在圖1(a)所示電路中,偏置電阻由電阻rb1、rb2和射極電阻re組成的,稱為分壓式偏置電路。ce是旁路電容,其容量很大,對直流信號視為開路,對交流信號視為短路。其直流通路如圖1(b)所示。
(a)分壓式偏置電路
(b)直流通道
圖2 分壓式偏置電路及其直流通道
1、穩(wěn)定工作點的原理
在圖1(b)所示直流通路中,基極的電流方程為
i1=i2+ibq
(1)
為了穩(wěn)定q點,通常選取i2>>ibq,則
(2)
基極的電位ub為
(3)
這表明基極電位ubq只取決于電阻rb1、rb2和電源電壓ucc,不受環(huán)境溫度的影響。當環(huán)境溫度不變時,ubq基本不變。
若設,則集電極和發(fā)射極的電流為
(4)
這表明集電極電流取決于ub和rb,不受環(huán)境溫度的影響。當環(huán)境溫度變化時,icq、ieq基本不變。
圖(a)所示電路的分壓式偏置電路穩(wěn)定工作點的物理過程可以表述如下:
由此可見,在穩(wěn)定q點的過程中,re的阻值越大,則re上的壓降越大,對ic變化的抑制作用越強,電路的穩(wěn)定性也就越好,所以re在電路中起著重要的作用。實質(zhì)上是通過re引入了負反饋。在實際工作中,由于ucc的限制,re的阻值太大時會使晶體管的靜態(tài)工作點進入飽和區(qū),電路不能正常工作。因此re的阻值通常在幾千歐的范圍內(nèi)取值。
2、靜態(tài)工作點的估算
利用估算法求靜態(tài)工作點,根據(jù)圖(b)所示的直流通路,可得
(5)
(6)
(7)
(8)
在近以分析中,假設電路滿足i2>>ibq條件,也只有滿足這個條件后電路的靜態(tài)工作點才穩(wěn)定。
3、動態(tài)參數(shù)的計算
畫出圖1(a)所示電路的微變等效電路,如圖2所示。一般由于旁路電容ce的容量很大,它在微變等效電路中可視為短路。由圖2(a)所示的電路求解動態(tài)參數(shù)可得
圖2 電路的微變等效電路
(9)
(10)
根據(jù)電壓放大倍數(shù)的定義,可得au
(11)
根據(jù)輸入電阻的定義,可得ri
(12)
根據(jù)輸出電阻的定義,可得ro
(13)
當旁路電容ce開路時,其微變等效電路如圖2-3-3(b)所示。則動態(tài)參數(shù)為
(14)
根據(jù)輸入電阻的定義,可得ri
(15)
(16)
根據(jù)電壓放大倍數(shù)的定義,可得au
(17)