طراحی تقویت کننده الکتریکی با استفاده از پی اسپایس

---

شرح پروژه

با عرض سلام و خسته نباشید 

پروژه ای دارم درباره طراحی تقویت کننده های الکتریکی که به شرح زیر می باشد 

هدف این پروژه طراحی تقویت کنندهای با مشخصات زیر با کمک نرمافزار تحلیل مدارهای الکترونیکی Pspice ،است:

• بین ورودی و خروجی اختالف فاز قابل توجهی وجود نداشته باشد.)به عبارت دیگر سیگنالهای ورودی و خروجی همفاز باشند.(

• حداقل بهره تقویت ولتاژ برای یک ورودی سینوسی با فرکانس 100kHz ،برای بار مقاومتی 100Ω=RL ،40dB باشد.

• حداقل دامنه نوسان متقارن خروجی 5V/1 معادل سیگنال سینوسی با دامنه قله به قله 3V باشد.

• حداکثر ولتاژ منبع تغذیه 5V در نظر گرفته شود.

• توان استاتیک مصرفی ) توان مصرفی در حالت بدون ورودی و صرفاً توان مصرفی مدار بایاس( تا حد امکان کمتر از 200mW باشد.

• از عناصر ایدهآل مانند منابع جریان ایده آل و... استفاده نگردد.

• عناصر فعال مورد استفاده )منظور ترانزیستورها است( از انواع تجاری موجود در کتابخانه Pspice باشند نه از نوع Generic!

• مقادیر انتخاب شده برای عناصر پسیو )مقاومتها و خازنها( حداالمکان با مقادیر واقعی موجود همخوانی داشته باشند. به عنوان مثال

مقاومت 47kΩ یک مقدار مقاومت استاندارد است در حالیکه مقاومت 3kΩ /17 عنصری غیر ایدهآل است.

برای طراحی این تقویت کننده گامهای زیر را بردارید:

ابتدا با بررسی آنالین ترانزیستور یا ترانزیستورهایی که امکان برآورده کردن مشخصات فوق را فراهم میاورند را شناسایی کرده و عناصر

فعال خود را از کتابخانه Pspice انتخاب نمایید.

مشخصات ترانزیستورهای انتخاب شده را با کمک شبیهسازی استخراج ن مایید. به عنوان مثال برای ترانزستور BJT که در آرایش امیتر

مشترک بکار گرفته میشود، مشخصه جریان کلکتور بر حسب ولتاژ کلکتور-امیتر به ازای ولتاژهای بیس-امیتر مختلف، مشخصه مهمی

است که با استفاده از آن میتوان ولتاژ اِرلی ترانزیستور را استخراج نمود. سایر نمودارهای مشخصات ترانزیستورهای موجود در طرح را

بسته به نوع ترانزیستور استخراج نمایید.

مدار بایاس مناسبی برای ترانزیستورها طرح نمایید. مدار بایاس باید به نحوی باشد که اوالً ترانزیستور را در ناحیه فعال )یا در مورد

MOSFET در ناحیه اشباع قرار دهد( و ثانیاً جریان بایاس مورد نیاز برای رسیدن به ترارسانایی سیگنال کوچک (gm (ترانزیستور برای

تامین بهره مورد نظر را ایجاد کند. با تعیین ولتاژها و جریانهای نقطه کار چک کنید که آیا ترانزیستور فعال است یا نه.

جریان بایاس شبیهسازی شده را با جریان بایاسی که از تحلیل دستی مدار بدست میآورید، مقایسه نمایید. با جریان شبیه سازی شده

مقادیر ترارسانایی (gm (و مقاومت خروجی ترانزیستور (ro (را محاسبه نموده و بهره سیگنال کوچک تقویت کننده را تعیین کنید.

مدار را شبیهسازی نموده و با یافتن مدار دامنه نوسان خرجی تعیین کنید بهره مدار چقدر است. این مقدار را با آنچه به صورت دستی

محاسبه نمودید مقایسه نمایید.

اثر تغییر پارامترهای دما، β ترانزیستور و ولتاژ تغذیه بر بهره تقویت کننده را با کمک شبیهسازی و جاروب هریک از این پارامترها بطور

مجزا در بازه 10 %±مقادیر نامی هریک از پارامترها را بیابید.

اثر تغییر فرکانس ورودی )کاهش و افزایش( بر بهره مدار را نیز بیابید.

نکات زیر را مد نظر قرار دهید:

▪ استفاده از هر نوع ترانزیستور واقعی اعم از BJT و MOSFET با شماره رفرنسهای مختلف مجاز است.

▪ هر نوع آرایش تقویت کننده تک طبقه یا چند طبقه را برای رسیدن به اهداف فوق میتوانید استفاده کنید.

▪ با توجه به آزادی عملی که دو مورد فوق برای طراحی ایجاد میکنند، انتظار می رود هر دانشجو طرحی متفاوت از سایرین را ارائه

نماید. نتایج حاصل توسط یک گزارش با فایل Word ارائه میگردد. گزارش باید شامل همه گامهایی که برای طراحی تقویت کننده

برداشتهاید باشد همچنین جزئیات هر گام بطور کامل شرح داده شده باشد. در گزارش باید نشان داده شود که طرح شما مشخصات

مورد نظر را برآورده کرده است. شکلها باید واضح بوده و دارای شماره باشند و در متن به شماره شکلها ارجاع شود. در نهایت متن باید

مرتب و واضح بوده و دارای روندی منطقی برای رسیدن به هدف باشد. صفحه اول گزارش حاوی نام، نام خانوادگی، شماره دانشجویی،

نام و نمیسال درس باید باشد. نمره اصلی با بررسی همین گزارش به شما تعلق میگیرد.

▪ فایلهای شبیهسازی را همراه با فایل Word و PDF گزارش را در یک پوشه با نام و نام خانوادگی و شماره دانشجویی خود قرار داده

و به فرمت rar یا zip درآورده و ارسالنمایید.

مهارت ها و تخصص های مورد نیاز

---

---