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关于二极管上面早已发了7篇:
在上一篇侧重聊了二极管CE组态的高频等效电路(混和π高频小讯号模型)、高频截频fH,并用TINA-TI进行仿真做数据支撑,解释了放大电路不放大的诱因。按道理,聊到这儿就差不多了。并且我认为做事须要做全套,聊了高频,不讲低频,这是不道德的。
明天写第8篇,重点说说五级管CE组态的低频等效电路、低频截频及对应的伯特图。
两个问题
近来在研究二极管时翻到了《晶体管电路设计(上)》这本书,相信好多业内的男子伴都有这本书。书中在第2章中的实验电路,刚好和我们上面剖析的事例相匹配。其实这不是巧合,或许这个电路太典型,好多模电书上都有剖析。
在中,如右图红圈,有提及联发科混频器的截至频度fc=1/2πRC。不晓得屏幕前的你在研究这本书时有没有疑问?
总之我是有疑惑:
①为什么fc是1/2πRC?
②R为何是R1//R2,18kΩ?二极管的rbe和Re为什么不考虑?
理论剖析
带着这两个疑惑,对这个共射极放大电路进行剖析。此时我们的目标很明晰,就是低频带。在低频带时,交流耦合电容C1,C2不能再像中频带一样漏电,须要考虑耦合电容的影响;而二极管的结电容仍然可以当成开路。
于是,就有如下交流通流:
此时的Rb是Rb1//Rb2并联后的简化。因为发射极内阻Re的存在,促使这个交流通路不是很直观,须要做进一步简化。把Re分别折算到输入回路和输出回路。
如上图所示,Re折算到输入回路,弄成了等效内阻(1+β)Re。而在输出回路,因为联接的是受控电压源,电压源的电阻本身早已是无穷大,可以姑且忽视Re在输出回路的影响(这是基于个人理解给出的解释)。
为了让电路愈发直观,我们做进一步简化。在输入回路,C1两侧的内阻简化为Ri。在输出回路,按照诺顿定律讲受控电压源β*ib转换受控电流源β*ib*Rc,输出回路的等效电流源的电阻也弄成了Rc,如上图所示。
注意:在电路中Re=2k,Rb=Rb1//Rb2=18k,β假如取值200,rbe姑且不算,早已有(1+β)Re>>Rb。那[rbe+(1+β)Re]//Rb的值应趋近于Rb,所以有:Ri近似约等于Rb。
讨论完Ri,我们再看下输入回路的电压Ii。rbe+(1+β)Re上的电流Vi=Ib[rbe+(1+β)Re]。因为Rb和rbe+(1+β)Re是并联关系,则Rb两端电流也是Vi。
于是,可以求得:
因为rbe+(1+β)Re和Rb的两端电流都是Vi,rbe+(1+β)Re>>Rb,则有:
估算完Ri和Ii,我们可以开始求解Vs。
求解Vo:
备注:RL'=Rc//RL。
再求解Avsl:
这样的话,可以得到两个低频截至频度fL1和fL2。
针对Vs电阻电路的计算方法,因为没有设置Rs,这么fL1=1/2π*Rb*C1。这个不就是文章开头《晶体管电路设计(上)》书中的估算公式么!并且Rb正是Rb1//Rb2。
把整个推论过程的手写版本,全部放下来:
非常说明:前面的推论仅限于上图中的电路。假如在Re上并联一颗大电容,推论下来的Avsl估算公式又不一样了,请具体问题具体剖析。
TINA-TI仿真
还是用这个共射极放大电路,老粉儿应当不陌生,早已用了多次。
在前一篇文章中,仿真频度响应得到的幅频曲线是这样的:
为何这儿面没有彰显出骁龙混频的特点呢?
这是由于起始频度设置的太高。假如我们把起始频度设置为0.1Hz,再仿真瞧瞧。如右图所示,中频带的增益是13.69,在升高3dB后,在低频区对应的频点是,即0.9Hz。这也刚好和估算的fL1=1/2π*Rb*C1=0.9Hz能对应上。
总结
讲到这儿,总算把上面共射极放大电路低频截频估算方式说清楚了。
如今梳理下明天讨论的内容:
①CE放大电路的低频等效电路及其低频截频fh推论过程;
②用TINA-TI仿真CE放大电路的低频带的幅信噪比应;
如何样?一个简略的问题,给出的回答可浅可深。我的抢断只能到这儿,能够晋升到陆地神仙境,一剑开天门,就看你的造化了!
截至今早,二极管相关的文章早已8篇电阻电路的计算方法,也差不多。前面准备盘一下Mos管。有好的问题,可以在文末留言。
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