تحلیل dc یک مدار ترانزیستوری jfet در matlab

در این پست قصد داریم تحلیل DC یک مدار

JFET را در نرم افزارMATLAB دنبال کنیم .

 در مدار زیر از یک JFET  کانال n  با

V_A=100,I_DSS=12mA,V_P=-5V استفاده شده است.

 

 

 

 

 

ابتدا مدار معادل تونن  را پیدا کرده و KVL های

ورودی و خروجی را می یابیم:

 

 

 

 

 

 

 

KVL IN INPUT LOOP: -3.3+V_GS+2000I_D=0                (1)

KVL IN OUTPUT LOOP: -18+(2000+2000)I_D+V_DS=0    (2)

حال فرض میکنیم ترانزیستور در ناحیه اشباع باشد:                        

I_D=I_DSS(1-V_GS/V_P)²  è I_D=0.012(1+ V_GS/5)²    (3)

 لازم است تا با استفاده از 1 و 3، I_D و V_GS را بیابیم . از آنجا

 که حل چنین معادلاتی کمی وقت گیر است  از دستور SOLVE

 در MATLAB  کمک میگیریم .

معادله ی 1 را W و معادله ی سوم را  Z  نامگذاری میکنیم:

 

>> W=’-3.3+VGS+2000*ID=0′;

>> Z=’ID=0.012*(1+ VGS/5)^2′;

>> sol=solve(W,Z,’VGS’,'ID’);

>> ID=sol.ID

خروجی مطلب به این شکل خواهد بود:

ID =

  .59034924094242506535000612226157e-2

 .29173409239090826798332721107176e-2

که با استفاده از خود مطلب آن را ساده میکنیم(عمل کپی و پیست در سطر بعد)

>> .59034924094242506535000612226157e-2

ans =

    0.0059

و همینطور عبارت دوم که حاصل :

ans =

    0.0029

اما در JFET همواره قدر مطلق جریان درین می بایستی کمتر از جریان IDSS  است که در اینجا هر دو  عبارت این شرط را دارند. شرط دیگری نیز در JFET  وجود دارد که |VGS|<|VP|

که VGS  مانند بالا بدست میآید:

>> sol.VGS

 ans =

  -8.5069848188485013070001224452314

 -2.5346818478181653596665442214353

مشاهده میشود که فقط مقدار دوم شرط را برقرار میسازد که ID آن نیز مقدار دوم در بالا است(0.0029). فرمول 2، VDS را میدهد که برابر 6.4 میشود.در آخر باید شرط اشباع را نیز بررسی کنبم که قدر مطلق VDS باید بیشتر از قدر مطلق حاصلجمع VGS و VP باشد   که درست است.

پ ن نسخه PDF این پست را می توانید از اینجا دریافت کنید.

برچسب‌ها: تحلیل مدار در مطلب matlab, حل معادلات در مطلب