Circuite cu excitatie sinusoidala care functioneaza la semnale mici sau la semnale mari

CIRCUITE CU EXCITATIE SINUSOIDALA CARE FUNCTIONEAZA LA SEMNALE MICI SAU LA SEMNALE MARI

1. PROBLEME

1.1.) Sa se simuleze cu PSPICE urmatorul circuit:

R_b = 1MW ; R_c = 4kW; E₁ = 5V; V_cc = 9V; e₂ = E₂ sin (wt);

TB:b= 200 ; Cje = 2pF; Cjc = 2pF; Vje = 0.6V; Vjc = 0.6V;

a) Sa se reprezinte grafic caracteristica de transfer in curent continuu V_e = f (V_i), unde

V_i , iar V_e este tensiunea pe rezistorul R_c.

b) Sa se faca analiza de curent alternativ la semnal mic a circuitului pentru E₂=1.0 V si respectiv E₂= 20.0 V. Sa se reprezinte grafic V_e=f (frecv) , frecventa variind decadic intre 0.1 Hz si 100Mhz. Sa se discute valabilitatea rezultatelor obtinute prin analiza de semnal mic pentru cele doua valori ale lui E₂, timand seama de caracteristica determinate la punctul a).

2. INTERPRETAREA REZULTATELOR

La punctul a) al problemei, din analiza caracteristicii de transfer in curent continuu prezentata in figura 1, rezulta ca aceasta prezinta doua portiuni liniare distincte:

Fig. 1

prima portiune pentru si a doua portiune pentru . Acest rezultat se datoreaza faptului ca tranzistorul are caracteristici neliniare de intrare si de iesire atunci cand functioneaza la semnal mare. Prima portiune liniara a carcateristicii corespunde conditiilor de functionare la semnal mic.

La punctul b) al problemei in urma analizei in curent alternativ a circuitului rezulta pentru , fig. 2 si , fig. 3.

Fig. 2

Fig. 3

Se constata ca alura celor doua curbe este identica, curba din figura 3 reproducand la o alta scara curba din figura 2.

Luand in considerare caracteristica determinata la punctul a) rezulta ca rezultatul obtinut la punctul b) pentru nu este valabil, deoarece pentru circuitul functioneaza la semnal mare, deci modelul liniar la semnal mic nu este valabil.

3. INSTRUCTIUNI SPICE

Se vor utiliza urmatoarele linii:

a) descrierea tranzistorului bipolar:

Q<name> <c> <b> <e>  [<subs>] <model>

<c> = nodul corespunzator colectorului

<b> = nodul corespunzator bazei

<e> = nodul corespunzator emitorului

<subs> = nodul corespunzator substratului (optional)

<model> = numele modelului

b) descrierea modelului tranzistorului bipolar :

.MODEL <name> <type>  [<param>=<value> ]

<name>= numele modelului (declarat in linia de descriere a tranzistorului)

<type>=tipul modelului (pentru tranzistor bipolar este PNP sau NPN):

<param> = <value> - reprezinta setarea unor parametrii ai modelului.

Principalii parametri ai tranzistorului bipolar (modelul Gummel-Poon) sunt:

c) descrierea analizei in curent alternativ a circuitului echivalent de semnal mic:

.AC LIN][OCT][DEC] <points> <start> <end>

[LIN][OCT][DEC] = variatia liniara, pe octave, sau decadica a frecventei;

<points> = numarul de puncte in intervalul considerat;

<start>, <end> = capetele intervalului de frecventa considerat;

Pentru sursele independente forma generala este:

V<name> <+node> <-node> AC <mag> [<phase>]

I<name> <+node> <-node> AC <mag> [<phase>]

<+node>, <-node> = nodurile pozitiv si negativ

AC <mag> [<phase>] = semnal de curent alternativ de tipul

x = <mag> * sin (2 pf t + phase), unde x este tensiune sau

curent si f este frecventa specificata in linia de comanda.AC