Pspice仿真

PSPICE实验报告

完成实验共7个

第四章二个，第三章二个，第五章一个， 第六章一个,第二章一个

（部分图片由于修改了扫描速率，导致绿线变为了灰色线） 姓 名：张熙童 班 级：智能二班 学 号：201208070225

第四章基本共射极放大电路

实验背景

BJT的重要特性之一是具有电流控制（即电流放大）作用，利用这一特性可以组成各种放大电路，单管放大电路是复杂放大电路的基本单元。这里以基本共射极放大电路为例，显然放大电路中可能会交、直流共存。分析放大电路的工作情况的基本方法有图解分析法和小信号模型分析法。这里用到了图解分析法，这种方法特别适用于分析信号幅度较大而工作频率不太高的情况，它直观、形象，有助于理解正确选择电路参数、合理设置静态工作点的重要性。 实验目标

1. 静态工作点的计算

2. 通过仿真实验理解基本共射极放大电路的基本原理.

SPE4.9.1 题目简述：

共射极放大电路分别为下图a与图b所示。设两图中BJT均为NPN型硅管，型号为Q2N3904，Bf=50（Bf为共射极放大系数）。图中的Ce是Re的旁路电容。试用Pspice程序分析：

分别求两路电路的Q点；

作温度特性分析，观察当温度在-30度~ +70度范围变化时，比较两电路BJT的集电极电流Ic的相对变化量；

是否可将图a与图b放在同一个窗口执行仿真并进行比较？

共射极放大电路有两种，两图的BJT均为PNP管，型号为2N3904，放大系数为50。

BJT参数：

书图4.4.1共射极放大电路如图基极分压射极偏置电路：

书图4.3.7共射极放大电路如图固定偏置电路：

数据记录：

图4.4.1

静态工作点：

Ic与温度变化

图4.3.7 静态工作点

Ic随温度变化

对Ic随温度的变化可知，4.4.1的温度稳定性大大优于4.3.7的温度稳定性。

2.0mA1.5mA1.0mA-30IC(Q1)-20IC(Q2)-10-010 TEMP2030405060

结论：

基极分压射极偏置电路温度稳定性高于固定偏置电路。

SPE4.9.2

（调整了采样率即扫描速度，所以绿线变灰）

问题简述：

电路图如下所示：

BJT参数：

测试幅频响应和相频响应。并记录fl和fh。

数据记录：

幅频特性：

由图上的两A1的值的变化可知

fl=174.166HZ fh=6.2399MHZ

相频特性：

第三章 二极管特性仿真

实验目的

1. 掌握PSpice中电路图的输入和编辑方法

2. 学习PSpice中分析设置、仿真、波形查看的方法

SPICE 3.6.1 问题概述：

理想模型、折现模型和恒压降模型与真实情况的接近程度分析。

电路图如下：

二极管参数：

数据记录：

当VDD=1V时，ID =53.52μA和VD =0.452V； 当VDD=10V时，ID =939.8μA和VD =0.579V； 手算结果： 当VDD=1V时：

理想模型：VD =0V，ID =VDD/R=0.1mA;

恒压降模型：VD =0.7V, ID =(VDD -- VD) /R=0.03mA;

折线模型： ID =0.049mA ,VD =0.51V; 当VDD=10V时：

理想模型：VD =0V，ID =VDD/R=1mA;

恒压降模型：VD =0.7V, ID =(VDD -- VD) /R=0.93mA;

折线模型： ID =(VDD – Vth) /(R+rD)=0.931mA, VD =0.69V;

实验结果：

折线模型的结果更接近仿真结果。

SPICE 3.6.3

1. 稳压电路如图所示，使用直流偏移为12.8V，振幅为0.8V，频率为100Hz的

正弦信号源，稳压管使用1N4739。试绘出负载上电压VL（指针处）的波形，观察电路的稳压特性。其中负载电阻RL为162R

负载上电压VL（指针处）的波形

9.15V9.10V9.05V9.00V0sV(RL:2) Time5ms10ms15ms20ms25ms30ms35ms40ms45ms50ms 由负载上的电压和功率，得到负载电阻RL=（VL）2/PL=(9V)2/0.5W=162Ω。仿

真电路的负载用RL代替。设置瞬态分析，得到如图的结果。

VL随V1波动很小，基本上保持稳定。由放大后的图可以看出，当V1波动1.6V时，VL波动0.1136V，稳压效果明显。

第五章 场效应管仿真

SPICE 5.6.2

（调整了采样率即扫描速度，所以绿线变灰） 实验电路图：

CMOS管参数：

数据记录：

由图可知，限于软件的误差，互阻增益大约为2855欧姆。

增益曲线

第六章 差分放大电路

SPE6.8.1

（调整了采样率即扫描速度，所以绿线变灰）

问题描述

电路图如下：

静态工作点

根据静态工作点的数据和电路图的数据标记，可知：

Ibef=2.38mA，Ic5=1.37mA，Ic1=0.676mA,Ic2=0.674mA Vce1=5.96V,Vce2=5.65A

放大倍数：

幅频响应和相频响应

第二章 运算放大电路

1. 实验背景

集成运算放大器是一种高增益直接耦合放大器，它作为基本的电子器件，可以实现多种功能电路，如电子电路中的比例、求和、求差、积分和微分等模拟运算电路。运算放大器有两个工作区域。在线性区它放大小信号；输入为大信号时，它工作在非线性区，输出电压扩展到饱和值±Vom。

同相放大电路和反相放大电路是两种最基本的线性应用电路。由此可推广到求和、求差、积分和微分等电路。这种由理想运放组成的线性应用电路输出和输入的关系（电路闭环特性）只取决于运放外部电路的元件值，而与运放内部特性（Avo、ri、ro）几乎无关。 2. 实验目标

1．熟悉电压跟随器的原理

2. 掌握求差电路和求和电路的设计及仿真

SPE2.5.1

电路图如下：

数据记录：

输出特性：

（1）

Vi1=0，Vi2输出。

Vi2=0，Vi1输出。

Vi1，Vi2都输出。 （2）

实验步骤总结：

（以单级共射电路为例，其余类似）

设计与仿真一个单级共射放大电路（提供的参考电路如图一所示） 。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 。请参照下列方法及步骤，自学完成Pspice实践练习一。

一、启动Pspice9.2 → Capture → 在主页下创建一个工程项目exa1。 ⒈ 选File/New/ Project

⒉ 建立一个子目录 → Create Dir (键入e:\\zhu)，并双击、打开子目录； ⒊ 选中 ●Analog or Mixed- Signal Circuit OK! ⒋ 键入工程项目名exa1；

⒌ 在设计项目创建方式选择对话下，选中 ●Create a blank pro OK! ⒍ 画一直线，将建立空白的图形文件(exa1.sch)存盘。

二、画电路图（以单级共射放大电路为例，电路如图一所示 ） ⒈ 打开库浏览器选择菜单Place/Part → Add Library 提取：三极管Q2N2222（bipolar库或者Eval库）、电阻R、电容C（analog库）、电源VDC（source库）、模拟地0/Source、信号源VSIN。 ⒉ 移动元、器件。鼠标选中元、器件并单击（元、器件符号变为红色），然后压住鼠标左键拖到合适位置，放开鼠标左键即可。 ⒊ 删除某一元、器件。

鼠标选中该元、器件并单击（元、器件符号变为红色），选择菜单Edit/delete 。

⒋ 翻转或旋转某一元、器件符号。

鼠标选中该元、器件并单击（元、器件符号变为红色），可按键Ctrl +R 即可。

⒌ 画电路连线

选择菜单中 Place/wire，此时将鼠标箭头变成为一支笔（自己体会）。 ⒍ 为了突出输出端，需要键入标注Vo 字符，选择菜单 Place/Net Alias → Vo OK!

三、修改元、器件的标号和参数

⒈ .用鼠标箭头双击该元件符号（R 或C），此时出现修改框，即可进入标号和参数的设置。

⒉ VSIN信号源的设置：①鼠标选中VSIN信号源的FREQ用鼠标箭头单击（符号变为红色），然后双击，键入FREQ=1kHz、同样方法即键入ＶOEF=0v、VAMPL=30mv 。②鼠标选中VSIN信号源并单击（符号变为红色）然后，用鼠标箭头双击该元件符号，此时出现修改框，即可进入参数的设置，AC=5mv ，鼠标选中Apply并单击。退出。

３.三极管参数设置：鼠标选中三极管并单击（符号变为红色）然后，选择菜单中Edit/PSpice Model 。打开摸型编辑框Edit/PSpice Model 修改Bf为 50，保存，即设置Q2N2222-X的?为50 。

4. 说明：输入信号源和输出信号的习惯标法

Vs、V i 和Ｖo (鼠标选中Place/Net Alias) 。

图一 单级共射放大电路 四、设置分析功能

⒈ Ｂias Point Detai1(静态)

①选择菜单 PSpice /New Simulation Profile，在New Simulation 对话框下，键入Ｂias ，用鼠标单击Create，然后在屏幕上弹出模拟类型和参数设置框；②在模拟类型和参数设置框下，见Analysis type拦目，用鼠标选中及单击 Ｂias Point Detai1 ；并在Output File Optiongs 拦目下，单击选中“include detailed bias point information for nonlinear controlled sources and semiconductors” 。

单击 应用（A）及 确定 返回 ！ ⒉ Transient (瞬态, 即时域分析)

①选择菜单 PSpice /New Simulation Profile，在New Simulation 对话框下，键入 TRAN ，用鼠标单击Create，然后在屏幕上弹出模拟类型和参数设置框；②在模拟类型和参数设置框下，见Analysis type拦目，用鼠标选中及单击 Time Domain(Transient) → 再键入下列数据：

Run to 4ms

Start saving data 0ms Maximum step 20us

单击应用（A）及 确定 返回 ！ ⒊ AC Sweep（即频域分析）

①选择菜单 PSpice /New Simulation Profile，在New Simulation 对话框下，键入 AC ，用鼠标单击Create，然后在屏幕上弹出模拟类型和参数设置框；②在模拟类型和参数设置框下，见Analysis type拦目，用鼠标选中及单击 AC Sweep/Noise → 然后，在 AC S weep Type拦目下键入下列数据：

Start 10hz End 100Meg

Points/ Decade =101

对于Logarithmic项选中：·Decade (十倍频，取半对数坐标) 单击应用（A）及 确定 返回 ！

4、直流扫描分析并观测输出波形

在下图的ANALYSIS页栏内用

按钮拉下列表，选择DC SWEEP选项设置执行直流扫描分析。

在SWEEP VARIABLE扫描变量型式栏内选择VOTAGE SOURCE并设置NAME栏内为V1，这是因为现在要执行扫描的电源是V1，SWEEP TYPE栏内选择LINEAR线性模式，START VALUE（起始值）栏内设为0，END VALUE（结束值）栏内设为10，INCREMET(增加量)栏内设为0.1。也就是说要求V1的电压由0V开始上升到10V为止，每次线性上升0.1V，所以PSICE执行后储存的计算点就是V1的电压由0.1,0.2,0.3,0.4，。。。。，10V共101个点，由于预期结果是一条直线，所有101个点足够了，如果预期的输出结果是一个曲线，那么当然点数越多越好了。一般情况下，点数设置在1000点左右，显示的波形就非常漂亮了。 在ANALYSIS页各选项意义如下：

1.SWEEP VARIABLE栏

可设置扫描变量为VOLTAGE SOUR（电压源）、CURRENT SOURCE（电路源）、GLOBAL PARAMETER(全局参数)、MODEL PARAMETER(模型参数)、TEMPERATURE(温度) 2.SWEEP TYPE栏

设置扫描类型为LINEAR(线性)、LOGARITHMIC（对数）或VALUE LIST(数值列表)。 3.NAME：扫描变量名称 4.MODEL TYPE：模型类型 5.MODEL NAME：模型名称 6.PARAMETER NAME：模型参数名称 7.START VALUE：扫描起始值 8.END VALUE：扫描结束值

9.INCREMENT：每次扫描时扫描变量的增加量 5、PSICE暂态分析

依照第二章所述建立如下电路图： 在ANALYSIS页内的ANALYSIS TYPE栏内单击择TIME DOMAIN选项来设置执行暂态分析。

其中RUN TO TIME：暂态分析的终止时间，在此处设置为5ms，即指定暂态分析的最终时间是5ms。

START SAVING DATA AFTER：由0s开始到本设置之前的计算数据都不做记录，只有从这个时间开始的数据才记录。

MAXIMUM STEP SIZE：设置各记录点之间的时间间隔。由于SPICE默认状态下在执行模拟信号的暂态分析时，会自动使用自定义的内部时间间隔来计算。也就是时间点不是主要周期时，内部时间间隔会自动变大。使用这种方式的信号波形，有时会不够光滑，这样就可以设置本参数强迫SPICE以此设置值作为内部时间间隔。

按钮，拉出选项列表，在此处选

实验心得：

通过此次仿真实验的学习，让我学习到很多，懂得如何使用PSpice软件，如何用此软件作图。

在做这个实验的时候虽然结果都已经给出了，但还是出现了很多问题，结果得出是输入/输出波形有很大的问题，后来还是同学帮忙指出了这个问题，才能使实验顺利进行下去；还有，连线的时候，线不能穿过元件，不然就对后面的波形图产生影响。

通过这个实验就让我学习到了这些实验的原理，我相信通过以后的实验会让我学习更多，所以在以后的实验中我会更专心，更细心。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/gbdo.html