Усилители на полевых транзисторах

Усилители на полевых транзисторах

В схеме усилителя на полевом транзисторе, приведенной на рис. 11.7, использовалась встроенная модель транзистора. Как говорилось в этом примере, строки, описывающие такое устройство, могли бы иметь вид:

JFET 3 1 2 JM

.MODEL JM NJF (RD=10 RS=10 VTO=3V BETA=0.2m)

Эти строки вводят универсальный встроенный полевой транзистор JFET, для которого мы выбрали имя JM. Если мы создаем эту схему с помощью Capture, мы не можем просто выбрать компонент JFET; вместо этого мы должны выбрать один из доступных компонентов с конкретным именем. Затем можно изменить параметры модели так, чтобы она удовлетворяла нашим требованиям.

Начните новый проект с именем Jfetampl и введите схему, показанную в рис. 11.7, используя компоненты VAC (для V_i), C (для С_b и C_s), R (для Rg, Rd и  Rs), J2N3819 (для полевого транзистора) и VDC (для VDD). Задайте значения компонентов, которые использовались ранее. Схема, которую вы должны получить, показана на рис. 15.26. Полевой транзистор, используемый на рис. 11.7, описывается в PSpice командой

.MODEL JM NJF (RD=10 RS = 10 VTO=-3V BETA=0.2m)

Рис. 15.26. Усилитель на полевом транзисторе

Отредактируем модель конкретного транзистора J2N3819 так, чтобы она соответствовала этой команде. Выберите JFET, щелкнув на его символе, затем выберите Edit, PSpice Model. При этом на экране появится окно OrCAD Model Editor, в котором могут быть сделаны изменения. Задайте «Beta=0.2 m», «Rd=10» и «Rs=10», как показано на рис. 15.27. Сохраните эти изменения и закройте окно редактора модели.

Рис. 15.27. Изменение параметров транзистора JFET в программе Model Editor

Сохраните схему и подготовьте новую конфигурацию моделирования на PSpice с именем jfetamps. Анализ должен быть проведен при линейной вариации частоты от 4900 до 5100 Гц, используя 201 точку.

Выполните анализ, и в Probe проверьте значения следующих величин при f=5 кГц: I(Rd)=0,876 мкА; V(1)=1 мВ; V(3)=7,73 мВ и V(2)=1,8 мкВ. Отметим, что различные напряжения могут также быть отображены при использовании записей типа V(Cb:2), V(Rd:1), V(Rs:1) и т.п.

Вообще предпочтительно пронумеровать предварительно узлы и обращаться затем к напряжениям с номерами узлов. Таким образом, в этом примере V(3) представляет собой напряжение на стоке JFET относительно земли. Нумерация узлов задается также командой псевдонимов выходного файла:

J_J J1(d=3 g=1 s=2)

что еще проще понять. Если вы забудете перенумеровать узлы, вы будете иметь дело с громоздкими обозначениями автоматической нумерации типа N00034. В выходном файле на рис. 15.28 показан список измененных параметров J2N3819. Значение VТО=–3 не было изменено, но Beta, Rd и Rs были заменены приведенными значениями. Выходной файл, приведенный на рис. 15.29, показывает компоненты схемы, значения параметров и напряжения смещения для VDD=18 В. Выходной файл может содержать следующие инструкции:

WARNING-Unable to find index file (JFETAMPL.ind) for library file JFETAM + PL.lib

WARNING-Making new index file (JFETAMPL.ind) for library file JFETAMPL.lib Index has 1 entries from 1 file(s).

(ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ — Невозможно найти индексный файл (JFETAMPL.IND) для библиотечного файла JFETAM + PL.LIB

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ — Создайте новый индексный файл (JFETAMPL.IND) для библиотечного файла JFETAMPL.LIB Индекс имеет 1 вход из 1 файла(ов).)

Рис. 15.28. Схема JFET и изменение выходного файла

**** 10/03/99 14:20:08 *********** Evaluation PSpice (Nov 1998) **************

** circuit file for profiles jfetamps

*Libraries:

* Local Libraries :

.LIB ".jfetampl.lib"

* From [PSPICE NETLIST] section of pspiceev.ini file:

.lib nom.lib

*Analysis directives:

.AC LIN 201 4900Hz 5100Hz

.PROBE

*Netlist File:

.INC "jfetampl-SCHEMATIC1.net"

*Alias Files

**** INCLUDING jfetampl-SCHEMATIC1.net ****

* source JFETAMPL

V_VDD 4 0 18V

R_Rs  2 0 770

R_Rg  1 0 0.5MEG

R_Rd  3 4 8.8k

С_Cs  2 0 15uF

С_Cb  1A 1 15uF

J_J1  3 1 2 J2N3819

V_V1  1A 0 DC 0V AC 1mV 0

**** RESUMING jfetampl-SCHEMATIC1-jfetamps.sim.cir ****

.INC "jfetampl-SCHEMATIC1.als"

**** INCLUDING jfetampl-SCHEMATIC1.als ****

.ALIASES

V_VDD VDD(+=4 -=0 )

R_Rs  Rs(1=2 2=0 )

R_Rg  Rg(1=1 2=0 )

R_Rd  Rd(1=3 2=4 )

C_Cs  Cs(1=2 2=0 )

C_Cb  Cb(1=1A 2=1 )

J_J1  J1(d=3 g=1 s=2 )

V_V1  V1(+=1A -=0 )

.ENDALIASES

.END

**** Junction FET MODEL PARAMETERS

         J2N3839

         NJF

VTO     -3

BETA     200.000000E-06

LAMBDA   2.250000E-03

IS       33.570000E-15

ISR      322.400000E-15

ALPHA    311.700000Е-06

VK       243.6

RD       10

RS       10

BETATCE -.5

KF       9.882000E-18

NODE  VOLTAGE   NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE

( 1)  605.8E-09 ( 2) .7719   ( 3) 9.1779  ( 4) 18.0000

( 1A) 0.0000

VOLTAGE SOURCE CURRENTS

NAME   CURRENT

V_VDD -1.003E-03

V_V1   0.000E+00

TOTAL POWER DISSIPATION 1.80E-02 WATTS

Рис. 15.29. Выходной файл усилителя на JFET-транзисторе

Эти предупреждения служат напоминанием, что до выполнения анализа библиотечный файл jfetampl.lib отсутствует. Он будет создан после выполнения анализа наряду с файлом jfetampl.ind. Новый библиотечный файл находится в вашем каталоге SPICE и содержит исходные данные, показанные на рис. 15.27. Листинг идентичен существующему в eval.lib, за исключением параметров Beta, R_d и R_s, которые мы изменили. Новая модель называется локальной моделью и доступна для использования только со схемой jfetampl.