兩個(gè)問(wèn)題
最近在研究三極管時(shí)翻到了《晶體管電路設(shè)計(jì)(上)》這本書，相信很多業(yè)內(nèi)的小伙伴都有這本書。書中在第2章中的實(shí)驗(yàn)電路，正好和我們前面分析的例子相匹配。當(dāng)然這不是巧合，畢竟這個(gè)電路太典型，很多模電書上都有分析。
在Page24中，如下圖紅圈，有提到高通濾波器的截止頻率fc=1/2πRC。不知道屏幕前的你在研究這本書時(shí)有沒(méi)有疑惑？
反正我是有疑問(wèn)： ①為什么fc是1/2πRC？②R為什么是R1//R2,18kΩ？三極管的rbe和Re為啥不考慮？
理論分析
帶著這兩個(gè)疑問(wèn)，對(duì)這個(gè)共射極放大電路進(jìn)行分析。此時(shí)我們的目標(biāo)很明確，就是低頻帶。在低頻帶時(shí)，交流耦合電容C1，C2不能再像中頻帶一樣短路，需要考慮耦合電容的影響；而三極管的結(jié)電容依舊可以當(dāng)做短路。
于是，就有如下交流通流：
此時(shí)的Rb是Rb1//Rb2并聯(lián)后的簡(jiǎn)化。由于發(fā)射極電阻Re的存在，使得這個(gè)交流通路不是很直觀，需要做進(jìn)一步簡(jiǎn)化。把Re分別折算到輸入回路和輸出回路。
如上圖所示，Re折算到輸入回路，變成了等效電阻(1+β)Re。而在輸出回路，由于連接的是受控電流源，電流源的內(nèi)阻本身已經(jīng)是無(wú)窮大，可以暫且忽略Re在輸出回路的影響（這是基于個(gè)人理解給出的解釋）。
為了讓電路更加直觀，我們做進(jìn)一步簡(jiǎn)化。在輸入回路，C1右側(cè)的電阻簡(jiǎn)化為Ri。在輸出回路，根據(jù)諾頓定理講受控電流源β*ib轉(zhuǎn)換受控電壓源β*ib*Rc，輸出回路的等效電壓源的內(nèi)阻也變成了Rc，如上圖所示。
注意：在電路中Re=2k，Rb=Rb1//Rb2=18k，β如果取值200，rbe暫且不算，已經(jīng)有(1+β)Re>>Rb。那[rbe+(1+β)Re]//Rb的值應(yīng)趨近于Rb，所以有：Ri近似約等于Rb。
討論完Ri，我們?cè)倏聪螺斎牖芈返碾娏鱅i。rbe+(1+β)Re上的電壓Vi=Ib[rbe+(1+β)Re]。由于Rb和rbe+(1+β)Re是并聯(lián)關(guān)系，則Rb兩端電壓也是Vi。
于是，可以求得：
由于rbe+(1+β)Re和Rb的兩端電壓都是Vi，rbe+(1+β)Re>>Rb，則有：
計(jì)算完Ri和Ii，我們可以開(kāi)始求解Vs。
求解Vo：
備注：RL'=Rc//RL。
再求解Avsl：
這樣的話，可以得到兩個(gè)低頻截止頻率fL1和fL2。
針對(duì)Vs，由于沒(méi)有設(shè)置Rs，那么fL1=1/2π*Rb*C1。這個(gè)不就是文章開(kāi)頭《晶體管電路設(shè)計(jì)(上)》書中的計(jì)算公式么！而且Rb正是Rb1//Rb2。
把整個(gè)推導(dǎo)過(guò)程的手寫版本，全部放出來(lái)：
特別說(shuō)明：上面的推導(dǎo)僅限于上圖中的電路。如果在Re上并聯(lián)一顆大電容，推導(dǎo)出來(lái)的Avsl計(jì)算公式又不一樣了，請(qǐng)具體問(wèn)題具體分析。
還是用這個(gè)共射極放大電路，老粉兒應(yīng)該不陌生，已經(jīng)用了多次。
在前一篇文章中，仿真頻率響應(yīng)得到的幅頻曲線是這樣的：
為什么這里面沒(méi)有體現(xiàn)出高通濾波的特性呢？
這是因?yàn)槠鹗碱l率設(shè)置的太高。如果我們把起始頻率設(shè)置為0.1Hz，再仿真看看。如下圖所示，中頻帶的增益是13.69，在下降3dB后，在低頻區(qū)對(duì)應(yīng)的頻點(diǎn)是944mHz，即0.9Hz。
這也正好和計(jì)算的fL1=1/2π*Rb*C1=0.9Hz能對(duì)應(yīng)上。
總 結(jié)?
寫到這里，終于把前面共射極放大電路低頻截頻計(jì)算方法說(shuō)清楚了。
現(xiàn)在梳理下今天討論的內(nèi)容：
①CE放大電路的低頻等效電路及其低頻截頻fh推導(dǎo)過(guò)程；
②用TINA-TI仿真CE放大電路的低頻帶的幅頻響應(yīng)；
怎么樣？一個(gè)簡(jiǎn)短的問(wèn)題，給出的回答可淺可深。我的助攻只能到這里，能否晉升到陸地神仙境，一劍開(kāi)天門，就看你的造化了！
審核編輯：劉清