模拟电子课程pspice设计报告

南通大学罗开元南通大学电子信息学院电子线路分析课程设计报告2014—2015学年第一学期班级：信131姓名：罗开元学号：1311011022指导老师：邵海宝设计时间：2014.12.30南通大学罗开元目录设计一…………………………………………………………1设计三…………………………………………………………6设计四…………………………………………………………8设计五…………………………………………………………11设计六…………………………………………………………14设计七…………………………………………………………16设计八…………………………………………………………20设计九…………………………………………………………23设计心得体会…………………………………………………28南通大学罗开元1设计一1、设计要求：电路如图所示，图中R=10KΩ，二极管选用D1N4148，且Is=10nA，n=2。对于VDD=10V和VDD=1V两种情况下，求ID和VD的值，并与使用理想模型﹑恒压降模型和折线模型的手算结果进行比较。DDVRDiDDv2、设计目的：用PSPICE8直流扫描分析（DCsweep）来验证二极管的V-I特性曲线。学习如何改变二极管的模型参数。3、解题操作：手算：VDD=0V时，理想模型：VD=0V，ID=Vdd/R=10/10k=1mA恒压降模型：VD=0.7V，ID=（Vdd-0.7）/R=（10-0.7）/10k=0.93mA折线模型：VD=0.69V，ID=Vdd/R=（10-0.5）/（10k+200）=0.931mAVDD=1V时，理想模型：VD=0V，ID=Vdd/R=1/10k=0.1mA恒压降模型：VD=0.7V，ID=（Vdd-0.7）/R=（1-0.7）/10k=0.3mA折线模型：VD=0.5098V，ID=Vdd/R=（1-0.5）/（10k+200）=0.049mA南通大学罗开元2（1）启动pspice软件，绘制下面所示的电路图，并更改各元件的参数如下图所示：（2）DCSWEEP设置：VoltageSourceName：V1SweepType：LinearStartValue：-10VEndValue：10ＶIncrement：0.1Ｖ二极管的V-I特性曲线如下图所示：V-I特性曲线南通大学罗开元3设计二1、设计要求：限幅电路如图所示，R=1kΩ，VREF=3V，二极管及参数仍与题目一相同。（1）试绘出电路的电压传输特性v0=f（vi）；（2）当vi=6sinwt（V）时，试绘出v0的波形，并与使用理想模型和恒压降模型分析的结果进行比较。DREFVRIvov2、设计目的：使用PSPICE8交流扫描分析（DCsweep）来验证二极管的电压传输特性曲线。学习如何波形仿真。3、解题操作：恒压降模型：当V1=0V时，二极管截止，Vo=Vi=0当V1=4V时，二极管导通，Vo=3.7V当V1=6V时，二极管导通，Vo=3.7V（1）启动pspice软件，绘制下面所示的电路图，电源使用VSIN，其中VOFF=0，VAMPL=6V，FREQ=1K。并更改各元件的参数如下图所示：南通大学罗开元4传输特性使用的仿真类型为DCSweep中的VoltageSource选项，DCSWEEP设置：VoltageSourceName：V1SweepType：LinearStartValue：-10VEndValue：10ＶIncrement：0.1Ｖ得到传输特性曲线如下图所示：传输特性当输入信号Vi小于一定值时，Vo=Vi，大于一定值时Vo不变，符合限幅电路特南通大学罗开元5点。（3）使用Transient仿真，设置Printsetup：0s和FinalTime：2.0ms，得到输出波形如下图所示：输出波形综上可知输出电压被稳定在3.6V左右南通大学罗开元6设计三1、设计要求：如图所设计的稳压电路，用直流偏移为12.8V，振幅为0.8V，R=47Ω，RL=162Ω，频率为100HZ的正弦信号源来模拟汽车电源VI，稳压管使用D1N750。试绘出负载上电压VL的波形，观察电路的稳压特性。ZDRIVLVRILIZILR2、设计目的：使用PSPICE8观察电路的稳压特性，学习二极管参数的设计。3、解题操作：（1）启动pspice软件，绘制下面所示的电路图，并更改各元件的参数如下图所示：南通大学罗开元7（2）设置瞬态仿真，添加V(D1：2)，得到VL的波形如下图所示：修改电源参数，得到下图波形：稳压管有反向击穿特性的，利用这一特性可以用来稳压。南通大学罗开元8设计四1、设计要求：共射极放大电路分别如图A和图B所示，两图中BJT均为NPN型硅管，型号为2N3904，β=50。图A中电路参数：Rs=0，Rc=3.3kΩ，Re=1.3kΩ，Rb1=33kΩ，Rb2=10kΩ，Rl=5.1kΩ，Cb1=Cb2=10uF，Ce=50uF(Re的旁路电容)，Vcc=12V。试用SPICE程序分析：（1）分别求两电路的Q点；（2）作温度特性分析，观察当温度在-30oC~+70oC范围内变化时，比较两电路BJT的集电极电流Ic的相对变化量。b2CsvbRcRLRb1CCCVBEvCEviv20μF300kΩ4kΩ20μF4kΩovsR图A图B2、设计目的：用PSPICE8观察共射极放大电路，集电极电流ICQ随温度变化的曲线。认识BJT的SPICE模型部分常用主要参数。3、解题操作：（1）启动pspice软件，分别绘制下面所示的电路图，并更改各元件的参数如下图所示：南通大学罗开元9图A图B温度特性使用DCSweep，更改Temperature选项，StartValue=-30，EndValue=70得到两电路温度变化曲线如下图所示：图A南通大学罗开元10图B南通大学罗开元11设计五1、设计要求：电路如图所示，设信号源内阻RS=0，VC=5m，VAML=30m，VOFF=0，FREQ=1K；BJT的型号为2N3904，β=80,rbb’(rb)=100Ω，其他参数与题目四相同。试分析电压增益的幅频响应和相频响应，并求fL和fH。2、设计目的：利用PSPICE8分析电压增益的幅频和相频响应。3、解题操作：（1）启动pspice软件，分别绘制下面所示的电路图，并更改各元件的参数如下图所示：南通大学罗开元12（2）ACSweep设置SweepType：DecadeStart：10End：100MegPts/Decade：101Trace设置：幅频DB(V(Vo)/V(Vi))，相频P(Vo)-P(Vi)。fL和fH的位置在f0能量衰减3dB处，添加Curse和坐标，得到电压增益的幅频响应和相频响应如下图所示：南通大学罗开元13电压增益的幅频响应电压增益的相频响应南通大学罗开元14设计六1、设计要求：电路如图，设BJT的型号为2N3904,β=50,rbb’(rb)=100Ω,其他参数与题目四相同，试分析Ce在1uF到100uF之间变化时，下限频率fL的变化范围（Ce为与Re并联的电容）。2、设计目的：利用PSPICE8观察电路下限频率fL的变化范围。3、解题操作：（1）对Ce的Value设置为{Cval}，添加元件PARAM，设置PARAMETERS的参数：NAME1为Cval，Value为1u。（2）选择GlobalParameter，Name为Cval。选择ValueList，Value为1u、5u、10u、20u、50u、80u和100u。同样选择AC，设置Decade，Start为1.0，End为100Meg。（3）Trace设置：添加DB(V(Vo)/V(Vsin))。（4）分析fL的变化。南通大学罗开元15电路下限频率变化范围曲线从左到右依次为100u、80u、50u、20u、10u、5u、1u。可知旁路电容Ce从1u变为100过程中下限频率明显减少。南通大学罗开元16设计七1、设计要求：设计与仿真一个单级共射放大电路，如图所示。要求：放大电路有合适静态工作点、电压放大倍数30左右、输入阻抗大于1KΩ、输出阻抗小于5.1KΩ及通频带大于1MHZ。调试静态工作点，仿真输入、输出电压波形。作幅频特性、相频特性、输入电阻及输出电阻特性曲线。2、设计目的：通过PSPICE8对单级共射极放大电路进行综合仿真。3、解题操作（1）启动pspice软件，绘制下面所示的电路图，并更改各元件的参数如下图所示：南通大学罗开元17（2）设置瞬态仿真，在probe窗口分别添加输入输出电压波形V(Vo)、V（V1）【输入输出电压波形】，DB（V(Vo)/V(Vs:+)）【幅频响应】，P(V(Vo))-P(V(Vs:+))【相频响应】，V(Vs:+)/I(Vs)【输入电阻】；将信号源短路，负载开路加电源，设置瞬态仿真在probe中添加V(Vs:+)/I(Vs)【输出电阻】。仿真结果如下图所示：输入输出电压波形南通大学罗开元18幅频特性相频特性南通大学罗开元19输入电阻输出电阻南通大学罗开元20设计八1、设计要求：乙类互补功放电路如图所示，试运用PSPICE分析该电路。（1）设输入信号Vi为1kHz，振幅为5V的正弦电压。试运用SPICE程序观测输出电压波形的交越失真，求交越失真对应的输入电压范围。（2）为减小和克服交越失真，在T1，T2两基极间加上两只二极管D1，D2及相应电路如图8.2所示，构成甲乙类互补对称功放电路。试观察输出Vo的交越失真是否消除。（3）求最大输出电压范围。2T1T12CCVVovLR12CCVViv202N39062N39042T1T12CCVVovLRiv202N39062N3904IN4148IN41481R2k2R2k1D2D图A图B2、设计目的：利用PSPICE8分析乙类互补对称功放电路，了解BJT参数设定。3、解题操作（一）、乙类互补对称功放电路（1）启动pspice软件，绘制下面所示的电路图，并更改各元件的参数如下图所示：南通大学罗开元21（2）设置瞬态仿真，在probe窗口中可以观察到输入输出波形如下图所示：交越失真绿色的曲线表示输入波形，红色的曲线表示输出波形。观察可知从－1V到1V这之间的一段发生了交越失真。南通大学罗开元22（二）甲乙类互补对称功放电路为了可服（一）中的交越失真，将电路图作如下图所示的修改。同样的，对电路进行瞬态仿真观察器输出输入波形如下图所示:交越失真消除其中，红色的曲线表示输出波形，绿色的曲线表示输入波形。有上图可知，通过对电路图的修改，我们可以克服交越失真对电路的影响。南通大学罗开元23观察电压传输特性如下：最大输出电压范围可知最大输出电压为－4.7V及＋4.7V。工作在乙类的放大电路，虽然管耗小，有利于提高效率，但存在严重的失真，使得输入信号的半个波形被消掉了。互补电路解决了乙类放大电路中效率与失真的矛盾。设计九南通大学罗开元241、设计要求：带恒流源负载的射极耦合差分放大电路如下图所示，其中T1,T2,T5,T6，采用2N3904,T3,T4采用2N3906.所有ＢJT的=107,rbb’=200Ω.电阻和电源参数如图所示：（1）电路中基准电流IREF,偏置电流Ic5,Ic1,Ic2和电压VCE1,VCE2;（2）电路的差模电压增益Avd2,输入电阻Rid和输出电阻Ro；（3）绘出放大电路幅频和相频响应的波特图。2、设计目的：利用PSPICE8分析射极耦合差分放大电路3、解题操作(1)启动pspice软件，绘制下面所示的电路图，并更改各元件的参数如下图所示：南通大学罗开元25(2)设置瞬态仿真，在probe窗口分别添加V(Vo)/（V(V4:+)-（V(V5：-)【差模电压增益】，DB（V(Vo)/（V(V4:+)-（V(V5：-)）【幅频响应】，P（V(Vo)）-P（V(V4:+)）-（V(V5：-)）【相频响应】，（V(V4:+)）-（V(V5：-))/I（V4）【输入电阻】；将信号源短路，负载开路加电源，设置瞬态仿真添加V(Vs:+