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活学活用 LTspice 进行电路设计 — 命令篇(4):使用 .dc 命令进行直流分析

在上篇《活学活用 LTspice 进行电路设计 — 命令篇(3):使用 .tran 命令进行瞬态分析》文章中,我们介绍了 LTspice 中常用的瞬态分析  (.tran 命令),详细说明其参数设置方法,并通过具体操作示例展示如何执行仿真、观察波形结果以及查看仿真数据点。本文为命令篇的第四部分,将详细介绍直流分析 (.dc 命令)。

直流分析 (.dc 命令)

使用 .dc 命令进行直流分析有助于确定电气特性,例如用参数分析仪测量晶体管和场效应晶体管的静态特性。

通常在 LTspice 中进行直流分析时,用户会通过图形界面设置分析模式。以下是设置完成后在网表中的几种语法格式,< > 表示必需项,[ ]表示可选项:

(1).dc [<oct, dec, lin>] <srcnam> <start> <stop> <incr>

<srcnam> 指定了要扫描的电压源或电流源名称。扫描范围从 <start> 到 <stop>,步进值由 <incr> 设置。关键词 oct、dec 和 lin 定义如下表所示,如果省略,则为 lin。如果不设置 lin 的步进间隔,系统会自动在 <start> 和 <stop> 之间绘制 10 个点。

Type of sweep

Nsteps

oct

按倍频扫描设置分析点数

dec

按十倍频扫描设置分析点数

lin

线性扫描

(2).dc <srcnam> list <value1> [<value2> [<value3> [ ... ]]]

同上,<srcnam> 指定了要扫描的电压源或电流源名称。通过 Value1、Value2、Value3… 指定的列表值将分配给 srcnam 中指定的电压源或电流源。

(3).dc <srcnam> file <Filename>

从指定文件读取的值将分配给电压源或电流源。该文件可以包含类似于常规网表的注释。数字之间应用空格或逗号分隔。

执行直流分析

以下通过一个 BSIM 模型仿真示例展示直流分析的操作流程。首先绘制如下图 (图1) 所示的电路图:

图1 FET 静态特性测试电路
图1 FET 静态特性测试电路

从 LTspice 帮助文档中复制以下内容:
.dc Vds 3.5 0 -0.05 Vgs 0 3.5 0.5.model
nbsim NMOS Level=8

通过工具栏选择 Edit → Spice Directive,在弹出的编辑窗口中粘贴上述内容,点击确定。在".dc Vds 3.5 0 -0.05 Vgs 0 3.5 0.5"上右键点击也可以查看到详细的设置信息。

图2 直流分析设置
图2 直流分析设置

将电压源 V1 命名为 Vgs,V2 命名为 Vds,电压设定为 1V。同时将 FET 的模型名称设置为 Nbism。

图3 配置电源和 FET 名称设置
图3 配置电源和 FET 名称设置

点击工具栏上的“RUN”以运行仿真。

打开波形窗口后,右键点击选择"Add Trace",从列表中选择"I (Vds)"以显示 FET 的漏极源电流 (静态特性)。

图4 波形显示设置
图4 波形显示设置

最终显示的 FET 静态特性曲线如下图 (图5) 所示,可以清晰观察到不同栅源电压下的漏极电流变化。

图5 仿真结果
图5 仿真结果

总结

直流分析是理解器件基本特性和电路直流工作点的重要工具。本文主要介绍LTspice中用于直流分析的.dc命令,说明了其基本语法和参数设置方法,并通过FET静态特性仿真实例演示直流扫描分析的具体操作流程。欲了解更多技术细节和 LTspice 相关操作,请与骏龙科技当地的办事处联系或点击下方「联系我们」,提交您的需求,骏龙科技公司愿意为您提供更详细的技术解答。

 

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