电路课组(一)电路原理 Part 0 电路仿真(1)Multisim基本功能

文章目录

  • 仿真一(构建电路和可视化):直流运行的单点观测(DC operating point)
  • 仿真二(模拟仪表的使用):利用万用表和仿真电流钳进行电路测定
  • 仿真三:参数扫描
  • 应用示例:研究受控元件(MOSFET)的伏安特性
    • 1. U G S U_{GS} UGS对电流的影响
    • 2. U D S U_{DS} UDS对电流的影响

仿真一(构建电路和可视化):直流运行的单点观测(DC operating point)

在Multisim14界面中找到器件
在这里插入图片描述

电路课组(一)电路原理 Part 0 电路仿真(1)Multisim基本功能_第1张图片
选择器件后构建电路。

构建的方法非常简明,只需要点击OK挪动元件到指定位置。
用鼠标点击线端即可引线和连线。

连好一个简单的电路后开始仿真。
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选中需要观测的点。
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注意在使用之前,最好打开所有的区间名称。以便对(看似的)未命名区段进行说明,这很重要:
按Ctrl+M,,进入properties设置模块。电路课组(一)电路原理 Part 0 电路仿真(1)Multisim基本功能_第4张图片

在这个模式下运行,我们所有的结果都相当于以虚拟万用表值的形式列表呈现。
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仿真二(模拟仪表的使用):利用万用表和仿真电流钳进行电路测定

侧边栏选取multimeter和current clamp,连入电路。
在Interactive Simulation模式下进行仿真。
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思考:为什么利用电流钳的那一路能测出微小电流?

仿真三:参数扫描

进入DC Sweep模式

注意Multisim14的UI和之前的可能有所不同。先前的UI可能为下拉菜单而非单独页面。

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设置参数扫描的元件,并设置起始值终止值和步长。
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并设置观测值。操作类似operating point
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点击run开始仿真。可以设置显示网格(grid),图例(legend),游标(cursor)
图中1为图例,2为游标,用于动态确定某一个参数的值;3为确定参数之后的观测变量。(这些功能真是优美orz)
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应用示例:研究受控元件(MOSFET)的伏安特性

1. U G S U_{GS} UGS对电流的影响

通过游标滑动可以看出斜率为正且单调减。所以认定随着控制电压的增大,MOSFET的等效电阻在减小(这个减小并不是线性的,而是类似 1 x \frac{1}{x} x1的变化)。这使得其内部的电流呈大概的线性增加(这个线性的增加逐渐趋缓)。这个区乘坐MOSFET的电阻区

注意其中添加电流观测值的时候,要选用Add expression模式添加‘-’号。
否则通过MOSFET的电流是关于 I S D I_{SD} ISD的一条在 x x x轴之下的曲线。

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当电压源V2继续增大时,可以看到明显的饱和区。甚至最终还有击穿区,这在微电子概论(2)中已经讨论过。如图
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2. U D S U_{DS} UDS对电流的影响

构建V1、V2共同变化的DC扫描,
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可以作出一族曲线。
为了可以看清彩色,我们把背景换成白色。(操作按钮在show cursor旁)
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从中可以看出 U G S U_{GS} UGS对电流的效应是非线性的,前五条都重合在一起。

参数扫描的功能,给了我们一个研究电路元件的好方法。

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