初級模擬電路：3-6 共射放大電路-3（集電極反饋偏置的直流分析）

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（續上小節）

 

4. 集電極反饋偏置

      前面的「分壓偏置」電路雖然性能很是穩定，比較完美地解決了β參數偏移的問題，但也有缺點，其缺點就是功耗太大。 就拿前面的案例3-6-2來講，爲了維持基極的分壓穩定點，分壓偏置的兩個電阻要消耗的電流約爲：15V / 22kΩ≈0.68mA。

      也就是說，僅僅爲了維持這個分壓點，就要消耗一個毫安級的功耗，這是很是不划算的，所以人們又設計出了集電極反饋偏置（collector feedback configuration）電路，這個電路的靜態功耗比分壓偏置小，可是穩定性會有一點點受β參數影響，也就是說，性能介於「分壓偏置」和「改進的固定偏置」之間，算是一個折中方案吧。電路圖以下所示：

圖3-6.12 

 

 

（1） 靜態工做點分析

      到目前爲止，咱們對如何計算靜態工做點應該已經很熟悉了。在這個電路中，輸入和輸出靜態工做點能夠很容易地列出計算式，以下圖所示：

圖3-6.13 

      根據上圖中的電流關係，咱們能夠列些出總的KVL方程：

      而後就是取近似的魅惑時刻：

      • I_CB = I_C+I_B ≈ I_C = βI_B

      • I_E ≈ I_C = βI_B

      將I_CB和I_E代入上式，可得：

      解得輸入靜態電流I_B爲：

      若BJT晶體管工做於放大區，可得輸出靜態工做電流爲I_C爲：

      輸出靜態工做電壓V_CE爲：

 

 

（2） 參數β對靜態工做點的影響

      下面咱們來看一看參數β對靜態工做點I_C的影響有多大，前面咱們已算得，靜態工做點I_C的表達式爲：

      爲更易於觀察，咱們設：V_X=V_CC-0.7V，R_X=R_C+R_E，因而上式可簡寫成：

      當βR_X遠大於R_B時，上式可近似爲：

      可見，當βR_X遠大於R_B時，靜態輸出電流I_C可近似視爲不受β參數影響。

案例3-6-3：在下圖中，計算當β=100和β=150時的I_B, I_C, V_CE，並進行比較。

圖3-6.a3 

 

解：（1）當β=100時：

      假設BJT工做於放大區：

      驗證：V_CE > V_CEsat，說明BJT工做於放大區的假設正確。

 

（2）當β=150時：

      假設BJT工做於放大區：

      驗證：V_CE > V_CEsat，說明BJT工做於放大區的假設正確。

 

（3）比較：

      條件2比條件1中的β增長了50%，可是I_C僅增長了8.9%，穩定效果較好；V_CE降低了21.8%，基本上還能接受。說明集電極反饋偏置對於參數β的變化有較好的穩定做用。

 

 

（3） 飽和條件

      當V_CE < V_CEsat時，晶體管進入飽和區。這裏，近似I_C≈I_E，所以，咱們能夠算出此時的集電極飽和電流I_Csat，

      當I_C>I_Csat時，晶體管進入飽和。

     

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（ end of 3-6-3）