14、电路分析中的关键技术与MATLAB实现

老板来份香菜

于 2025-08-28 13:02:56 发布

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分类专栏： MATLAB电路仿真精讲文章标签：电路分析 MATLAB 晶体管放大器

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电路分析中的关键技术与MATLAB实现

1. 晶体管放大器分析

1.1 放大器线性化与分析方法

晶体管放大器在进行交流（AC）分析时需要进行线性化处理。使用两个直流电压源 $V_{dd}$ 和 $V_{gg}$ 对晶体管进行偏置，以获取小信号参数，如跨导 $g_m$ 和输出电导 $g_{ds}$。在AC分析中，采用叠加原理，将直流电压源视为无效。外部大电容 $C_1$ 由于在AC分析中阻抗极小，可视为短路连接，但这只是为简化放大器AC模型的可选假设，也可通过考虑 $C_1$ 电容的导纳来避免该假设。在AC分析中，晶体管会被其小信号模型替代。

1.2 MATLAB代码实现

以下是对共源NMOS放大器进行完整直流（DC）和AC分析的MATLAB代码：

syms R2 RD RL VG VS VD IDS gm rds gain vip
unCox=200e-06;
L=100e-09;
W=10e-06;
Ln=0.1;
Vth=0.5;
f0=1e06;
r=50;
np=4;
nt=101;
dt=1/(nt*f0);
time=0:dt:(np/f0);
Vdd=3;
Vgg=0;
R1=10e03;
equ1=[...
    VG==Vdd*R2/(R1+R2);...
    VS==0;
    VD==Vdd-RD*IDS;...
    VD==0.5*(Vdd+(VG-VS-Vth));...
    VG-VS-Vth==0.3;
    IDS==0.5*unCox*W/L*(VG-VS-Vth)^2*(1+Ln*(VD-VS-(VG-VS-Vth))