PSpice對單管放大電路特性的仿真分析

張 妍，張 華，馬占軍

(1.大連海洋大學 信息工程學院，遼寧 大連116023；2.遼寧師范大學 物理與電子技術(shù)學院)

PSpice軟件具有強大的電路圖繪制功能、電路模擬仿真功能、圖形后處理功能和元器件符號制作功能，以圖形方式輸入，自動進行電路檢查，生成網(wǎng)表，模擬和計算電路.它的用途非常廣泛，不僅可以用于電路分析和優(yōu)化設(shè)計，還可用于電子線路、電路和信號與系統(tǒng)等課程的計算機輔助教學.與印制版設(shè)計軟件配合使用，還可實現(xiàn)電子設(shè)計自動化.被公認是通用電路模擬程序中最優(yōu)秀的軟件，具有廣闊的應(yīng)用前景.

單管放大電路為模擬電子線路中最基本的電路，本例中選擇Q2N2222型號的三極管，所屬的元件庫為BIOPOLAR，放大倍數(shù)改為50，右鍵選中三極管，執(zhí)行Edit PSpice Model命令，在彈出的模型參數(shù)編輯器中將Bf改為50即可.

1 利用Bias Point分析靜態(tài)工作點

PSpice在對電路進行仿真分析時，總是先計算電路的靜態(tài)工作點.從PSpice仿真分析后的輸出文件可以看到電路中各個節(jié)點的靜態(tài)電壓值，Rb取值為300k .Simulation Settings中的Analysis type中選擇Bias Point，確定后即完成參數(shù)設(shè)定.啟動分析后，執(zhí)行ViewOutput File即可打開.out仿真輸出文件，讀取分析結(jié)果.從仿真文件中，可以讀出元件間連接情況，節(jié)點電壓值，流出電源Vcc的電流為-1.814E-03A，流出電源Vs的電流為0A，消耗的電功率為2.21E-02W，本模擬總耗時0.02s.

IB=37.8μA，IC=1.803mA，UCE=6.5908V，

UBE=0.6596V

圖1 靜態(tài)電壓、電流顯示

圖2 瞬態(tài)分析電路圖

圖3 Rb變化電路輸出電壓失真圖

2 利用瞬態(tài)分析與參數(shù)分析觀察電路失真

為得到輸出電壓波形，需要對電路進行瞬態(tài)分析.瞬態(tài)分析的信號源為VSIN類型，其參數(shù)為：VOFF=0，VAPML=30mv，F(xiàn)REQ=10kHz，TD=0，DF=0.Special庫中選擇PARAM，右鍵Edit properties，點擊new column，在彈出窗口的name欄輸入rval，value欄輸入300K，Rb的value改成{rval}瞬態(tài)分析參數(shù)設(shè)置如下：運行時間設(shè)置為500μs，開始運行的時間設(shè)置為0ms，最大步長設(shè)置為1μs.對Rb的變化采用參數(shù)掃描分析.Analysis type選擇Time Domain Option選擇Parametric Sweep，Sweep variable中選擇Global parameter，Sweep type 中選擇Linear，Start=100K，End=900K，Increment=100K.

由圖3可見，當Rb=100k時出現(xiàn)飽和失真；當Rb=900K時出現(xiàn)截止失真，當Rb=300K是不存在失真.

3 利用交流分析計算動態(tài)參數(shù)

放大電路中的基本動態(tài)參數(shù)指電壓放大倍數(shù)Au、輸入電阻Ri和輸出電阻Ro.為了得到中頻段的電壓放大倍數(shù)和輸入電阻，Analysis type選擇AC Sweep/Noise，AC Sweep Type，Logarithmic選Decade，將交流掃描的起始頻率與終止頻率都設(shè)置為10kHz，Point/Decade=1，同時在special庫中選電流記錄儀(IPRINT)和電位記錄儀(VPRINT)，記錄所分析的電流和電位值.注意，選中該記錄儀并鼠標雙擊，在打開的元件編輯窗口中，將AC欄、MAG欄以及PHASE欄內(nèi)輸入yes，表示需要記錄電流的幅值和相位.如圖4所示，以分析放大電路的輸入電流I、輸入電壓V(VI)、輸出電壓V(Vo).

圖4 分析放大電路的輸入電流I、輸入電壓V(VI)、輸出電壓V(Vo)電路圖

啟動分析后，仿真分析結(jié)果如下所示：

FREQ=1.000E+04

IM(V_PRINT1)=5.846E-06

通過上述問題的分析，我們意識到在企業(yè)當中戰(zhàn)略管理與項目管理耦合的重要性和必要性，因為當企業(yè)中戰(zhàn)略管理與項目管理深入耦合以后，將會為企業(yè)自身提供更加優(yōu)越的發(fā)展條件，對實現(xiàn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供保障基礎(chǔ)。但是，在當前社會中競爭壓力太過激烈，企業(yè)中的相關(guān)管理人員一定要幫助和引導企業(yè)選擇一條正確的發(fā)展道路并且將企業(yè)的發(fā)展目標和發(fā)展措施相互結(jié)合起來，努力讓企業(yè)在競爭壓力太過激烈的社會中有著主動地位，再通過強調(diào)企業(yè)戰(zhàn)略管理與項目管理耦合需要具有策略性、互動性、共生性以及關(guān)聯(lián)性來為企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供更加優(yōu)質(zhì)的發(fā)展條件。

IP(V_PRINT1)=5.976E-01

FREQ=1.000E+04

VM(VI)=4.155E-03

VP(VI)=-8.408E-01

FREQ=1.000E+04

VM(VO)=5.432E-01

VP(VO)=1.793E+02

由此可得輸入電阻

電壓放大倍數(shù)

在分析輸出電阻時，同樣需要將信號源Vs置0，并在輸出端口外接信號源Vo，如圖5所示，

圖5 分析輸出電阻電路

啟動分析后的仿真結(jié)果如下所示.

FREQ=1.000E+04

IM(V_PRINT1)=3.560E-06

FREQ=1.000E+04

VM(VO)=1.000E-02

由此可得輸出電阻

4 結(jié)束語

通過PSpice對晶體管單管放大電路的仿真分析，可以看到PSpice 用于對電子電路進行仿真分析，直觀、形象，便于理解.

參考文獻：

[1]童詩白，華成英．模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)[M]．北京：高等教育出版社，2006．

[2]賈新章，等．ORCAD/PSPICE 9 實用教程[M]．西安：西安電子科技大學出版社，2000．