3.5. Анализ схем на постоянном токе (dc analysis)
Расчет передаточных характеристик. Схема измерения статических входных и выходных характеристик биполярных транзисторов приведена на рис. 1.4. Для снятия выходных характеристик биполярного транзистора (см. рис. 1.4, а) к его базе подключается источник постоянного тока I1 (компонент ISOURCE), к коллектору — источник постоянного напряжения V1 (компонент BATTERY). При снятии входных характеристик (см. рис. 1.4, б) источник тока в базовой цепи транзистора заменяется на источник напряжения (компонент BATTERY).
а) б)
Рис. 1.4. Схемы для снятия характеристик биполярного транзистора: а) — выходных; б) — входных.
Переход в режим расчета передаточных характеристик по постоянному току осуществляется командой Analysis/DC (<Alt>+<3>). В открывающемся следом окне DC Analysis Limits на строках Variable 1, Variable 2 указываются имена варьируемых источников, диапазоны их изменений — на строках Range.
Для построения выходных характеристик по оси X откладывается напряжение коллектор-эмиттер транзистора Vce(Q1), по оси Y — ток коллектора Ic(Q1). Для построения входных характеристик по оси X — напряжение база-эмиттер Vbe(Q1), по оси Y — ток базы Ib(Q1).
Загрузить из каталога ПРИМЕРЫ готовый схемный файл BJT_ОЭ_Вых.cir.
Щелкнув левой клавишей мыши по транзистору открыть окно его параметров. Нажать кнопку Plot. Построится семейство выходных характеристик транзистора для данной модели (ее можно менять). Посмотреть также все остальные доступные из этого окна характеристики прибора (Ic vs. Uce, DC current Gain — зависимость коэффициента передачи тока базы от тока коллектора, Vce saturation voltage — зависимость напряжения насыщения транзистора от тока коллектора, Beta vs. Frequency — частотная характеристика ). Таким образом, через окно параметров модели доступны графики основных характеристик полупроводникового прибора. Закрыть окно модельных параметров, не меняя ничего в нем.
Запустить анализ по постоянному току, выполнив команду Analysis DC (<Alt>+<3>). В открывшемся окне DC analysis limits обратить внимание на способы изменения источников для построения семейства выходных характеристик и форматы их задания в столбце Range — максимальное значение, начальное, шаг.
Запустить анализ, нажав кнопку RUN. Выполнить команду Scope/Label Branches для того, чтобы подписать характеристики в семействе. Объяснить полученные характеристики, исходя из параметров модели и диапазонов изменения источников напряжения и тока. Выполнить команду Scope/Delete All Objects.
Построить семейство выходных характеристик Ic(Uce) при двух температурах окружающей среды T=27C и T=47C. Подписать полученные характеристики, выполнив команду Scope/Label Branches. Объяснить вид полученных характеристик. Завершить анализ, нажав <F3>, и закрыть текущую схему без сохранения.
Загрузить из каталога ПРИМЕРЫ готовый схемный файл BJT_ОЭ_Вх.cir.
Запустить анализ по постоянному току, выполнив команду Analysis/DC (<Alt>+<3>). В открывшемся окне DC analysis limits обратить внимание на способы изменения источников для построения входных характеристик и форматы их задания в столбце Range — максимальное значение, начальное значение, шаг. Запустить анализ. Объяснить полученные характеристики.
Построить входные Ib(Ube) характеристики при двух температурах окружающей среды T=27C и T=47C. Объяснить вид полученных характеристик. Завершить анализ, нажав <F3> и закрыть текущую схему без сохранения.
Оформить отчет о проделанной работе.