以 SPICE 進行電路模擬

工作點分析

在電路能放大或切換任何東西之前,它得先在通電但尚無訊號的情況下,安定到一個穩定的靜止狀態,就像引擎在紅燈前怠速等待。工作點分析找的正是那個靜止狀態:每個節點穩定的直流電壓,以及每條支路穩定的電流。

SPICE 的做法是把電容當成開路(穩定充飽的電容不通直流電流)、把電感當成普通導線(穩定電流感受不到電感),再解出由此得到的直流方程式。命令是 '.op'。其結果常被稱為偏壓點(bias point),對電晶體而言則稱為工作點(Q-point)。舉例來說,若電晶體偏壓使基極位於 3 V,0.6 V 的基射極壓降會讓射極落在 2.4 V;跨過 4.7 kΩ 的射極電阻便設定出約 0.5 mA,SPICE 就會回報正是這個集極電流以及對應的集極電壓。

工作點是其他每一種分析所立足的地基。交流分析與雜訊分析都先找出這個點,再研究它附近的微小擺動。如果電晶體的工作點錯了,建立在其上的放大器就錯了;因此細心的設計者在電路收斂後第一件事,就是檢查 .op 的結果,看各節點是否落在預期之處。

對一個分壓偏壓的電晶體級執行 '.op',SPICE 會印出基極、射極、集極的電壓以及集極電流,讓你一眼確認元件偏壓落在主動區,而非被頂死在某條電源軌上。

直流靜止狀態:通電但無訊號時,每個節點電壓與每條支路電流。

工作點假設一切都已安定、沒有任何變化。電容被視為開路、電感被視為短路,這只在所有暫態都消退之後才成立。

又稱
bias pointDC operating point偏壓點分析.op