Mutisims9在模拟电路中的应用范本.doc

第 4章 Mutisims9在模拟电路中的应用 模拟电路是电子专业学习专业课的基础，主要内容包括了半导体器件如：二极管、三极管、晶闸管等的工作原理，分立放大电路、集成运算放大器以及滤波电路的分析和设计等主要内容。在本章中，将结合上述内容来介绍9的使用方法，以便帮助读者在熟练使用9的基础上，快速地使用9来分析和设计电路。 4．1 常用半导体器件 4．1．1．二极管仿真测量 9在元件库中提供了几百种不同型号的二极管。二极管传统的测试方法有电压电流表和万用表测试法、晶体管图示仪测试法，在9中也同样可以用虚拟电压电流表和虚拟万用表法及IV分析仪法测试二极管。 1．用虚拟电流、电压表测量二极管 在电路工作窗口中建立如图4-1所示的二极管测量电路。这是PN结或二极管加正向电压的特性演示左侧为3D理想二极管，右侧为真实二极管1N4148。先通过 A、B键使J1、J2两个开关打开，单击Simulate按钮，开始仿真，按下 A键，电压表 U1显示 D1极管两端的正向压降，电流表 U2显示流过 D1二极管的正向电流。按下 B键，电压表 U3显示二极管 IN4148两端的正向压降，电流表U4显示流过二极管IN4148的正向电流。正向压降较小，正向电流较大，称为二极管的正向导通。数据如图4-1中电表所示。 图4-1 二极管加正向电压仿真电路 将图4-1中的二极管反向连接，将电压表改接（电压表内阻会引起测量误差），就组成图4-2所示二极管加反向电压电路。对PN结或二极管加反向电压做仿真演示，数据如图4-2中电表所示。反向压降很大，反向电流极小，称为二极管的反向截止。 图4-2 二极管加反向电压仿真电路 按照图4-1和图4-2 电路，多次改变电阻R1、R2的阻值，可测量到一组电压与电流的数值，用这些数据在坐标纸上可描绘出一条曲线，这就是二极管的特性曲线。 2．用IV分析仪测量二极管 IV分析仪可以很方便地测量常用半导体器件的伏安特性，图4-3是IV法测二极管伏安特性电路，其左图中的二极管为3D理想二极管，右图中的二极管为真实二极管IN4148。 双击IV分析仪图标，打开分析仪面板。按下述方法进行设置：Components栏，选择Diode；Current Range（A）区，选择 Log，设定适当的电流范围；Voltage Range（V）区，选择Log，设定适当的电压范围。打开仿真开关，即可观察到二极管的正向特性曲线。拖动读数指针，可以测出具体数据。如图4-4所示。 图4-3 IV分析仪测量二极管 图4-4 IV分析仪面板及测量的二极管特性曲线 4．1．2．三极管仿真测量 1．用虚拟万用表测量三极管 图4-5是用虚拟万用表测晶体三极管。用万用表的电阻挡，对比各电极间的正反向电阻，可以测量晶体管，通常使用指针式万用表。打开仿真开关，前4个图用于判断基极b和确定晶体管的类型，后两个图用于判定集电极c和发射极e，还可以估测放大倍数。实际测量时：①首先判定基极b。具体方法是：先将万用表的某一表笔固定接晶体管的某一管脚，用另一表笔分别接另外两支管脚，测它们的电阻，如果测得的数值都很大或都很小（如图中万用表XMMI、XMMZ的读数或XMM3、XMM4的读数）；再将表笔交换，重复上述测量，证实测得的数值与先前的测量完全相反，那么，可断定这支管脚是b。②如果红表笔接b时测得 图4-5用虚拟万用表测三极管 的数值大，黑表笔接b时测得的数值小，则断定此晶体管是NPN型的。③先假定另外两支管脚中的某一支是C，则按第5种接法测量c、e之间的电阻，再在c、e间接一个几十千欧的电阻，重复测量，看电阻值的变化。如果第一次像万用表XMM5一样数值很大，第二次像XMM6那样数值较大，可判定这一假设是正确的。 1．用IV分析仪测量三极管 图4-6 是IV法测量晶体管的伏安特性。左侧3只为3D理想管，右侧3只为真实管。 2N2222A、ZSA1015和BSP149是常见的几种晶体管。按图4-6所示建立测量电路，双击IV分析仪的图标，按下述进行设置：Components栏：第l、4台 IV仪选择BJT NPN，第2、5台 IV仪选择BJT PNP，第3、6台 IV仪选择 NMOS。Current Range（A）区和 Voltage Range（V）区均选择 Lin，F和I值均不需设定。打开仿真开关，即可以对比观察它们的伏安特性，如图4-7所示，拖动读数指针还可以进行精确测量。 图4-6 IV法测量晶体管伏安特性 图4-7 IV法测量NPN管伏安特性曲线 4．2 放大电路分析 放大电路是构成模拟电子电路的基本单元，分析电子电路首先要从它的基本单元着手。 4．2．1．单管放大电路仿真测