При построении схемы для получения обратной ветви ВАХ в Micro-Cap воспользуемся такими компонентами как Ground (Заземление), Resistor (Сопротивление), Diode(Диод), Battery (Батарейка).
Тип диода определяется номером диода по списку в файле RUS_D.LIB
.model D237B D(Is=31.69p Rs=91.07m N=1 Xti=3 Eg=1.11 Bv=400.1 Ibv=158.5u
+ Cjo=15p Vj=.75 M=.3333 Fc=.5 Tt=721.3n)
Сопротивления резисторов 10 Ом и 10 кОм.
Эта схема отличается от предыдущей. Диод включен в противоположном направлении, а приборы подключены несколько иначе. Такое подключение приборов приведет к меньшей погрешности (т.к. на обратной ветви большие напряжения и маленькие токи).
Проведение анализа по постоянному току. (Analysis->DC)
- В качестве варьируемого параметра выбираем напряжение источника V1.
Т.к. схема имеет базу, то варьируется напряжение и на диоде.
- В качестве диапазона изменений выбираем промежуток 0…2 В с шагом 0.01В.
- Задаем линейный вид шкалы по оси абсцисс и ординат.
- По оси Х задаем выражение V(1) – напряжение на диоде, а по оси Y ток через диод -I(D1).
- Перед I(D1) ставим знак минус - это переносит график в первую четверть.
- Масштаб по оси X задаем в пределах 0…2 В с шагом сетки 0.2 В; по оси Y пределы и шаг выберем автоматические.
Запускаем на анализ (Run) и получаем график зависимости тока через диод I(D1) от напряжения V1, что и является Вольт-Амперной характеристикой (ВАХ).
График обратной ветви ВАХ:
Для получения табличного представления зависимости требуется выбрать пункт меню DC -> Numeric Output, либо нажать F5.
Чтобы воспользоваться полученными данными в среде MathCAD, нужно отредактировать полученный файл, оставив только следующие данные, необходимые для расчета:
V(1) -I(D1)
(V) (A)
0.000 -7.906E-43
40.000e-3 24.889e-12
80.000e-3 30.306e-12
120.000e-3 31.498e-12
160.000e-3 31.784e-12
200.000e-3 31.876e-12
240.000e-3 31.927e-12
280.000e-3 31.969e-12
320.000e-3 32.010e-12
360.000e-3 32.050e-12
400.000e-3 32.090e-12
440.000e-3 32.130e-12
480.000e-3 32.170e-12
520.000e-3 32.210e-12
560.000e-3 32.250e-12
600.000e-3 32.290e-12
640.000e-3 32.330e-12
680.000e-3 32.370e-12
720.000e-3 32.410e-12
760.000e-3 32.450e-12
800.000e-3 32.490e-12
840.000e-3 32.530e-12
880.000e-3 32.570e-12
920.000e-3 32.610e-12
960.000e-3 32.650e-12
1.000 32.690e-12
1.040 32.730e-12
1.080 32.770e-12
1.120 32.810e-12
1.160 32.850e-12
1.200 32.890e-12
1.240 32.930e-12
1.280 32.970e-12
1.320 33.010e-12
1.360 33.050e-12
1.400 33.090e-12
1.440 33.130e-12
1.480 33.170e-12
1.520 33.210e-12
1.560 33.250e-12
1.600 33.290e-12
1.640 33.330e-12
1.680 33.370e-12
1.720 33.410e-12
1.760 33.450e-12
1.800 33.490e-12
1.840 33.530e-12
1.880 33.570e-12
1.920 33.610e-12
1.960 33.650e-12
2.000 33.690e-12
Получение ВФХ
При построении схемы для измерения барьерной ёмкости диода в Micro-Cap воспользуемся такими компонентами как Ground (Заземление), Resistor (Сопротивление), Diode(Диод), Battery (Батарейка), Inductor (Катушка индуктивности), Capacitor (Конденсатор).
Тип диода определяется номером диода по списку в файле RUS_D.LIB
.model D237B D(Is=31.69p Rs=91.07m N=1 Xti=3 Eg=1.11 Bv=400.1 Ibv=158.5u
+ Cjo=15p Vj=.75 M=.3333 Fc=.5 Tt=721.3n)
V1: model – 1MHZ; R1=1Ом, R2=100кОм, R3=0.1Ом, L1=1мВб,
C1=100 пФ, C2=1мкрФ, L2=100мВб, Vvar=7.
Проведение частотного анализа. (Analysis->AC)
- В качестве варьируемого диапазона частот, в котором варьируется частота источника, выбираем 4,5Е5-60Е5.
- Количество точек равно 9000.
- Задаем линейный вид шкалы по оси абсцисс и логарифмический вид шкалы по оси ординат
- По оси Х задаем выражение F, а по оси Y – V(OUT).
- Масштаб по оси X задаем в пределах 450000…6000000 В с шагом сетки 1100000 В; по оси Y пределы и шаг выберем автоматические.
Перед запуском частотного анализа, рассмотрим семейство кривых. Для этого заполним окно «Stepping»:
1. В качестве элемента рассмотрим параметр VVAR.
2. Кривые отличаются друг от друга значением параметра dc.value.
3. dc.value изменяется в промежутке 1…30 с шагом 2.
Теперь запускаем схему на анализ по переменному току и получаем семейство графиков:
На графике наблюдаются пики потенциала узла OUT. При различных напряжениях источника Vvar они соответствуют различным частотам источника V1.
Далее получим резонансную частоту как функцию напряжения источника Vvar.
Для этого выберем Частотный анализ АС -> окно Performance -> добавить окно Performance…
Появившееся диалоговое окно заполняем следующим образом:
- Выбираем автоматический заголовок.
- В качество параметра, откладываемого по оси абсцисс, выбираем VVAR.dc.value. Это независимая переменная, от которой будет строиться функция.
- По оси ординат выбираем параметр Peak_X(V(OUT),1,1). Получаем функцию Peak_X(V(OUT),1,1) от VVAR.dc.value.
Для выбора необходимой зависимости заполним окно Выбор функции Performance:
1.В качестве функции выбираем Peak_X.
2.В качестве выражения – V(OUT)
Таким образом, в качестве зависящей переменной мы выбрали точку максимума функции Vout(F). То есть Peak_X - резонансная частота, которой соответствует максимум напряжения Vout. После заполнения данного окна, получим результат расширенного анализа – зависимость резонансной частоты от ЭДС источника Vvar:
Для получения табличного представления зависимости требуется выбрать пункт меню DC -> Numeric output, либо нажать F5.
Чтобы воспользоваться полученными данными в среде MathCAD, нужно отредактировать полученный файл, оставив только следующие данные, необходимые для расчета:
1.000 1.442e6
3.000 1.618e6
5.000 1.724e6
7.000 1.801e6
9.000 1.862e6
11.000 1.912e6
13.000 1.955e6
15.000 1.994e6
17.000 2.027e6
19.000 2.058e6
21.000 2.086e6
23.000 2.111e6
25.000 2.134e6
27.000 2.157e6
29.000 2.177e6
30.000 2.187e6
В программе Micro-Cap можно получить табличное представление зависимости, которое потребуется для обработки в программе MathCAD.