电工电子技术 教学课件 作者 王国伟 第14章_.ppt

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1、第14章电工电子技术的计算机辅助分析与设计14.1PSPICE程序简介14.2CPLD和FPGA简介14.3VHDL语言与MAX+PLUSII软件简介学习要求1．了接PSPICE的功能，初步掌握用其分析简单的电路。2．初步了解CPLD和FPGA。3．初步了解VHDL语言和掌握Max+plusⅡ软件的使用。14.1PSPICE程序简介14.1.1PSPICE中的电路描述1．电阻、电容和电感在符号库（.slb）中分别用关键字R、C和L来标示电阻、电容和电感元件（PSPICE中的元器件关键字见表一）。在电路中以关键字开头，后根长度不超

2、过8个字符的字母或数字作为它们的标号，例如R2、Ce、L5。它们的参数在元件属性的VALUE项中定义，例如，VALUE＝10k。另外，在IC项中还可以设置电容的初始电压和电感的初始电流。R、C和L是不带模型的元件，因此作统计分析时必须将它们换成具有模型的元件，如Rbreak、Cbreak和Lbreak分别是带模型的电阻、电容和电感元件。2．有源器件有源器件在符号库中的名称（NAME）通常以关键字开头，后根长度不超过8个字符的字母或数字命名，如Q2N2222表示已知NPN型BJT。74系列的数字集成电路芯片以他们的模型号作为源器件名

3、称。有源器件的参数均在它们的模型中描述。在PSPICE中是按器件类型（DEVICE-TYPE）来建立模型的，这些类型如表（14-1）所示，同一类型的器件有相同的模型结构，只是具体参数值有所不同。例如，Q2N2222和Q2N3904均属NPN型BJT。表14-1各种元器件关键字序号类型名称描述关键词元器件类型1RESR电阻器2CAPC电容器3INDL电感器4DD二极管5NPNQNPNBJT晶体管6PNPQPNPBJT晶体管7LPNPQ横向PNPBJT晶体管8NJFJN沟道JFET9PJFJP沟道JFET10NMOSMN沟道MOSFE

4、T11PMOSMP沟道MOSFET12GASFETBGaAsFET13COREK非线性磁芯（变压器）14VSWITCHS电压控制开关15ISWITCHW电流控制开关16DINPUTN数字输入器件17DOUTPUTO数字输出器件18UIOU数字输入输出模型19UGATEU标准门20UTGATEU三态门21UEFFU边沿触发器22UGFFU门触发器23UWDTHU脉宽较验器24USUHDU复位和保持较验器25UDLYU数字延迟线表14-2几种器件常用的模型参数元件模型参数名定义缺省值单位DISRSNCJOVJBVIBV饱和电流寄生串联

5、电阻发射系数零偏PN结电容结电势反向击穿电压反向击穿电流1E-140101∞1E-10AΩFVVABJTBFNFVAFBRNRVARCJECJCRBRERCVJE正向电流放大系数正向电流发射系数正向Early电压反向电流放大系数反向电流发射系数反向Early电压b-e结零偏电压电容b-c结零偏电压电容零偏压基极电阻发射极电阻集电极电阻b-e结内建电势1001∞11∞000000.75VVFFΩΩΩVMOSFETVTOKPCBDCBSTOXCGDOCGSOCGBO零偏阈压值电压跨导系数零偏压漏极-衬底结电容零偏压源极-衬底结电容氧化

6、层厚度单位宽度的栅源覆盖电容单位宽度的栅漏覆盖电容单位长度的栅-衬底覆盖电容00.02001E-7000VmA/V2FFmF/mF/mF/mJEFTVTOBETALAMBDARDRSCGSCGD夹断电压跨导系数沟道长度调制系数漏极电阻源极电阻零偏压栅源电容零偏压栅漏电容-20.100000VmA/V2V-1ΩΩFFGaAsMESFETVTOBETAIS夹断电压跨导系数栅PN结饱和电流-2.50.11E-14VA/V2A3．信号源及电源在电路描述中，信号源和电源是不可少的。实际上电源可以看作是一种特殊的信号源。在PSPICE中，信号

7、源被分为两类：独立源和受控源。表14-3给出了几种独立源。在类型名前加V表示电压源，加I表示电流源。受控源共分四类，如表14-4所示，它们可用来描述等效电路。表14-3几种主要的独立源类型名电源及信号源类型应用场合DC固定直流源直流电源，直流特性分析AC固定交流源正弦稳态频率响应SIN正弦信号源瞬态分析、正弦稳态频率响应PULSE脉冲源瞬态分析PWL分段线性源瞬态分析SRC简单源可当作AC、DC或瞬态源表14-4几种主要的独立源元器件描述关键词受控源类型E电压控制电压源F电流控制电流源G电压控制电流源H电流控制电压源14.1.2P

8、SPICE的集成环境PSPICE通用的电路仿真分析环境主要包括七个程序项，各程序项的主要功能见表14-5。表14-5各程序项的主要功能程序项主要功能和作用SchematicsPSPICE的主程序项，电路仿真分析的全过程均可在此项中完成，且在此项菜单