一、震蕩電路
??下午,對于這款MOS管電路進行了實驗測試。通過對電路中的元器件參數進行調整,可以在特定的柵極偏置電壓下,發現電路可以產生震蕩。下面,再利用LTspice對這個電路進行測試,查看一下電路震蕩對應的柵極偏置電壓的規律。

??在LTspice中建立仿真電路。兩個電感都是 100微亨,兩個電容都取 1000pF,R1偏置電阻取10kΩ,電壓源V2 可以設置MOS管的偏置電壓。進行仿真,觀察MOS管漏極電壓、電流曲線。可以看到,電路在1.8ms之后開始震蕩,展開震蕩波形 ,MOS管漏極電壓為正弦波,這與實際觀察到的波形相似。后面,改變偏置電壓,查看震蕩波形的幅度變化。

??設置偏置電壓從3.35V逐步上升到4.45V,每隔0.01V變化一次,獲得111次仿真結果。將仿真數據從LTspice中導出。繪制出不同偏置電壓與輸出信號幅度之間的關系。可以明顯看到,偏置電壓只有在 3.4V到3.6V 這0.2V的區間之內電路才震蕩。再次仿真,可以看到該電路震蕩對應的偏置電壓范圍是有限的。這說明,這個電路震蕩,需要設置偏置電壓調整電位器。便于在實際調試過程中,能夠選擇電路最佳的工作狀態。



▲ 圖1.2.1 偏置電壓與輸出信號的幅值
▲ 圖1.2.2 偏置電壓與輸出信號幅度??修改電路參數,增加C2的容值,從1000pF 提高到 2000pF。測試偏置電壓與電路輸出信號的幅值。可以看到電路偏置電壓工作范圍增加了。在仿真偏置電壓范圍之內,電路都能夠工作。可以看到當偏置電壓超過3.35V之后,電路開始震蕩,直到3.8V之后,電路依然工作。將仿真偏置電壓上限提高到8V,這樣才能夠看到電路偏置電壓范圍。從統計的結果來看,電路工作偏置電壓范圍增加了。特別是,輸出幅值與偏置電壓之間呈現比較復雜的變化關系。


▲ 圖1.3.1 偏置電壓與輸出信號幅值
▲ 圖1.3.2 偏置電壓與輸出信號幅值??將電路中C1的電容,從1000pF降低到500pF,重新進行仿真。可以看到震蕩信號的頻率增加了。對應的偏置電壓的范圍沒有太大的改變。這說明C1的電容只對輸出信號的頻率有較大的影響,但是對于電路偏置電壓沒有影響。


▲ 圖1.3.3 偏置電壓與輸出信號的幅值??繼續增加C2的容值,將它提高到8000pF。仿真顯示,輸出信號的幅值也增加了。同時,對應的偏置電壓范圍也提高了。在偏置電壓9V之內都震蕩。也就是從3.3V之后,電路就能夠震蕩。為了獲得偏置電壓范圍,將仿真中偏置電壓變化范圍擴展到 12V。可以看到當電壓超過10V 之后,輸出停止震蕩。繪制出輸出信號的幅度與偏置電壓之間的關系,發現在C2容值提高到8000pF之后,電路工作偏置電壓范圍大大擴大了。并且在10.2V左右,輸出信號的幅度達到一個峰值,提高到80V。

??將C1的容值降低,取值為200pF。仿真波形顯示,輸出信號的頻率增加了。信號的幅度大體上沒有變化。偏置工作電壓范圍也基本維持不變。


▲ 圖1.3.5 偏置電壓與輸出信號的幅值
▲ 圖1.3.4 偏置電壓與輸出信號的幅度本文通過LTspice仿真了MOS震蕩電路工作特性。電路中C1影響輸出信號的頻率。C2的容值增加,一方面可以增加輸出信號的幅值,另外一方面,也擴展了電路偏置電壓范圍。

MOS管LC震蕩電路: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/151226877?spm=1011.2415.3001.5331
[2]等離子環驅動電路的仿真結果: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/151149280?spm=1011.2415.3001.5331