Анализ на PSpice

Анализ на PSpice

Чтобы выполнить анализ на PSpice, примем, что транзистор Q₁ заперт, как мы делали в стандартном анализе. Учтем это во входном файле, применив команду .NODESET. Входной файл при этом принимает вид:

BJT Flip-flop (Q1 off)

VCC 3 0 12V

VBB 6 0 -12V

RC1 3 2 2.2k

RC2 3 4 2.2k

R1 2 5 15k

R2 4 1 15k

R3 1 6 100k

R4 5 6 100k

Q1 2 1 0 QN

Q2 4 5 0 QN

.MODEL QN NPN(IS=1E-9 BF=30 BR=1 TF=0.2ns TR=5ns)

.NODESET V(4)=0.15V; допустим, что Q2 включен (насыщен)

.OP

.DC VCC 12V 12V 12V

.PRINT DC I(RC1) I(RC2) I(R1) I(R2)

.END

Значение .NODESET для V(4)=0,15 В представляет собой начальное условие, которое используется при анализе на PSpice. Когда итеративный процесс решения закончится, это значение, вероятно, изменится.

Проведите анализ на PSpice и убедитесь, что напряжения узлов и токи смещения близки к полученным при стандартном схемотехническом расчете. Отметим также, что приведенные в выходном файле под заголовком BIPOLAR-JUNCTION TRANSISTORS значения эксплуатационного режима напряжений, токов и b??!! близки к тем, которые ожидались. Результаты показаны на рис. 10.23.

ВJТ Flip-flop (Q1 оff)

VCC 3 0 12V

VBB 6 0 -12V

RC1 3 2 2.2k

RC2 3 4 2.2k

R1 2 5 15k

R2 4 1 15K

R3 1 6 100k

R4 5 6 100k

Q1 2 1 0 QN

Q2 4 5 0 QN

.MODEL QN NPN(IS=1E-9 BF=30 BR=1 TF=0.2ns TR=5ns)

.NODESET V(4)=0.15V; guess for Q2 on (in saturation)

.OP

.opt nopage

.DC VCC 12V 12V 12V

.PRINT DC I(RC1) I(RC2) I(R1) I(R2)

.END

**** BJT MODEL PARAMETERS

   QN

   NPN

IS 1.000000E-09

BF 30

NF 1

BR 1

NR 1

TF 200.000000E-12

TR 5.000000E-09

VCC       I(RC1)    I(RC2)    I(R1)     I(R2)

1.200Е+01 6.742E-04 5.421E-03 6.742E-04 1.050E-04

NODE VOLTAGE NODE  VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE

( 1) -1.5012 ( 2)  10.5170 ( 3) 12.0000 ( 4) .0736

( 5) .4037   ( 6) -12.0000

VOLTAGE SOURCE CURRENTS

NAME CURRENT

VCC -6.095E-03

VBB  2.290Е-04

TOTAL POWER DISSIPATION 7.59Е-02 WATTS

**** BIPOLAR JUNCTION TRANSISTORS

NAME     Q1       Q2

MODEL    QN       QN

IB      -1.05E-09 5.503-04

IС       1.02E-09 5.32E-03

VBE     -1.50E+00 4.04E-01

VLC     -1.20E+01 3.30E-01

VCE      1.05Е+01 7.36E-02

BETADC  -9.78E-01 9.66E+00

GM       0.00E+00 2.19E-01

RPI      3.00E+13 1.29E+02

RX       0.00E+00 0.00E+00

RO       1.00E+12 7.40Е+01

CBE      2.00E-22 4.65E-11

CPC      5.00Е-21 6.76Е-11

CJS      0.00E+00 0.00E+00

BETAAC   0.00E+00 2.03E+01

CBX/CBX2 0.00E+00 0.001+00

FT/FT2   0.00E+00 3.00E+08

Рис. 10.23. Выходной файл для схемы на рис. 10.22

Интересно выполнить анализ с противоположными начальными условиями, установленными для Q₁ и Q₂, то есть используя начальное условие V(2)=0,15 В вместо V(4)=0,15 В. Результаты показывают, что роли двух транзисторов BJT изменяются, различные напряжения и токи принимают значения, полученные для другого прибора. Выходной файл приведен на рис. 10.24.

ВJТ Flip-flop (Q1 on)

VCC 3 0 12V

VBB 6 0 -12V

RC1 3 3 2.2k

RC2 3 4 2.2k

R1 2 5 15k

R2 4 1 15k

R3 1 6 100k

R4 5 6 100k

Q1 2 1 0 QN

Q2 4 5 0 QN

.MODEL QN NPN(IS=1E-9 BF=30 BR=1 TF=0.2ns TR=5ns)

.NODESET V(2)=0.15V; guess for Q1 on (in saturation)

.OP

.opt nopage

.DC VCC 12V 12V 12V

.PRINT DC I(RC1) I(RC2) I(R1) I(R2)

.END

**** BJT MODEL PARAMETERS

   QN

   NPN

IS 1.000000E-09

BF 30

NF 1

BR 1

NR 1

TF 200.000000E-12

TR 5.000000E-09

VCC       I(RC1)    I(RC2)    I(R1)     I(R2)

1.200E+01 5.421E-03 6.742Е-04 1.050E-04 6.742E-04

NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE

( 1) .4037   ( 2) .0736   ( 3) 12.0000 ( 4) 10.5170

( 5) -1.5012 ( 6) -12.0000

VOLTAGE SOURCE CURRENTS

NAME CURRENT

VCC -6.095E-03

VBB  2.290E-04

TOTAL POWER DISSIPATION 7.59E-02 WATTS

**** BIPOLAR JUNCTION TRANSISTORS

NAME     Q1        Q2

MODEL    QN        QN

IB       5.50E-04 -1.05E-09

IС       5.32E-03  1.02E-09

VBE      4.04E-01 -1.50E+00

VBC      3.30E-01 -1.20E+01

VCE      7.36E-02  1.05E+01

BETADC   9.66E+00 -9.78E-01

GM       2.19Е-01  0.00E+00

RPI      1.29E+02  3.00E+13

RX       0.00E+00  0.00E+00

RO       7.40E+01  1.00E+12

СВЕ      4.65E-11  2.00E-22

CBC      6.76E-11  5.00E-21

CJS      0.00E+00  0.00E+00

BETAAC   2.83E+01  0.00E+00

CBX/CBX2 0.00E+00  0.00E+00

FT/FT2   3.06E+08  0.00E+00

Рис. 10.24. Выходной файл для схемы на рис. 10.22 с другим начальным состоянием