《spice程序工具在電子電路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用new》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、第2卷第3期漯河職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)(綜合版)Vol.2No132003年9月JournalofLuoheVocationalandTechnicalCollege(Comprehensive)Sep.2003SPICE程序工具在電子電路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用鄭冬強(qiáng)(漯河職業(yè)技術(shù)學(xué)院,河南漯河462002)摘要:電子電路設(shè)計(jì)已廣泛采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD),SPICE是CAD中的優(yōu)秀程序工具。掌握SPICE仿真設(shè)計(jì)的應(yīng)用方法是電子電路課程教學(xué)的重要目標(biāo)之一。關(guān)鍵詞:CA3096;SPICE程序工具;電子電路設(shè)計(jì);應(yīng)用中圖分類號

2、:TP391文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1671-7864(2003)03-0024-04輸出級通常是由單位電壓增益的乙類和甲乙類0概述放大器組成,它產(chǎn)生足夠的功率,具有一定的帶載能電子電路分析與設(shè)計(jì)廣泛使用CAD工具,特別力,這意味著這一級的輸出電阻較低。是SPICE程序工具。SPICE計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)的主要2運(yùn)算放大器的直流分析內(nèi)容有定性分析、直流電路分析、交流電路分析?，F(xiàn)借助SPICE工具以CA3096NPN/PNAP晶體管一個典型的運(yùn)算放大器可以用一個CA3096芯為例仿真設(shè)計(jì)一個運(yùn)算放大器。片來實(shí)現(xiàn),如圖2所示

3、。射級耦合對Q1和Q2的單CA3096是一個NPN/PNP晶體管陣列,它由三端輸出驅(qū)動Q4,Q4是一個PNP型共發(fā)射極放大器。個相互匹配但彼此獨(dú)立的NPN型晶體管以及二個Q3和Q5組成乙類放大器,受Q4驅(qū)動,差動輸入管相互匹配但彼此獨(dú)立的PNP型晶體管組成。它是Q1和Q2接射極電阻R3和電源-VEE,輸入級沒有用一種通用性較強(qiáng)的集成電路,其中所有的發(fā)射極、基有源負(fù)載,輸出級沒有接交越二極管。因?yàn)镹PN型極和集電極都有可能觸及的引出端。在16針雙列和PNP型晶體管的hFE典型值分別為390和85,所以直插式封裝(DI

4、P)中,節(jié)點(diǎn)15與襯底相連。在設(shè)計(jì)它們的基極電流都可以忽略不計(jì)。現(xiàn)假設(shè)VID=0過程中,一般采用典型值。時,V0=0是合理的。假設(shè)Q1、Q2的基極都接地,可以得到它們的靜1定性分析態(tài)電流和電壓。射極耦合對Q1、Q2的射極電流為常用運(yùn)算放大器分為三級(見圖1)。輸入級用VEE-VBE1(on)于取得差動輸入,它具有較高的輸入電阻,并具有直IEE=IC1+IC2=2IC2(1)R3接耦合到下一級電路所需的適當(dāng)電平移位,有時還當(dāng)VID=0時,V0=0,所以VC4必須為零,這意有差動———單端信號轉(zhuǎn)換功能。它提供的電壓增益

5、味著是總電壓增益的主要部分。VR5=-IC4R5=VEE(2)(注:當(dāng)Q1、Q2的基極電位為0V時,其發(fā)射極電壓均為-017V)VC2與VCC相比必須足夠低,才能保證Q4處于合適的偏置狀態(tài),滿足VBE4=-016V。圖1一般運(yùn)算器功能電路的劃分為此有VR5=IC2R2=-VBE4(on)-IC4R4(3)中間級提供電壓增益的其余部分而不顯著加載輸入級,并向輸出級提供合適的直流電壓。頻率補(bǔ)整理后償通常是在中間級完成的。-IC2R2-VBE4(on)(4)IC4=R4收稿日期:2003-01-05作者簡介:鄭冬強(qiáng)(19

6、72-),男,河南舞陽人,漯河職業(yè)技術(shù)學(xué)院助理實(shí)驗(yàn)師。?1994-2008ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net第3期鄭冬強(qiáng):SPICE程序工具在電子電路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用25圖2CA3096電路圖由于Q1與Q2是相互匹配的并且IB4nIC2,故3運(yùn)算放大器的交流分析VC2=VC1=VCC-IC2R2(5)圖3小信號模型圖3是圖2電路的小信號模型,可采用半邊等gm2R2Av1≈(9)效電路法來處

7、理Q1和Q2。注意:Q3或者Q5是處2于放大狀態(tài)的,并且它們的小信號參數(shù)隨著瞬時集同理,忽略ro4和ri3(ri5),中間級的電壓增益為電極電流的變化可在很大范圍內(nèi)變化。這個模型以AVo4-gm4R5(10)v2=≈Vi41+gm4R4及對Q3和Q5輸入電阻的計(jì)算僅僅表明在某些大Av3為射極跟隨器輸出級的電壓增益信號的情況下該電路的極限負(fù)載電阻較小。Av3=Vo/Vo4≈+1(11)VoVo2Vo4VoAv=V=Av1×Av2×Av3=V×V×V(6)聯(lián)合式(9)(10)(11)得idido2o4+gm2R2-gm

8、4R5式(6)中:Vv≈()()(12)21+gm4R4Av1為輸入級的電壓增益,Rid為差動輸入電阻Vo2gm2Vo2(ro2//R2//Ri4)Av1==Rid=2rπ2(13)VidVidVidRic為共模輸入電阻gm2(ro2//R2//Ri4)2Ric=rπ1+(1+β1)2R3(14)=Vid射極跟隨器電阻Ro的變化依賴于Q3、Q5哪個gm2(r