实验 直流扫描分析
cad 直流特性扫描分析和probe
Ib Source.olb Idc 直流电流源 DC = 0A
0 Capsym.olb GND
接地元件
资料仅供参考
电压源Vce和电流源Idc的元件属性默认都为0
步骤二 设置直流扫描分析和资料直仅供参考流嵌套扫描的参数
主扫描变量为Vce，副扫描变量为Ib。 设置DC Sweep仿真参数
启动PSpice程序执行仿真。屏幕上自动打开Probe窗口 1、在刚打开的Probe窗口空图，先调整X轴变量Vi为-110-
10V。可以直接在X轴位置双击鼠标左键或是用Plot\Axis
2、选择Trace\Add
左边选项 Simulation Output Variables栏内 的“I（D1）”
3、调整横轴与纵轴坐标以便资料仅观供参考 察门坎电压值。 选PLot\Axis Settings...功能选项或直接X轴坐标刻度上双 击左键来打开Axis Settings对话框。 X Axis页内Data Rangs栏下的User Defined值设为0-2V， Y Axis页内Data Rangs栏下的User Defined值设为0-5A。
资料仅供参考
2. 基本参数(自变量)设置
资料仅供参考
3. 参变量参数设置
4. 输出结果
资料仅供参考
OrCAD/PSpice9直流扫资描料仅供参分考 析的应用 —二极管V-I特性曲线
元件元件库元件种类元件设定 D1 N4002eval.olb
Vi source.olb 0 capsym.olb
否
是
P(x)
x的相位(单位为度)
是
PWR(x,y)
|x|y
multisim直流工作点分析
multisim直流工作点分析直流工作点分析直流工作点分析用于确定电路的静态工作点。
在进行直流分析时，假设交流源为零且电路处于稳定状态，也就是假定电容开路、电感短路、电路中的数字器件看作高阻接地。
直流分析的结果常常作为以后分析的基础。
例如，直流分析所得的直流工作点作为交流分析时小信号非线性器件的线性工作区；直流工作点作为暂态分析的初始条件。
该分析无特别需要的分析参数设置。
分析结果：其中列出了所有被测节点的直流电压。
交流分析交流分析即分析电路的小信号频率响应。
在交流分析之前，应首先进行直流工作点分析，获得所有非线性元件的线性化小信号模型，以便建立复杂的矩阵方程。
为了建立该矩阵方程，假定直流源为零，交流源、电容、电感用其交流模型表示，非线性元件用其线性化的交流小信号模型表示。
而且，所有输入源都认为是正弦源，即使信号发生器设置为方波或三角波，也将转化为正弦波。
然后分析计算该电路对频率的响应函数。
分析结果：显示出幅频特性曲线和相频特性曲线。
瞬态分析瞬态分析是指对所选电路节点进行时域响应分析，可以在有激励信号的情况下计算电路的时域响应，也可以无任何激励信号。
在分析时，电路的初始状态可由用户自行指定，也可由程序自动进行直流分析，用直流解作为初始状态。
此时，直流源恒定；交流信号源随时间而变，是时间函数。
电容和电感都是能量储存模式元件，是暂态函数。
瞬态分析的结果通常是被分析节点的电压波形。
分析结果：显示出暂态特性曲线傅立叶分析傅里叶分析是分析周期性非正弦信号的一种数学方法，它将周期性非正弦信号转换成一系列正弦波和余弦波。
其中包括原始信号的直流分量、基波分量以及高次谐波。
在傅里叶级数中，每一个分量都被看作一个独立的信号源。
根据叠加原理，总响应为各分量响应之和。
由于谐波的幅度随次数的提高而减小，因此，只需较少的谐波分量就可以产生较满意的近似效果。
设置傅里叶区分析的基本参数。
包括：设置基频、分析的谐波次数、停止取样时间。
用OrCAD测量电子电路的常用方法
第五章 用OrCAD/Pspice测量电子电路的常用方法
在第三章中，按照电路特性分类介绍了用Pspice分析电路的基本方法。一般来说，测量电子电路用的就是这些方法。有些电路指标的测试可以直接用基本方法，比如测量静态工作点用静态工作点分析方法，测量频率特性用交流分析方法等。但也有些电路指标的测试可使用多种方法，有些指标的测试需要一点技巧。下面介绍几种常用测试方法和测试技巧。
单击此处添加大标题内容
三 .测量最大输出幅度、输出功率
设置直流扫描分析 通过直流扫描分析，可得到电路的输入输出特性曲线，从曲线上可读出最大输出幅度。 通过直流扫描分析，也可得到电路的输出功率、管耗和电源提供的功率随输出电压变化的曲线，从曲线上可读出最大输出功率或某一输出幅值下的功率。 但这一方法不能用于有隔直电容的电路。
举例：互补对称功率放大器如图所示。求最大不失真输出幅度Vom、最大输出功率Pom和电源提供的功率Pv。
解：分别用上述两种方法测量。 （1）用直流扫描分析。 ① 求最大不失真输出幅度Vom。 进行直流（DC）扫描分析：设置输入信号VIN为变量，扫描范围为-12～+12V。运行后，得到如图2.5.6所示的电压传输特性曲线。启动标尺，可读出最大不失真输出幅度Vom≈6.5V。
② 设置直流扫描分析：在参数设置框中，选Global Parameter作变量类型，“扫描变量”选为Rval，变量的变化范围：10～30k，步长：2k。 ③ 运行后，得到VO与Re的关系曲线，启动标尺测出Re=15k时，VO=0V。
举例：放大电路如图所示，要求Vi=0时VO=0，求Re的取值。 解：用上述两种方法分析 （1）用直流扫描分析。① 将Re设置成全局变量{Rval}。
.根据指标要求确定某元件的参数值
orcad直流扫描分析(含数据分析实验报告
电子电路分析与设计实验报告学院计算机与电子信息学院专业班级姓名学号指导教师实验报告评分：_______直流扫描分析一、实验目的1、掌握直流扫描分析的各种设置和方法。
二、实验内容1、绘出下面电路图，利用直流扫描（DC Sweep ）来验证二极管的V-I 特性曲线。
D1D1N4002步骤： （1）、作出电路图，进行直流扫描扫描分析。
设置主扫描变量为电压源Vi,由-110V 开始扫描到10V ，每隔0.01V 记录一点；查看二极管流过的 电流曲线I （D1）。
V_Vi-120V-100V -80V -60V -40V -20V -0V 20VI(D1)-400A0A400A（2）、现在调整横轴与纵轴坐标以便观察门坎电压值。
请选Plot\Axis Settings...功能选项或直接X 轴坐标刻度上双击左键来打开Axis Settings 对话框。
请把X Axis 页内Data Ranges 栏下的User Defined 值设为0-2V ，请把Y Axis 页内Data Rangs 栏下的User Defined 值设为0-5A 。
查看二极管电流I （D1）。
V_Vi0V0.4V0.8V1.2V1.6V2.0VI(D1)0A 2.5A5.0A（3）、再如上面的操作将X 轴坐标刻度值设为-101V 到-99V ，将纵坐标调整为-5A 到1A ，查看二极管电流I （D1），可见其雪崩电压约为100V 。
V_Vi-101.0V-100.5V -100.0V -99.5V -99.0VI(D1)-5.0A-2.5A0A2、绘出下面电路图，利用直流扫描分析(DC Sweep)的来验证晶体三极管的 Vce-Ib 输出特性曲线。
步骤：1）电压源V1和电流源I1的元件属性默认都为0。
以下扫描类型均为Linear 扫描。
2）设置主扫描参数。
在Options 栏内勾选Primary Sweep 选项，设置主扫描变量为电压源Vi,由0V 开始扫描到4V ，每隔0.01V 记录一点。
Pspice仿真类型及不同电源参数
VSFFM属性设置框中各项参数的含义及单位见表1-3。
表1-3 VSFFM的属性参数
参数
含义
单位
VOFF
直流偏移电压
伏特
VAMPL
振幅
伏特
FC
载波频率
赫兹
FM
调制频率
赫兹
MOD
调制因子
无
按图1-15设置参数的VSFFM波形如图1-16所示。
图1-9 VSFFM波形
e)指数信号（VEXP、IEXP）
设置完毕，点击确定按钮。
图1-10 Simulation Settings
3．进行电路仿真
（1）执行菜单命令PSpice/Run，或点击工具按钮，调用PSpice A/D软件对该电路图进行仿真模拟。
（2）依次点击工具按钮、、，则电路图上相应位置依次显示节点电压、支路电流及各元器件上的功率损耗。如图1-29所示。
以上各项填完之后，按确定按钮，即可完成仿真分析类型及分析参数的设置。
另外，如果要修改电路的分析类型或分析参数，可执行菜单命令PSpice/Edit Simulation Profile，或点击工具按钮，在弹出的对话框中作相应修改。
（3）电路的模拟仿真
a）PSpice A/D视窗的启动
执行菜单命令PSpice/Run，或点击工具按钮，即可启动PSpice A/D视窗执行电路的仿真模拟，并且系统可自动调用Probe模块，对模拟结果进行后处理，屏幕显示如图1-5所示。
图1-11 VEXP波形
l瞬态分析的应用
现在通过举例，来说明瞬态分析的应用方法。
例：图1-19所示电路的电压源为分段线性源，其波形如图1-20所示。试对该电路进行瞬态分析。
OrCAD实验3 直流工作点分析
电路计算机辅助设计实验名称：直流工作点分析学生姓名： ***专业：电子信息工程班级：电信10-1学号： ***********指导教师：张涛日期： 2012 年 9 月 25日实验二 直流工作点分析一、实验目的：1、 练习直流工作点(Bias Point )的分析过程，了解输出文件的内容；2、 掌握修改元件参数的步骤；3、 练习直流传输特性分析的过程。
4、 了解直流灵敏度分析的过程和内容。
二、 实验内容：R110kD1D1N4536VDD10V1、 电路如上图所示，图中R =10k ，二极管选用D1N4536，且I s = 10 nA ，n =2。
在电源V DD =10V和V DD =1V 两种情况下，求二极管电流I D 和二极管两端电压V D 的值 。
元件名称 元件库说明R Library/Pspice/Analog.olb 电阻 VDC Library/Pspice/Sourse.olb 直流电压源 D1N4536Library/Pspice/Diode.olb二极管步骤：进入Schematics 主窗口，绘出图所示电路，并设置好参数。
其中二极管的I s = 10 nA ，n =2要进入模型参数修改窗修改（先选中二极管，再选择菜单中Edit|Pspice Model 项，单击Instance Model(Text)可打开模型参数修改窗）。
设置直流工作点分析(Bias Point)，将右侧Output File Option 下第一项选中。
设置电压源VDD 分别为10V 和1V 。
进行仿真后，在View/Output File 中得到如下结果： 当V DD =10V 时，ID = ( 0.97 ) mA ，VD = ( 0.532 ) V 当V DD =1V 时，ID = ( 61.51 ) uA ，VD = ( 0.385 ) V 2、 电路如下图所示。
三极管参数为I s=5×1510-A,100F β=，'bb R =100 ，50A V V =。
直流扫描分析和输出波形观察调出电路图并设置DCSweep直流分析参数存档并执行仿真PSpice观察仿
直流扫描分析
Probe窗体
添加轨迹
添加轨迹设置窗 体
Probe输出波形
放置探针
放置探针得到的 波形
文件工具栏
编辑工具栏
书签工具栏
仿真工具栏
浏览工具栏
仿真切换 工具栏
轨迹编辑 工具栏
光标定位 工具栏
删除轨迹方法1
删除轨迹方法2
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页面设置窗体
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Footer
➢ 原理说明：在 RC 电路中，不同频率的正弦波信 号在电容上的容抗 Xc 不同，具体体现在信号增益 上，表现为幅频特性和相频特性。
➢ 电路图参数：
✓ 电阻R的元件名称为R，Value属性为100 ✓ 电容C的元件名称为C， Value属性为0.005u ✓ 交流电压源Vac的元件名称为VAC，ACMAG属性为1V
绘制辅助注释内 容
辅助注释显示效 果
Probe cursor 调用
Probe cursor 运用效果
轨迹上某点坐标 显示
保存轨迹设置
轨迹保存和回调 显示窗体
轨迹回调举例
双击保存的轨迹 名称
回调效果
输出结果预览
拷贝图形
拷贝图形设置窗 体
画板编辑拷贝图 形
7 交流扫描分析
➢ 学习内容：
✓ 使用 AC Sweep 验证 RC 电路频率响应曲线 ✓ 修改 Probe 波形图的 X 、Y 坐标设置 ✓ 在 Probe 波形图上添加另外一 Y 轴坐标显示其他波形 ✓ 在 Probe 波形图上去除分线标志并加入说明文字 ✓ 利用光标测量数据 ✓ Probe 波形图存档
绘制电路图
AC毫
添加幅频特性曲 线轨迹
幅频特性曲线
直流扫描分析DCSweepAna...
4.2 仿真元件及参数设置4.3 电路仿真操作初步4.4 常用仿真方式及应用4.5 仿真综合应用举例4.6 常用元器件仿真模型4.7 创建仿真元件4.1 电路仿真操作步骤在Protel99中进行电路仿真分析的操作过程可概括如下：1) 编辑原理图利用原理图编辑器（Schematic Edit）编辑仿真测试原理图，在编辑原理图过程中，除了导线、电源符号、接地符号外，原理图中所有元件的电气图形符号均要取自电路仿真测试专用电气图形符号数据库文件包Sim.ddb内相应元件电气图形符号库文件（.lib），否则仿真时因找不到元件参数（如三极管的放大倍数、C-E结反向漏电流）而给出错误提示并终止仿真过程。
2) 放置仿真激励源(包括直流电压源)在仿真测试电路中，必须包含至少一个仿真激励源。
仿真激励源被视为一个特殊的元件，放置、属性设置、位置编辑等操作方法与一般元件（如电阻、电容等）完全相同。
仿真激励源电气图形符号位于仿真测试专用元件电气图形文件包Sim.ddb内的SimulationSymbols.lib元件图形库文件中。
3) 放置节点网络标号在需要观察电压波形的节点上，放置节点网络标号，以便观察到指定节点的电压波形，原因是Protel99仿真程序只能自动检测支路电流、元件阻抗，没有节点电压。
4) 选择仿真方式并设置仿真参数在原理图编辑窗口内，指向并单击“Simulate”菜单下的“Setup…”命令（或直接单击主工具栏内的“仿真设置”工具）进入“Analyses Setup”仿真设置窗口，选择仿真方式及仿真参数。
5) 执行仿真操作在原理图编辑窗口内，指向并单击“Simulate”菜单下的“Run”命令（或直接单击主工具栏内的“执行仿真”工具）启动仿真过程，等待一段时间后即可在屏幕上看到仿真结果。
6) 观察仿真结果仿真操作结束后，自动启动波形编辑器并显示仿真数据文件（.sdf）的内容（或在“设计文件管理器”窗口内，单击对应的.sdf文件）。
直流扫描分析(DC sweep)
仿真原理图： 仿真原理图：
2011-9-15
Hale Waihona Puke 42011-9-15 1
实训一: 实训一:绘制晶体管输出特性曲线
晶体管输出特性曲线：
I (c) ~ VCE
I B =常数
仿真分析电路： 仿真分析电路：
2011-9-15
2
实训二： 实训二：电压比较其原理分析
工作原理： 工作原理：
V+ > V− , 输出高电平 V+ < V− , 输出低电平
2011-9-15 3
直流扫描分析(DC 直流扫描分析(DC sweep)
1分析原理:将一个或两个直流电 分析原理:
源的模型参数作为输入变量, 源的模型参数作为输入变量,以某 一个电压或电流作为输出, 一个电压或电流作为输出,输入变 量扫描过一定范围数值, 量扫描过一定范围数值,分析输出 变量随输入变量的变化规律. 变量随输入变量的变化规律. 实训: 2 实训: 1)三极管(Q2N2222)输出特性曲线 三极管(Q2N2222)输出特性曲线; 1)三极管(Q2N2222)输出特性曲线; 2)电压比较器 电压比较器(UA741); 2)电压比较器(UA741);
OrCADPspice仿真分析功能介绍全解
扫描变量类型
扫描方式
直流扫描分析的参数设置对话框
类别 扫 描 变 量 类 型 扫 描 方 式
参数名 Voltage Soure Temperater Current Soure Model Parameter Global Parameter Linear Octave 电压源 温度 电流源 模型参数 全局参数
参数名
Print Step Final Time
类别
瞬态分析 瞬态分析 时间计算间隔
说明
瞬态分析终止时间
No-Print Delay
Step Ceiling Detailed Bias Pt. Skip intial transient solution Enable Fourier Center Frequency Num of harmonics Output Vars
说明
线性扫描，扫描变量按规定的步长线性增长
倍频程扫描，扫描变量按以8为底的对数规律增长
Decade
Value List
数量级扫描，扫描变量按以10为底的对数规律增长
任意扫描，按照列表中给定的离散值无规律变化
直流扫描分析的参数
直流扫描分析举例：电路以模型参数作为直流分析的自变量，所 选定的元器件所Q2N2222的模型C参数BF。
瞬态分析
瞬态分析 瞬态分析
允许的最大时间计算间隔
开始保存分析数据的时刻 是否详细输出偏置点的信息
瞬态分析
傅里叶分析 傅行基本工作点运算
启用傅里叶分析 用于指定傅里叶分析中采用的基波 频率，其倒数即为基波周期 用于指定傅里叶分析时要计算到多 少次谐波 用于确定对其进行傅里叶分析的输 出变量名
2、瞬态分析(Bias Point)
实验六甲乙类功率放大电路仿真
实验六：乙类及甲乙类功率放大电路仿真
一、实验目的：
1、 理解乙类、甲乙类功率放大器的工作原理。
2、 掌握利用直流扫描分析法实现功率放大电路输出线形范围的测量。
3、 掌握利用误差分析仪分析乙类功率放大电路的谐波失真系数。
4、 掌握功率放大电路的傅里叶分析方法。
二、实验内容：
-5V 1、简要叙述上图乙类功率放大电路的工作原理。
2、用示波器观察电路输出波形，并观察交越失真现象，并解释产生原因。
3、利用直流扫描分析方法测量该功率放大电路的最大电压输出范围及交越失真电压范
围。
4、利用失真分析仪测量该电路的谐波失真系数THD 。
5、利用傅里叶分析工具完成对功率放大电路的傅里叶分析。
6、如何改经电路消除交越波形失真，并测量改进后电路的失真大小及负载上的输出功率。
三、实验总结：
课程名称 电子线路仿真 实验成绩 指导教师 李晓亮 实 验 报 告 院系 信息工程学院 班级 学号 姓名 日期。
PSPICE使用介绍
(1) 瞬态分析(Transient) 瞬态分析属于时域分析，利用它可以分析电路中的电压、电流或数字状态随时间的变化。 (2)傅里叶分析（Fourier） 傅里叶分析属于频域分析。在输入正弦信号条件下，得出系统输出信号中的直流分量、 各次谐波分量、以及非线性谐波失真系数等。 另外还有元器件参量分析、温度分析以及蒙特卡罗分析和最坏情况分析等，不作本实验 课的要求，因此不在这里介绍。要想进一步了解这方面的内容，可以参看参考文献[1]-[3]。
由于模拟电路的设计与数字电路的设计存在很大差异，后者能够比较方便地抽象出寄存 器、触发器、逻辑门等不同层次的逻辑单元，然后按一定规律的数据流和状态模型进行设计。 而前者却由于结构千差万别，电路种类繁多，并受到不同电路参量如信号大小、频率高低等 因素的影响，其复杂程度大大超过后者。因此，模拟电路的计算机辅助设计软件发展相对落 后于数字电路的计算机辅助设计软件发展。
§1.2 OrCAD/Pspice 软件系Байду номын сангаас及其功能简介
OrCAD 软件系统包括四大部分: OrCAD/capture, OrCAD/PSpice , OrCAD/Layout 和 OrCAD/Express。各部分软件的主要功能如下：
(1) OrCAD/Capture：这是一个电路原理图设计软件，它可生成各类模拟电路、数字电 路和数/模混合电路。
集成电路的发展是 EDA 软件发展的主要动力，大规模集成电路（VLSI）的发展要求在 一个芯片上集成上万个乃至百万个晶体管，专用集成电路（Application Specific Integrated Circuit,简称 ASIC）要求大容量、高速度和宽频带，这就要求 EDA 具有从设计、检验到制 版的全部功能，完成自上而下（top-down）的设计工作，图 5.1.1 为一个典型的 EDA 设计流 程图。
05Pspice的电子测量的方法
注：由于功率的定义是有效值电压乘以有效值电流，而 直流分析得到的相当于峰值电压和峰值电流，所以在求Po 曲线时，用电压乘以电流再除以2即可。电源电压VCC1和 VCC2是直流量，所以在求Pv曲线时只除以1.414即可。又 因为VCC1和VCC2只在半个周期有电流，当电路对称时， 表达式ABS(V(VCC1:+)*I(VCC1)/1.414)求出的是两个电源 的总功率。
中南民族大学生物医学工程学院 ● 电子技术教研室 喻胜辉
电子电路CAD
（2）用瞬态分析。 ① 求最大不失真输出幅度Vom。 将输入信号振幅设置为12V(电源电压)，进行瞬态分析，
得到电路的输出波形。然后将横轴改为V(VIN:+)，得到电 路的输入、输出特性曲线，启动标尺可读出最大不失真输 出幅度Vom≈6.5V。
中南民族大学生物医学工程学院 ● 电子技术教研室 喻胜辉
电子电路CAD
三 .测量最大输出幅度、输出功率
1．设置直流扫描分析 通过直流扫描分析，可得到电路的输入输出特性曲
线，从曲线上可读出最大输出幅度。 通过直流扫描分析，也可得到电路的输出功率、管
耗和电源提供的功率随输出电压变化的曲线，从曲线上 可读出最大输出功率或某一输出幅值下的功率。
对于数/模混合电路，内部节点可分为模拟型节点、数字型节 点和接口型节点3种。Pspice9处理接口型节点的基本方法是为 数字逻辑单元库中的每一个逻辑单元同时配备AtoD和DtoA两类 接口型等效子电路。其中AtoD子电路的作用是将模拟信号转换 成数字信号，DtoA子电路则相反。在分析数/模混合电路时， Pspice9会根据电路的具体情况自动插入一个或多个接口型子电 路，以实现数字和模拟两类信号之间的转换。所以数/模混合电 路的分析与数字电路的分析基本相同。
中南大学orCAD实验报告实验二 电子电路的直流、交流分析
实验二电子电路的直流、交流分析一、实验目的1、应用计算机对电子电路进行直流和交流分析，包括基本工作点分析、灵敏度分析和直流传输特性分析。
2、掌握进行上述基本分析的设置方法，对所给的一些实际电路分别进行直流和交流分析，正确显示出各种波形图，根据形成的各种数据结果及波形图对电路特性进行正确的分析和判断。
二、实验内容1、对左图的共射极单管放大电路进行直流分析，做出三级管Q1的伏安特性曲线（I c～V2），V2从0伏到12伏，I b从40uA～160uA。
2、做出直流负载线：(12- V(V2:+))/1003、进行交流分析，扫描频率范围从100Hz～100MHz三、实验报告1、根据计算机进行分析得到的结果，绘出共射极单管放大电路中三级管Q1的伏安特性曲线（I c～V2）及直流负载线。
V_V20V 1V 2V3V 4V5V 6V7V 8V 9V 10V 11V 12V IC(Q1)(12- V(V2:+))/100-40m40m80m120m2、列出共射极单管放大电路中各节点的偏置电压、输入阻抗、输出阻抗、灵敏度分析结果及直流传输特性。
(1)直流工作点（2）偏置电压NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE( OUT) 12.0000 (N00021) 49.30E-09 (N00027) 12.0000 (N00066) 0.0000（3）直流传输特性分析分析及输入输出阻抗V(OUT)/V_V1 = -3.179E-11INPUT RESISTANCE AT V_V1 = 1.682E+12OUTPUT RESISTANCE A T V(OUT) = 1.000E+023、绘出三级管Q1集电极电流的交流扫描特性曲线。
8.0mA6.0mA4.0mA2.0mA0A100Hz 1.0KHz10KHz100KHz 1.0MHz10MHz100MHz IC(Q1)Frequency。
spice3
1. Structure and Process
1. Structure and Process
S/D与沟道区为不同种类型的半导体 与沟道区为不同种类型的半导体 栅为MOS接触 栅为 接触 由栅压感应形成沟道 Ig很小 很小 四端器件
2. MOS Equations
沟道中任一点的电流: 沟道中任一点的电流:
invert_tran
v(in) 3.0 v(out)
2.5
2.0
Voltage (V)
1.5
1.0
0.5
0.0
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
600
Time (ns)
�
I ( y ) = I DS = WQn ( y )υ ( y )
dV I DS ( y ) = qW n Qn ( y ) dy
∫ I ( y )dy = qW ∫ Q (V )dV
DS n n 0 VDS 0
L
VDS
I DS
W = q n ∫ Qn (V )dV L 0
关键问题求Qn的积分, 关键问题求 的积分,不 的积分 同的模型有不同的求法
2. MOS Equations
解析模型 简单的分区模型
Qn = Cox (VG VT V ( y ))
V 2 DS 2
VDS<VG-VT
I DS =
nWCox
L
(VG VT )VDS
I DS =
nWCox
2L
(VG VT )2
VDS>VG-VT
VT = VFB
实验二-直流工作点分析和直流扫描分析
实验二直流工作点分析和直流扫描分析一、实验目的（１）学习使用PＳＰＩＣＥ软件,熟悉它的工作流程，即绘制电路图、元件类别的选择及其参数的赋值、分析类型的建立及其参数的设置、Proｂｅ窗口的设置和分析的运行过程等。
（2)学习用PSＰICＥ进行直流工作点分析和直流扫描分析的操作步骤。
二、实验原理概要在“电路"课中已经学过，对于电阻电路,可以用直观法（支路电流法、节点电压法、回路电流法)列写电路方程,求解电路中各个电压和电流。
ＰＳＰIＣE 软件是采用节点电压法对电路进行分析的。
使用PSPＩCE 软件进行电路的计算机辅助分析时,首先在caｐture环境下编辑电路，用PＳＰICE 的元件符号库绘制电路图并进行编辑、存盘。
然后调用分析模块、选择分析类型,就可以“自动”进行电路分析了.需要强调的是，PＳPICE 软件是采用节点电压法“自动"列写节点电压方程的，因此，在绘制电路图时,一定要有参考节点(即接地点)。
此外,一个元件为一条“支路”（branｃh),要注意支路(也就是元件)的参考方向。
对于二端元件参考方向定义为正端子指向负端子.直流工作点分析是指在给定了直流电源的情况下,分析电路上各节点电压与各支路电流的数值。
进行直流工作点分析时,PSpice会将电路中的电容开路,电感短路,对各个信号源取其直流电平值,然后用迭代的方法计算电路的直流偏置状态。
直流工作点分析又称为OP分析.直流扫描分析是指将电路中某一参数作为输入变量(称为自变量）,以某一个电压或电流为输出变量(称为参变量)，对自变量在其变化范围内的每一个取值，计算输出变量的变化情况。
直流扫描分析在分析放大器的转移特性、逻辑门的高低逻辑阈值等方面有很大作用。
直流扫描分析简称DC分析。
三、实验设备个人计算机、ＯｒＣAD/PSpice9。
2软件。
四、实验内容(一)求解图2—１所示电路各节点电压和各支路电流。
R110R21Idc24AIdc1 2AR33图２—1操作步骤如下:1、绘制电路图：(1)启动Oｒcad ｃａｐｔure,新建工程Prｏjeｃt,选项框选择Analog ｏr Mi ｘed Ａ/D。
Multisim9电子技术基础仿真实验第四章七_直流扫描分析
选择Source表中的过滤内容。
4.7.2 直流扫描分析举例
直流扫描分析的步骤如下：
（1）执行菜单命令Simulate/Analysis/DC Sweep Analysis。
打开DC Sweep Analysis对话框。
4.7 直流扫描分析
直流扫描分析的作用是计算电路在不
同直流电源下的直流工作点。利用直流分
析，可快速地根据直流电源的变动范围确
定电路直流工作点。它的作用相当于每变
动一次直流电源的数值，对电路做几次不
同的仿真。
4.7.1 设置直流扫描分析参数
直流扫描分析对话框也有4个分页，默认为Analysis Parameters分页，其余3页与直流工作点分析完全一样。
（2）在对话框中的Source1区，设置分析参数，包括：设置 所要扫描的直流电源、开始扫描的数值、终止扫描的数值、扫 描的增量值。如果有第二个电源，需选取Use Source2选项。
（3）打开Output分页菜单，选定需分析的节点。
按Simulate按钮执行仿真。
显示出直流扫描的曲线。
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实验三 直流扫描分析
一、实验目的
1、掌握直流扫描分析的各种设置和方法。
二、实验内容
1、绘出下面电路图，利用直流扫描（DC Sweep ）来验证二极管的V-I 特性曲线。
D1D1N4002
0Vd
步骤： （1）、作出电路图，进行直流扫描扫描分析。
设置主扫描变量为电压
源Vi,由-110V 开始扫描到10V ，每隔0.01V 记录一点；查看二极管流过的 电流曲线I （D1）。
（2）、现在调整横轴与纵轴坐标以便观察门坎电压值。
请选Plot\Axis Settings...功能选项或直接X 轴坐标刻度上双击左键来打开Axis Settings 对话框。
请把X Axis 页内Data Ranges 栏下的User Defined 值设为0-2V ，请把Y Axis 页内Data Rangs 栏下的User Defined 值设为0-5A 。
查看二极管电流I （D1）。
（3）、再如上面的操作将X 轴坐标刻度值设为-101V 到-99V ，将纵坐标调整为-5A 到1A ，查看二极管电流I （D1），可见其雪崩电压约为100V 。
2、绘出下面电路图，利用直流扫描分析(DC Sweep)的来验证晶体三极管的 Vce-Ib 输出特性曲线。
步骤：
1）电压源V1和电流源I1的元件属性默认都为0。
以下扫描类型均为Linear 扫描。
2）设置主扫描参数。
在Options 栏内勾选Primary Sweep 选项，设置主扫描变量为电压
源Vi,由0V 开始扫描到4V ，每隔0.01V 记录一点。
3）设置副扫描参数 在Options 栏内勾选Secondary Sweep 选项，设 置副扫描变量为电流源I1,由0A 开始扫描到0.5mA,每隔0.1mA 记录一点。
或者在Value List 中设置为0 0.1m 0.2m 0.3m 0.4m 0.5m 也可。
4）进行仿真分析，查看集电极电流IC （Q1）。
5）启动光标来测量坐标值。
由曲线上，大致可以看出在放大区内三极管放大系数β为（ ）。
（C
B
I I β∆=
∆）
，电路参数为：R C=500Ω，R f =10kΩ，V CC=12V。
分析：
1）当温度在-30°C到+50°C 的情况下，如果反馈电阻R f从10 kΩ到50 kΩ之间变化时，每隔10K记录一点，三极管集电极电流I C 的变化情况如何。
Vcc
步骤：进入仿真环境中，绘出所示电路，并设置好参数。
特别是要选择参数元件(PARAMETERS)，设置自定义变量{rr}。
（1）、在直流扫描分析中设置对温度的扫描，同时在参数扫描中设置变量rr不同的取值，仿真后得集电极电流I C。
由图中看到温度在-30°C到+50°C 的情况下，Rf取不同值时，集电极电流I C 的变化情况。
4、共射极放大电路如下图所示。
设BJT的型号为2N3904（β=50）。
试用PSPICE程序作如下的分析：（1）求Q点；（2）作温度特性分析，观察当温度在-30度～+70度范围内变化时，BJT的集电极电流I C的变化范围。
VOFF = 0
VAMPL = 1
步骤：进入Schematics主窗口，绘出图所示电路。
将Bf的值改为50。
（1）设置直流工作点分析(Bias Point Detail)，仿真后在输出文件中得到静态工作点：I B= （） mA，I C = （） mA，V CE= （） V。
（2）设置直流扫描分析(DC Sweep),对温度进行-30℃～+70℃的线性扫描。
在Probe 窗口中得到I C 随温度变化的曲线所示。
由图中看出温度在-30℃～+70℃变化时，集电极电流由（ ）mA 变到（ ） mA 。
5、电路图如下图所示，三极管参数为Is=5×1510-A, 100F β=，'bb R = 100 Ω，50AF V V =。
要求：
（1）、若其它参数不变，为使得1
2CQ I mA ，应调节B V =?。
（2）、若其它参数不变，为使得1CQ I ，应调节b R =?。
（3）、若其它参数不变，为使得电阻Rb 上功率为 21uW ，调节 Rb=? （4）、若其它参数不变,为使得1
2CQ I mA ，应调节C R =?
Vb 1V
步骤：1、绘制电路图。
对电源Vb 直流扫描，仿真后，显示1CQ I 波形，启动标尺，在1
2CQ I mA
时，b V =( )。
2、其它参数不变，对电阻Rb 直流扫描，仿真后，显示1CQ I 波形，启动标尺，在
1
2CQ I mA 时，电阻Rb =( )。
3、其它参数不变，对电阻Rb 直流扫描，仿真后，显示Rb 功率波形，启动标尺，在Rb 功率为 21uW 时，电阻Rb =( )。
（Rb 功率表达式是I(Rb )⋅(V (Rb:1)-V ( Rb:2)）。
4、其它参数不变，对电阻Rc 直流扫描，仿真后，显示1CQ I 波形，启动标尺，在
1
2CQ I mA 时，电阻Rc =( )。
三、 实验报告
1、 将所画电路图存入E ：\**** \ 下。
****为自己姓名。
2、 在报告中写出操作中相应的数据。
3、 心得体会及其它。