资源描述：
《spice程序工具在电子电路设计中的应用new》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第2卷第3期漯河职业技术学院学报(综合版)Vol.2No132003年9月JournalofLuoheVocationalandTechnicalCollege(Comprehensive)Sep.2003SPICE程序工具在电子电路设计中的应用郑冬强(漯河职业技术学院,河南漯河462002)摘要:电子电路设计已广泛采用计算机辅助设计(CAD),SPICE是CAD中的优秀程序工具。掌握SPICE仿真设计的应用方法是电子电路课程教学的重要目标之一。关键词:CA3096;SPICE程序工具;电子电路设计;应用中图分类号
2、:TP391文献标识码:A文章编号:1671-7864(2003)03-0024-04输出级通常是由单位电压增益的乙类和甲乙类0概述放大器组成,它产生足够的功率,具有一定的带载能电子电路分析与设计广泛使用CAD工具,特别力,这意味着这一级的输出电阻较低。是SPICE程序工具。SPICE计算机仿真设计的主要2运算放大器的直流分析内容有定性分析、直流电路分析、交流电路分析。现借助SPICE工具以CA3096NPN/PNAP晶体管一个典型的运算放大器可以用一个CA3096芯为例仿真设计一个运算放大器。片来实现,如图2所示
3、。射级耦合对Q1和Q2的单CA3096是一个NPN/PNP晶体管阵列,它由三端输出驱动Q4,Q4是一个PNP型共发射极放大器。个相互匹配但彼此独立的NPN型晶体管以及二个Q3和Q5组成乙类放大器,受Q4驱动,差动输入管相互匹配但彼此独立的PNP型晶体管组成。它是Q1和Q2接射极电阻R3和电源-VEE,输入级没有用一种通用性较强的集成电路,其中所有的发射极、基有源负载,输出级没有接交越二极管。因为NPN型极和集电极都有可能触及的引出端。在16针双列和PNP型晶体管的hFE典型值分别为390和85,所以直插式封装(DI
4、P)中,节点15与衬底相连。在设计它们的基极电流都可以忽略不计。现假设VID=0过程中,一般采用典型值。时,V0=0是合理的。假设Q1、Q2的基极都接地,可以得到它们的静1定性分析态电流和电压。射极耦合对Q1、Q2的射极电流为常用运算放大器分为三级(见图1)。输入级用VEE-VBE1(on)于取得差动输入,它具有较高的输入电阻,并具有直IEE=IC1+IC2=2IC2(1)R3接耦合到下一级电路所需的适当电平移位,有时还当VID=0时,V0=0,所以VC4必须为零,这意有差动———单端信号转换功能。它提供的电压增益
5、味着是总电压增益的主要部分。VR5=-IC4R5=VEE(2)(注:当Q1、Q2的基极电位为0V时,其发射极电压均为-017V)VC2与VCC相比必须足够低,才能保证Q4处于合适的偏置状态,满足VBE4=-016V。图1一般运算器功能电路的划分为此有VR5=IC2R2=-VBE4(on)-IC4R4(3)中间级提供电压增益的其余部分而不显著加载输入级,并向输出级提供合适的直流电压。频率补整理后偿通常是在中间级完成的。-IC2R2-VBE4(on)(4)IC4=R4收稿日期:2003-01-05作者简介:郑冬强(19
6、72-),男,河南舞阳人,漯河职业技术学院助理实验师。©1994-2008ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net第3期郑冬强:SPICE程序工具在电子电路设计中的应用25图2CA3096电路图由于Q1与Q2是相互匹配的并且IB4nIC2,故3运算放大器的交流分析VC2=VC1=VCC-IC2R2(5)图3小信号模型图3是图2电路的小信号模型,可采用半边等gm2R2Av1≈(9)效电路法来处
7、理Q1和Q2。注意:Q3或者Q5是处2于放大状态的,并且它们的小信号参数随着瞬时集同理,忽略ro4和ri3(ri5),中间级的电压增益为电极电流的变化可在很大范围内变化。这个模型以AVo4-gm4R5(10)v2=≈Vi41+gm4R4及对Q3和Q5输入电阻的计算仅仅表明在某些大Av3为射极跟随器输出级的电压增益信号的情况下该电路的极限负载电阻较小。Av3=Vo/Vo4≈+1(11)VoVo2Vo4VoAv=V=Av1×Av2×Av3=V×V×V(6)联合式(9)(10)(11)得idido2o4+gm2R2-gm
8、4R5式(6)中:Vv≈()()(12)21+gm4R4Av1为输入级的电压增益,Rid为差动输入电阻Vo2gm2Vo2(ro2//R2//Ri4)Av1==Rid=2rπ2(13)VidVidVidRic为共模输入电阻gm2(ro2//R2//Ri4)2Ric=rπ1+(1+β1)2R3(14)=Vid射极跟随器电阻Ro的变化依赖于Q3、Q5哪个gm2(r
