LTspice中的 .tf 仿真命令

簡 介：?本文介紹了LTspice仿真軟件中的.tf命令，該命令可用于計算直流小信號傳遞函數、輸入輸出阻抗等參數。通過一個單管共射放大電路的實例，展示了如何利用.tf命令分析三極管在不同偏置電壓下的放大倍數、輸入阻抗和輸出阻抗特性。仿真結果表明：當基極電壓超過0.7V時輸入阻抗驟降至1kΩ；輸出阻抗在導通區(qū)下降，飽和區(qū)急劇降低；放大倍數在0.72V偏置時達到峰值-362。文章還演示了如何結合.step命令分析不同工作點下的傳遞函數特性，為電路設計提供了實用分析方法。 （全文148字，包含關鍵參數和核心結論）

01LTspice中的傳遞函數

一、tf命令

在 LTspice仿真軟件中，有一個tf?命令，可以計算直流小信號的傳遞函數。通過指定仿真電路圖中的輸入和輸出。可以計算出“輸入輸出之間的轉換函數”，輸入和輸出阻抗?等參數?？梢栽诜抡娼缑嬷械拿顚υ捒蛑性O置 tf 命令參數，也可以直接使用 spice 命令設置。這里是單管共射放大電路。

仿真三極管集電極電壓與輸入電壓V2 之間的 轉移函數，也就是三極管的放大倍數，同時給出三極管的輸入阻抗以及輸出阻抗。這里，將三極管的基極電壓設置步進參數，從 0.5V 到0.8V，步進電壓為 1 mV。這樣可以繪制處不同偏置電壓下，三極管輸入輸出小信號的放大倍數，三極管的輸入電阻，以及三極管輸出阻抗。

二、仿真結果

查看一下仿真結果。由于設置了輸入電壓步進參數，所以仿真結果通過曲線反映了隨著輸入電壓升高，對應的傳遞函數。在輸出曲線窗口，增加查看信號種類。這里可以選擇輸入輸出阻抗，傳遞函數以及 基極電壓信號燈。這是三極管的輸入阻抗隨著偏置電壓的變化情況?？梢钥吹疆敾鶚O電壓小的時候，三極管輸入阻抗非常大。當輸入電壓超過0.7V之后，三極管輸入電壓降低到1kΩ。在 0.72V，輸入阻抗出現(xiàn)一個臺階。此時對應 720歐姆。之后，輸入阻抗變?yōu)?。這應該是仿真模型出現(xiàn)了轉換。意味著之后，三極管處于飽和狀態(tài)了。

▲ 圖1.2.1 三極管的輸入阻抗

接下來三極管放大電路的輸出阻抗，在三極管截止狀態(tài)時，輸出阻抗等于集電極電阻，為 1kΩ。之后，隨著三極管導通，輸出阻抗出現(xiàn)下降，這是因為三極管集電極電阻與三極管處在恒流區(qū)對應的電阻并聯(lián)引起的輸出阻抗的下降。當輸入電壓超過了0.72V之后，三極管處在飽和狀態(tài)，對應的輸出阻抗急劇下降。

▲ 圖1.2.2 放大電路的輸出阻抗

最后，繪制出三極管放大倍數，也就是從集電極與基極之間的小直流信號的放大倍數。在基極偏置電壓比較小的時候，放大倍數很小。隨著基極偏置電壓增加，放大倍數也逐步增加。由于是共射放大電路，所以對應的放大倍數是小于0的。

我們知道，放大倍數的增加，一方面是輸入電阻的降低，另一方面，三極管的電流放大倍數也會隨著工作電流的增加而上升。當偏置電壓達到 0.72V的時候，放大倍數達到了?-362?的峰值。之后，三極管進入飽和區(qū)，放大倍數急劇下降到0 左右。不過說實在的，這個急劇下降應該和實際三極管工作模式之間存在著一定的差異性。

▲ 圖1.2.3 三極管放大電路電壓轉移函數

※?總??結 ※

本文聯(lián)系了 LTspice 中的?tf?仿真命令，可以獲得電路中兩點之間的小直流信號之間的傳遞函數，同時也能夠獲得輸入輸出對應的阻抗。這個命令也可以配合?step?命令，或者不同工作偏置電壓下的傳遞函數。

參考資料

[1]LTspice基礎教程：.tf命令之傳遞函數分析:?https://zhuanlan.zhihu.com/p/644371721