MN15226VRV化的高频小信号等效电路,如图d所示。由图d可知,其高频段电压增益具有三阶低通特性的形式:

avh=avsm/(1+jf/fh1)(1+jf/fh2)(1+jf/fh3)

其中              avsm=-gm1rc/1+gm1r2

                     fh1=1/2πRcC1

                     fh2=1/2π(R2||re)cbeC1

                     fh3=1/2πRcCbc

根据给定参数可算出

               avsm=-gm1rc/1+gm1r2=-18*20/1+18*0.1=-128.6

fh1=1/2trsc1=1/2π×5×103Ω*3.4x10-12F=9.4x106hz=9.4Mhz

fH2=1/2π(R2 ||rc)cb`e

考虑到R2=100Ω,re=10Ω,R2>>re,故

fh2=1/2t(r2||re)cbe

fh3=1/2trccbe=1/2t*20*103Ω*5*10-12f=1.59*106hz=1.59mhz

由于fh3远小于fh2和fh1,所以总的上限频率fh=fh3=1.59mhz,满足设计要求。

场效应管的SPICE模型要比二极管的模型复杂得多,涉及到的参数有二十多个,表5,6.1和表5,6.2列出了部分常用的主要参数。

ui≈198.94×106 Hz=198.94 MHz,表5,6.1 MOsFET的模型主要参数.

Level=3时属于短沟道器件,此时无论是否设置了沟道长度调制系数Lambda的值,总认为Lambda=0,因此在仿真沟道长度调制系数对电路的影响时,要将Level设置为2或1。要注意Κn与Kn的区别,Kn是电导常数,Kn=kn/2*w/l,它们的单位是一样的。模型中Kp的值实际上是Kl的值。

表5,6.2 JFET的SPICE模型主要参数,例SPE5,6.1 电路如图5.2,3所示。设NMOS管T的参数为%=0.8Ⅴ,kn=1 mA/Ⅴ2。 电路其他参数为: yDD=yss=5Ⅴ, J=0.5 mA, Rd=7 kΩ,Rg=200 kΩ,Cs=47 uF,输人信号采用振幅为10 mⅤ,频率为1 kHz的正弦波。试用SPICE分析,研究沟道调制参数入对小信号电压增益的影响。

解:场效应管选用IRF150模型,根据要求修改其参数为Level=2 Kp=50 uA/Ⅴ2 Ⅵ=80 un1 L=2 urnˉⅤto=0.8V,设置交流扫描分析,同时设置二级扫描分析,对模型参数Lambda(入)分别为0、0.01、0.05、0.1四个值进行扫描,得到如图5.6.1所示波形。由图看出,入愈大,增益愈小。

图5.6.1 人不同时电路的幅频响应 ,例SPE5,6,2 共栅极放大电路如图5.6.2所示,电路参数为rQ=1 mA,7DD=yss=5Ⅴ,Rg=100 kΩ,Rd=4 kΩ,RL=10 kΩ。场效应管的T的参数为u=1Ⅴ,j=1 mA/Ⅴ2,入=0。设输入电流为100sin2π×103t(uA),u=50 kΩ,求输出电压;(2)确定小信号电压增益、电流增益、输入电阻及电阻输出共栅极放大电路

解:场效应管选用IRF150模型,根据要求修改其参数为

Kp=50 uA/Ⅴ2 V...=80 unL=2 un1 Ⅴto=1Ⅴ

设置时域分析,得到输出电压如图5.6.3a所示。互阻增益约为2855Ω。

设置交流扫描分析,得到电压增益、电流增益的波特图和输人电阻的频率响应曲线如图b所示。由图看出,通带内电压增益约为15 dB;漏极电流与输人电流之比的电流增益约为00B(即1倍),表现出电流跟随特性。负载电流与输入电流之比的增益约为一10,88 dB;输入电阻较小,约为504Ω。