Зададимся токами :

I_R1 = 0.6 mA;

I_R2 = 0.06 mA;

I_R4 = 0.3 mA;

I_R5 = 1.4 mA;

I_Э4 = I_R5 - I_R1 - I_R2 - I_R4 = 0.4 mA

_т - тем­пе­ра­тур­ный по­тен­ци­ал _т = 26 mB

При этих ис­ход­ных дан­ных по­лу­чим:

R₁=(U_оп-U_эб1)/I_R1 = (1.2-0.6)/0.6*10^-3= 1kOм

R₂=(U_оп-U_эб3)/I_R2 = (1.2-0.6)/0.06*10^-3=11 kOм

R₃=_т/I_R1 ln(I_R1/I_R2)=2.6*10^-3/0.06*10^-3 ln(0.6/0.06)=959 Oм

R₄=U_эб4/I_R4 = 0.6/0.3*10^-3 = 2 kOм

R₅ =(U_вых-U_оп)/I_R5 = (15-1.2)/1.4*10^-3 = 9851,14 Oм

Пример 2

Автоматизированное исследование источника опорного напряжения.

Расчет 1 Примера 2.

Проводим одновариантный расчет статического режима схемы. По результатам расчета определяем потенциалы всех узлов, а также токи транзисторов

Программа для автоматизированного расчета:

(Sobashnikov)

r1 1 2 1k

r2 1 3 11k

r3 4 0 959

r4 1 5 2k

r5 1 6 9851

q1 2 2 0 tna

q2 3 2 4 tna

q3 5 3 0 tna

q4 0 5 1 tpa

v1 6 0 15

.lib lab.lib

.op

.end

Результаты расчета:

U1	U2	U3	U4	U5	U6
1.3600	0.6508	0.6305	0.621	0.7669	15

	Q1,TNA	Q2,TNA	Q3,TNA	Q4,TPA
Iб	4.26e-06	4.96e-04	2.02e-06	-2.75e-05
iс	7.05e-04	6.43e-05	3.24e-04	-2.85e-04

Вывод: ручной расчет совпадает с автоматическим. Это можно видеть из сравнительной таблицы:

	IR1, мA	IR2, мA	IR3, мA	IR4, мA	IR5, мA
ЭВМ	0.705	0.0643	0.0643	0.324	1.4426
Теория	0.6	0.06	0.06	0.3	1.4

I_r1 = I_с1; I_с2 = I_с2; I_r4 = I_с3; I_r3 = I_k2;

I_R5 = I_с1 + I_с2 + I_с3 + I_с4

Расчет 2 примера 2.

Проводим автоматизированное исследование температурной нестабильности ИОН, изменяя температуру от -20 до +80 С через 10С, при вариации резистора R2 в пределах от 7 до 14 кОм. По результатам расчета выбираем R2 оптимальное, при котором температурная нестабильность ИОН минимальная.

Программа для автоматизированного расчета:

(Sobashnikov)

r1 1 2 rb 1k

r2 1 3 rbs 10k

r3 4 0 rb 1k

r4 1 5 rb 2k

r5 1 6 rb 9857

q1 2 2 0 tna

q2 3 2 4 tna

q3 5 3 0 tna

q4 0 5 1 tpa

v1 6 0 dc 15

.lib lab.lib

.model rb res (r=1 tc1=1.65m tc2=6.5U)

.model rbs res (r=1 tc1=1.65 tc2=6.5U)

.dc lin temp -20 80 10 res rbs(r) 0.7 1.4 0.05

.probe

.end

Директивой .model задаем температурно зависимые модели сопротивлений rb и rbs, при этом сопротивления будут зависеть от температуры следующим образом:

r=r₀[1+tc1(t-t₀)+tc2(t-t₀)2],где

t₀ -начальная температура 27С;

t -текущая температура;

r₀ -исходный номинал - сопротивление при 27С.

С помощью директивы .dc проводим многовариантный расчет по постоянному току. При этом варьируются два параметра: температура и значение резистора r2. Температура изменяется от -20 до +80 С через 10С. Такое изменение температуры будет проведено для каждого значения резистора r2.

Результаты расчета:

В результате получаем семейство зависимостей напряжения от температуры при разных r2 (см. график 2).

Выбираем r2=11 кОм (см. график 3). Этому значению соответствует наиболее прямая линия на графике (т.е. изменение U наименьшее).

Определяем абсолютный температурный дрейф:

c1=27.568 1.3758

c2=79.646 1.3738

dif=-52.078 2.0082m

получаем минимальный абсолютный температурный дрейф

2,0082m/52.078=0.038 mВ/С при t=27С ;

для максимального:

c1=-19.825 1.0557

c2=79.649 944.265m

dif=-99.474 111.412m, при t=27С примерно получаем 1 В.

Относительный температурный дрейф:

[ 0,038 / (1,3758*1000) ]*100%=0,00278 %/ С

Вывод: получили относительный дрейф в 2,8 раза лучше, чем в техническом задании, где было указано значение относительного температурного дрейфа 0,01 %/ С.

Расчет 3 Примера 2.

Осуществляем поверочный расчет статического режима и определяем схемные функции для окончательной схемы ИОН, полученной по результатам расчета 2. Для этого в исходных данных расчета 1 примера 2 изменяем r2 на r2-оптимальное, полученное по результатам расчета 2 и вводим дополнительную директиву.

Программа для автоматизированного расчета:

(Sobashnikov)

r1 1 2 1k

r2 1 3 11k

r3 4 0 1k

r4 1 5 2k

r5 1 6 9857

q1 2 2 0 tna

q2 3 2 4 tna

q3 5 3 0 tna

q4 0 5 1 tpa

v1 6 0 15

.lib lab.lib

.op

.tf v(1) v1

.end

Директивой .tf v(1) v1 мы определяем схемную функцию: отношение напряжения узла 1 к напряжению U1. Директива .tf позволяет осуществлять расчет малосигнальных передаточных функций в режиме по постоянному току после линеаризации цепи в окрестности рабочей точки, поэтому перед ней стоит директива .op.

Результаты расчета:

U1	U2	U3	U4	U5	U6
1.3320	0.6498	0.6308	0.0622	0.7364	15.0000

Ku=v(1)/v1=1.948E-03 Rвх=9.876E+03 Rвых=1.92E+01

Вывод: данные расчета 3 практически совпадают со значениями напряжений расчета 1.

Расчет 4 Примера 2.

Проводим расчет частотных характеристик ИОН. При этом изменяем частоту от 100 Гц до 10мгц (5 точек на декаду).

Изменения в v1:

v1 6 0 dc 15 ac 1

где dc-постоянное напряжение 15 В;

ac-переменная составляющая 1 В.

Дополнительная директива:

.ac dec 5 100 10meg - Провести расчет ЧХ: 5 точек на декаду от 100 Гц до 10 МГц. ( При этом исключаем директивы .op и .tf ).

Программа для автоматизированного расчета:

(Sobashnikov)

r1 1 2 1k

r2 1 3 11k

r3 4 0 1k

r4 1 5 2k

r5 6 1 9857

q1 2 2 0 tna

q2 3 2 4 tna

q3 5 3 0 tna

q4 0 5 1 tpa

v1 6 0 dc 15 ac 1

.ac dec 5 100 10meg

.lib lab.lib

.probe

.end

Результаты расчета:

График зависимости представлен на графике 4. Частотная характеристика представляет собой зависимость напряжения узла 1 от частоты, построенную в логарифмическом масштабе.

Вывод: из ЧХ видно, что на низких частотах Uоп от частоты не зависит, но, начиная примерно со 100кГц (высокие частоты), это напряжение начинает увеличиваться с увеличением частоты.