕ OrCAD
- •12.1. Порядок работы с модулем Schematics
- •12.2. Входной файл модуля PSpice A/D
- •12.3. Запуск оболочки Schematics на выполнение
- •12.4. Чтение файла принципиальной схемы с диска
- •12.5. Сохранение файла принципиальной схемы на диске
- •12.6. Создание и редактирование принципиальной схемы
- •12.7. Размещение символов компонентов
- •12.8. Редактирование параметров компонентов
- •12.9. Размещение электрических связей
- •12.10. Создание задания на моделирование
- •12.13. Многовариантный расчет любых характеристик схемы при изменении любых ее параметров (Parametric)
- •12.14. Расчет любых характеристик схемы при изменении температуры (Temperature)
- •12.15. Расчет переходных процессов и спектральный анализ (Transient)
- •12.16. Расчет передаточных функций по постоянному току (Transfer Function)
- •12.18. Запуск программы моделирования на выполнение
- •12.19. Просмотр результатов анализа
- •12.20. Модели аналоговых компонентов
- •12.20.1. Задание параметров компонентов
- •12.20.2. Пассивные компоненты
- •12.20.3. Независимые источники сигналов
- •12.20.4. Управляемые источники сигналов
- •12.20.5. Полупроводниковые приборы
- •12.20.6. Макромодели
- •12.20.7. Операционные усилители
- •12.21. Подключение библиотек и других файлов
- •12.21.1. Подключение библиотек символов компонентов
- •12.21.2. Подключение библиотек параметров математических моделей компонентов
- •ЛИТЕРАТУРА
- •Приложение 6 Семейства входных Iб = f (Uбэ ) и выходных Iк = f (Uкэ ) статических ВАХ транзисторов с ОЭ

Рис. 12.28 |
Рис. 12.29 |
Рис. 12.30
12.20.Модели аналоговых компонентов
12.20.1.Задание параметров компонентов
Параметры компонентов указываются несколькими способами. Порядок задания параметров при работе с оболочкой Schematics описан в подразд. 12.8. При составлении текстового файла это можно осуществить двумя способами:
непосредственно в предложении, описывающем включение компонента в схему;
с помощью директивы .MODEL:
.MODEL <имя модели> [AKO:<имя модели прототипа>] <имя типа модели>
+([<имя параметра>=<значение> [<спецификация случайного разброса
+значения параметра>]])
Вданной директиве:
<имя модели> – имя модели компонента схемы, состоящее из последовательности символов латинского алфавита и цифр; общая длина имени не должна превосходить 131 символ (рекомендуется не более 8 символов). Например: RSOUR, KT315V, KD226A и т.д.;
<имя модели прототипа> – ссылка на имя модели прототипа, что позволяет указывать только значения различающихся параметров;
<имя типа модели> – определяет тип компонента.
В табл. 12.7 приведены имена типов моделей основных компонентов.
Таблица 12.7
Имена типов моделей основных компонентов
Имя типа модели |
Тип компонента |
CAP |
Конденсатор |
D |
Диод |
IND |
Индуктивность |
NJF |
Полевой транзистор с каналом n-типа |
NPN |
Биполярный n-p-n-транзистор |
PJF |
Полевой транзистор с каналом p-типа |
PNP |
Биполярный p-n-p-транзистор |
RES |
Резистор |
Вдирективе .MODEL в круглых скобках указывается список значений параметров модели компонента (недостающим в списке параметрам присваиваются значения по умолчанию).
Примеры:
.MODEL RSOUR RES (R=1.5 TC1=0.1 TC2=0.001)
.MODEL KD226 D (IS=1E-10)
.MODEL KT315A NPN (IS=1E-10 BF=50 DEV=5%)
.MODEL CC CAP (C=1 DEV=0.2)
.MODEL KT315B AKO:KT315A NPN (BF=150)
Каждый параметр может принимать случайные значения относительно своего номинального значения в соответствии со значением параметра <специ-
фикация случайного разброса значения параметра>, который учитывается только при статистическом анализе.
Директива .MODEL может быть помещена в файл библиотеки моделей имя_библиотеки.lib, доступ к которому осуществляется с помощью директивы .LIB:
.LIB [«имя файла библиотеки»]
Вфайле библиотеки содержится описание моделей одного или нескольких компонентов, параметры компонента вводятся по директиве .MODEL, или под-
схем, описанных директивами .SUBCKT/.ENDS. В этом же файле могут быть помещены комментарии и обращения к другим библиотекам.
Примеры:
.LIB «BIPRUS.LIB»
.LIB «D:\PSPICE\LIB\BIPRUS.LIB»
12.20.2. Пассивные компоненты
Резистор. Стандартный резистор из библиотеки УГО имеет имя (Part) R и описывается двумя параметрами:
VALUE – номинальное значение сопротивления резистора; TOLERANCE – относительное отклонение сопротивления резистора от
его номинального значения, выраженное в процентах.
В текстовом файле резистор описывается предложением
RXXX <+узел> <–узел> [имя модели] <значение> [TC=<TC1>[,<TC2>]],
где XXX – произвольная алфавитно-цифровая последовательность общей длиной не более 7 символов, которая пишется слитно с символом R и вместе с ним образует имя компонента.
Примеры:
1.Резистор сопротивлением 2 кОм с именем R1 включен между узлами 15 и 0: R1 15 0 2K
2.Задание сопротивления резистора и температурного коэффициента сопротивления:
R3 1 2 1.4E4 TC=0.005
3.Задание резистора с помощью его модели:
R12 5 0 RTEMP 5K
.MODEL RTEMP RES (R=3 DEV=5% TC1=0.01)
Параметры модели резистора приведены в табл. 12.8.
Таблица 12.8
Параметры модели резистора
Обозначение |
Параметр |
Размерность |
Значение |
|
по умолчанию |
||||
|
|
|
||
R |
Масштабный множитель сопротивления |
|
1 |
|
TC1 |
Линейный температурный коэффициент |
oC−1 |
0 |
|
|
сопротивления |
|
|
|
TC2 |
Квадратичный температурный коэффи- |
oC−2 |
0 |
|
|
циент сопротивления |
|
|
|
TCE |
Экспоненциальный температурный ко- |
% /o C |
0 |
|
|
эффициент сопротивления |
|
|
Если в описании резистора [имя модели] опущено, то его сопротивление равно параметру <значение> в омах. Если [имя модели] указано и в директиве
.MODEL отсутствует параметр TCE, то сопротивление резистора определяется выражением
< значение > ×R ×[1+ TC1(T - Tnom) + TC2(T - Tnom)2 ];
если задан параметр TCE, то сопротивление резистора
< значение > ×R ×1,01TCE(T −Tnom) ,
где T – текущее значение температуры, Tnom = 27oC – номинальная температура. Конденсатор. Стандартный конденсатор из библиотеки УГО имеет имя
(Part) C и описывается следующими параметрами:
VALUE – номинальное значение емкости конденсатора;
IC – начальное значение постоянного напряжения на конденсаторе при расчете переходных процессов;
TOLERANCE – относительное отклонение емкости конденсатора от ее номинального значения, выраженное в процентах.
В текстовом файле конденсатор описывается предложением
CXXX <+узел> <–узел> [имя модели] <значение> [IC=<начальное значение на- пряжения>]
Примеры:
C1 15 0 56pF
C2 3 9 0.5pF IC=1.5V
C3 4 6 CMOD 10uF
.MODEL CMOD CAP (C=2.5 TC1=0.01 VC1=0.2)
Параметры модели конденсатора приведены в табл. 12.9.
|
Параметры модели конденсатора |
Таблица 12.9 |
||
|
|
|||
|
|
|
|
|
Обозначение |
Параметр |
Размерность |
Значение |
|
по умолчанию |
||||
|
|
|
||
C |
Масштабный множитель емкости |
|
1 |
|
VC1 |
Линейный коэффициент напряжения |
В−1 |
|
|
VC2 |
Квадратичный коэффициент напряжения |
В−2 |
|
|
TC1 |
Линейный температурный коэффициент |
oC−1 |
0 |
|
|
емкости |
|
|
|
TC2 |
Квадратичный температурный коэффи- |
oC−2 |
0 |
|
|
циент емкости |
|
|
Если в описании конденсатора [имя модели] опущено, то его емкость равна параметру <значение> в фарадах, в противном случае она определяется выражением
< значение > ×C(1+ VC1× V + VC2 × V2 )[1+ TC1(T - Tnom) + TC2(T - Tnom)2 ],
где V – напряжение на конденсаторе при расчете переходных процессов. Индуктивность. Стандартная индуктивность из библиотеки УГО имеет
имя (Part) L и описывается следующими параметрами: VALUE – номинальное значение индуктивности;
IC – начальное значение постоянного тока через катушку индуктивности при расчете переходных процессов;