Pspice 를 이용한 회로설계 기초이론 및 실습 3 2015 년 10 월 째 주. PART Ⅰ. PSpice 일반 Chapter 1 PSpice 시작 Chapter 2 PSpice 입문 PART Ⅱ. PSpice 시뮬레이션 Chapter 3 시뮬레이션 일반 Chapter.

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1 Pspice 를 이용한 회로설계 기초이론 및 실습 3 2015 년 10 월 째 주

2 PART Ⅰ. PSpice 일반 Chapter 1 PSpice 시작 Chapter 2 PSpice 입문 PART Ⅱ. PSpice 시뮬레이션 Chapter 3 시뮬레이션 일반 Chapter 4 DC 해석 Chapter 5 교류해석 (AC Analysis) Chapter 6 과도해석 (Transient Analysis) Chapter 7 Parametric 해석과 Measurements Chapter 8 Monte Carlo 해석 Chapter 9 소자의 특성 바꾸기 Chapter 10 ABM 활용 PART Ⅲ. 기본회로 설계 Chapter 11 회로 기본법칙 Chapter 12 R, L, C 기본회로 Chapter 13 다이오드 기본회로 Chapter 14 트랜지스터, EET 기본회로 Chapter 15 OP-AMP 기본회로 Chapter 16 디지털 기본회로 PART Ⅳ. 아날로그, 디지털 회로 실습 Chapter 17 아날로그 응용회로 및 실습 Chapter 18 디지털 응용회로 및 실습 Chapter 19 ABM 응용회로 및 실습 PART Ⅴ. APPENDIX appendix A. 디지털 Simulation Parameter 설정 appendix B. Error Message & Error List appendix C. PSpice Book List appendix D. 참고자료 appendix E. CD-ROM 수록 CONTENTS

3 회로도의 작성

4 라이브러리 파일로드 1. 툴 팔레트에서 Place Part 를 선택 2. 메뉴 Place 에서 Part 선택 3. Library 등록 - Add Library 버튼 클릭 Browse File 창 Open. 4. 파일 선택 ( 모든파일선택 )

5 부품의 배치 1. 툴 팔레트에서 Place Part 를 선택 2. 메뉴 Place 에서 Part 선택 3. Library 등록 - Add Library 버튼 클릭 Browse File 창 Open. 4. 파일 선택 ( 모든파일선택 )

6 - Place Part 창의 Part 상자에 찾 을 부품의 이름을 입력 / 부품이름을 선택하여 Part Search. 클릭 - 부품을 찾은 후에 OK 버튼 클릭 - schematic 윈도우에 클릭. 부품 > 저항 : Analog Library 의 R 선택 인덕터 : Analog Library 의 L 선택 커패시터 : Analog Library 의 C 선택 - 접지 : 아날로그 회로를 시뮬레이션할 때 꼭 필요한 요소 ( 없으면 node..floating 에러를 유발 ) Toolbar 상에 아이콘 을 클릭하거나, Place/Ground 클릭 여러 접지 중에서 반드시 Source Library 내의 0/SOURCE 접지 선택

7 부품의 배치 1. 툴 팔레트에서 Place Part 를 선택 2. 메뉴 Place 에서 Part 선택 3. Library 등록 - Add Library 버튼 클릭 Browse File 창 Open. 4. 파일 선택 ( 모든파일선택 )

8 DC 전압 분배회로 단일 루프 회로에서의 전압 분배 : R1 에 전압과 R2 에 전압은 ?

9 실험 예제 : dc 전압원의 분배 1. 툴 팔레트에서 Place Part 를 선택 2. 메뉴 Place 에서 Part 선택 3. Library 등록 - Add Library 버튼 클릭 Browse File 창 Open. 4. 파일 선택 ( 모든파일선택 )

10 실험 예제 : dc 전압원의 분배 직류전압원의 선택 : Source Libraries Part : VDC 선택 저항의 선택 : Analog Libraries Part : R 선택 직류전류원의 선택 : Source Libraries Part : IDC 선택

11 파라메터 입력 소자는 이름과 심볼 그리고 소자 값으로 구성된다. 소자값의 변경 방법 1 마우스로 소자를 선택한 후 오른쪽 버튼을 클릭하여 Edit Properties... 을 선택하여 나온 대화 상자에서 Value 에서 소자값 설정 소자값의 변경 방법 2 소자값을 더블 클릭하고 Value 에 소자의 값을 입력

12 파라메터 입력 소자는 이름과 심볼 그리고 소자 값으로 구성된다. 소자값의 변경 방법 1 마우스로 소자를 선택한 후 오른쪽 버튼을 클릭하여 Edit Properties... 을 선택하여 나온 대화 상자에서 Value 에서 소자값 설정 소자값의 변경 방법 2 소자값을 더블 클릭하고 Value 에 소자의 값을 입력

13 시뮬레이션 1. New Simulation Profile 생성 처음 시뮬레이션하는 경우 : PSpice 메뉴에서 New SimulationProfile ( 버튼 ) 을 선택. 2. 이미 Simulation Profile 이 존재하고 이를 수정할 경우 Simulation Settings ( 버튼 ) 을 선택하여 Simulation 조건을 재설정. - New Simulation 대화창이 나타나면 Name 를 항목에서 시뮬레이션 이름을 지정.

14 시뮬레이션 조건 설정 (setting) ■ Analysis type · Time Domain(Transient) : 시간을 증가시켜 가면서 회로의 전압, 전류, 디지털 회로의 논리상태 등의 과도상태를 계산 · DC Sweep : 전원의 파라미터 변화시키면서 회로의 전압, 전류, 디지털 회로의 논리 상태 등을 계산 · AC Sweep/Noise : 전원 주파수를 변화 시키면서, 전압 - 전류 해석, Bias Point 주위에서 Small- signal Analysis 를 수행, Frequency Response, Noise 해석 · Bias Point : 바이어스 포인트 데이터를 계산하고 output 파일에 출력한다.

15 시뮬레이션 실행 Pspice 메뉴의 Run 을 선택하거나, 툴바의 아이콘 선택 에러가 없는 정상동작의 경우 Pspice A/D 화면 이 open

16 파형을 그리는 방법 2.

17 Marker 를 이용한 전압의 확인 Differential Voltage Marker 를 저항 양단에 순차적으로 찍어 전압이 그래프에 나오는지 를 확인하면 된다.

18 DC 전류을 이용한 전류 분배 회로 회로의 작성 후 Simulation, 전류 Marker 는 항상 소자의 lead 선 끝에 찍는다. 전류원 : IDC 선택

19 Marker 를 이용한 확인 R1, R2 에 입력되는 전류의 값 : 2.5 A R3 에 입력되는 전류의 값 : 5A

20 중첩의 원리 확인 회로의 작성 후 : V, I (Bias Voltage, Bias Current display 단추 ) 로 전압, 전류확인

21 중첩의 원리 확인 회로의 작성 후 : V, I (Bias Voltage, Bias Current display 단추 ) 로 전압, 전류확인

22 중첩의 원리 확인 10 V dc 전압원의 추가할 때 예상되는 전압, 전류 값은 ?

23 중첩의 원리 확인 회로의 재 작성 후 : V, I 로 전압, 전류 재확인 답 > 10V+10V=20V 로 전압이 2 배, 중첩의 원리에 의해 전압, 전류도 2 배

24 예제 > 다음의 회로에서 I2 전원을 병렬로 연결할 때 R1, R2, R3 에 유입되는 전류를 확인하라. 회로의 재 작성 후 : V, I 로 전압, 전류 재확인

25 예제 > 결과 회로의 재 작성 후 : V, I 로 전압, 전류 재확인

26 시뮬레이션 결과 그래프

27 다이오드 특성곡선 다이오드 (diode) 는 전자회로의 가장 기본적인 단위 소자로서 양단에 인가하는 전압 조건에 따라 전류의 흐름이 결정됨 PN 접합 다이오드는 P 형과 N 형 반도체의 접합으로 구성되어 있으며, 전류를 한쪽으로만 흐르게 함 다이오드는 순방향으로 전압을 인가하면 소자가 켜지면서 저항이 작 아지고, 역방향으로 인가하면 소자가 꺼지면서 저항이 아주 커짐 제너 다이오드는 역방향에서 항복 전압을 낮추어 준 소자로서 역방 향 바이어스시 양단 사이의 전압 강하가 일정한 특성

28  이상적인 다이오드  순방향 바이어스의 경우 저항이 0  역방향 바이어스의 경우 저항이 

29 다이오드 특성곡선

30 다이오드 특성곡선 시뮬레이션 Breakout Library 추가 :

31 다이오드 특성곡선 시뮬레이션 Diode Library 에서 Part List 중 다이오드 부품 선택

32 다이오드 특성곡선 시뮬레이션 다이오드 회로 작성 (D1: Dbreak)

33 다이오드 특성곡선 시뮬레이션 1. 다이오드 회로 작성 후 2. 입력 전압의 값을 변화 시키면서 출력전류 값을 시뮬레이션 - Simulation setting 에서 analysis type : DC Sweep 으로 변화시킬변수 변화값 시작, 끝, 증가분

34 다이오드 특성곡선 시뮬레이션 다이오드 회로 작성 (D1: Dbreak)

35 다이오드 특성곡선 시뮬레이션 시뮬레이션 -> run 후 -> 전류 마커를 다이오드 앞에 찍는다. 결과 그래프는 다음과 같다.

36 반파 정류기 (half-wave rectifier) 다이오드를 이용한 반파 정류기 :

37

38 반파정류기 회로 반파정류기 회로 및 마커의 위치 시뮬레이션타임 : 60 ms

39 반파정류기 회로 시뮬레이션 결과 다음의 결과를 얻기 위한 회로를 구성하라.

40 전파 정류기 (full-wave rectifier) 다이오드를 이용한 전파 정류기 :

41 전파 정류기 (full-wave rectifier) 다이오드를 이용한 전파 정류기 :

42 전파 정류기 (full-wave rectifier) 전파 정류기 회로 시뮬레이션 :

43 전파 정류기 (full-wave rectifier) 전파 정류기 회로 시뮬레이션 : 결과