Ćwiczenie - Symulacje do wykonania w ramach modułu
Symulacja 1
Przykład: charakterystyka statyczna złącza p-n
Plik wejściowy dla tego przykładu zawiera analizę stałoprądową diody w zakresie przewodzenia oraz dla polaryzacji zaporowej wraz z zakresem przebicia.
Po dokonaniu symulacji można obejrzeć charakterystykę ilustrującą zależność prądu diody od napięcia do niej przyłożonego.
Dla polaryzacji przewodzenia zamiana skali osi pionowej (prądu diody) z liniowej na logarytmiczną umożliwia wyodrębnienie trzech zakresów charakterystyki I-U złącza p-n: dominacji prądu rekombinacji w warstwie zaporowej, dominacji prądu rekombinacji w obszarach quasi-neutralnych oraz zakresu dużych prądów (wpływ pola w bazie i rezystancji szeregowej).
Plik wejściowy: ...dc.cir
Symulacja 2
Przykład: Wpływ zmian temperatury na charakterystykę statyczną złącza p-n
Symulacja służy zaobserwowaniu zmian charakterystyki statycznej I-U diody w wyniku zmiany temperatury pracy diody. Analiza stałoprądowa wykonywana jest dla kilku wartości temperatury, wyspecyfikowanych w poleceniu .TEMP.
Po przedstawieniu na jednym wykresie charakterystyk I-U dla różnych temperatur można łatwo przeanalizować różnice występujące między nimi.
Ponieważ w badanej diodzie przebicie wsteczne następuje w wyniku zjawiska Zenera, wzrost temperatury zmniejsza wartość napięcia przebicia. W przypadku zjawiska lawinowego efekt jest odwrotny.
Plik wejściowy: ...temp.cir
Symulacja 3
Zadanie: wyznaczenie konduktancji dynamicznej złącza p-n
Stworzyć plik wejściowy i przeprowadzić symulację stałoprądową diody. Dla wybranego punktu pracy wyznaczyć konduktancję dynamiczną.
Dla tego samego punktu pracy przeprowadzić analizę małosygnałową dla niskich częstotliwości. Przyjąć amplitudę składowej zmiennej napięcia 10 mV i częstotliwość 100 Hz. Wyznaczyć konduktancję dynamiczną ze wzoru Wadmit. porównać wyniki.
Przeprowadzić obserwację przebiegów czasowych prądu i napięcia dla różnych częstotliwości.
Można wykorzystać model diody D1 z biblioteki modele.lib.
Symulacja 4
Przykład: Włączanie, wyłączanie oraz przełączanie prądowe diody
W wyniku przeprowadzonej analizy otrzymuje się przebiegi czasowe sygnałów dla włączania i wyłączania prądowego oraz dla przełączania quasi-prądowego diody.
Po wykonaniu symulacji należy dla włączania i wyłączania prądowego obejrzeć przebiegi napięcia na diodzie na tle prądu przełączającego, zaś dla przełączania przebiegi napięcia na diodzie oraz prądu diody na tle napięcia generowanego przez źródło zasilające.
Na podstawie otrzymanych wykresów wyznaczyć charakterystyczne opóźnienia występujące podczas przełączania.
Plik wejściowy: ...trani.cir
Symulacja 5
Przykład: Diodowe układy prostujące
Przykład umożliwia obserwację działania dwóch prostych układów prostujących.
Najprostszy obwód stanowi szeregowe połączenie diody z rezystancją obciążenia. W tym przypadku zachodzi prostowanie jednopołówkowe.
Drugi układ stanowi mostek Graetza, który służy prostowaniu dwupołówkowemu.
Po wykonaniu symulacji zaobserwować różnice w działaniu obu układów porównując przebiegi czasowe prądu w obciążeniu.
Plik wejściowy: ...prost.cir
Symulacja 6
Zadanie: Diodowe układy prostujące z filtrem pojemnościowym
Przeprowadzić symulacje jak w przykładzie Symulacja 2 dołączając pojemność równolegle do rezystora obciążającego.
Stworzyć plik wejściowy korzystając z pliku ...prost.cir
Zaobserwować zmiany w działaniu obu układów porównując przebiegi czasowe napięcia. Przeprowadzić eksperymenty dla różnych założonych wartości pojemności.
Symulacja 7
Zadanie: Włączanie, wyłączanie oraz przełączanie napięciowe diody
Stworzyć plik wejściowy i przeprowadzić obserwację przebiegów czasowych prądu diody podczas włączania, wyłączania i przełączania napięciowego. Można wykorzystać model diody D1 z biblioteki modele.lib.
Rozwiązanie dostępne w pliku: ...tranu.cir