Усилитель с общим эмиттером с нешунтированным эмиттерным резистором

Усилитель с общим эмиттером с нешунтированным эмиттерным резистором

Когда усилитель ОЭ использует эмиттерный резистор, не шунтированный конденсатором, коэффициент усиления по напряжению схемы уменьшается, зато улучшается частотная характеристика. Схема с последовательной обратной связью по току показана на рис. 10.13. Используем для анализа встроенную модель BJT при h_FE= 80. Входной файл при этом:

Analysis of СЕ Amplifier with Unbypassed RE

VCC 4 0 12V

R1 4 1 40k

R2 1 0 5k

RC 4 2 1k

RE 3 0 100

Rs 6 5 100

Rb 1 1a 0.01

C1 5 1 15uF

Q1 2 1a 3 BJT

.MODEL BJT NPN (BF=80)

.OP

.OPT nopage

vs 6 0 ас 10mV

.ас LIN 1 5kHz 5kHz

.PRINT ac i(RB) i(RC) i(RS) v(1) v(2) v(3)

.END

Рис. 10.13. Усилитель ОЭ с нешунтированным эмиттерным сопротивлением

Анализ на постоянном токе для этой схемы был приведен в разделе «Краткий обзор PSpice» в начале книги и мы не будем повторять его здесь.

Проведем расчет для переменных составляющих с использованием стандартного схемотехнического анализа. Коэффициент передачи по напряжению (с базы на коллектор) можно аппроксимировать выражением

но для малых значении это выражение может давать относительную ошибку в 10%. Более точное уравнение:

Поскольку это коэффициент передачи по напряжению с базы на коллектор, необходимо использовать формулу для делителя напряжения, чтобы найти коэффициент передачи по напряжению с источника на коллектор:

где R_p — эквивалентное сопротивление для параллельного соединения R₁, R₂ и R_i.

Обратимся теперь к выходному файлу (рис. 10.14), чтобы посмотреть, насколько анализ на PSpice сопоставим с результатами обычного расчета. PSpice дает для полного коэффициента передачи по напряжению V(2)/vs = -8,878, что отличается от расчетного значения немногим более, чем на 5%.

Analysis of СЕ Amplifier with Unbypassed RE

VCC 4 0 12V

R1 4 1 40k

R2 1 0 5k

RC 4 2 1k

RE 3 0 100

Rs 6 5 100

Rb 1 1a 0.01

C1 5 1 15uF

Q1 2 1a 3 BJT

.MODEL BJT NPN (BF=80)

.OP

.opt nopage

vs 6 0 ac 10mV

.ас LIN 1 5kHz 5kHz

.PRINT ac i(RB) i(RC) i(RS) v(1) v(2) v(3) .END

NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE  VOLTAGE NODE VOLTAGE

( 1) 1.1464  ( 2) 8.6345  ( 3)  .3408  ( 4)  12.0000

( 5) 0.0000  ( 6) 0.0000  ( 1a) 1.1464

VOLTAGE SOURCE CURRENTS

NAME CURRENT

VCC -3.637E-03

vs   0.000E+00

TOTAL POWER DISSIPATION 4.36E-02 WATTS

**** BIPOLAR JUNCTION TRANSISTORS

NAME     Q1

MODEL    BJT

IB       4.21E-05

IС       3.37E-03

VBE      8.06E-01

VBC     -7.49E+00

VCE      8.29E+00

BETADC   8.00E+01

GM       1.30Е-01

RPI      6.15E+02

RX       0.00E+00

RO       1.00E+12

CBE      0.00E+00

CBC      0.00E+00

CJS      0.00E+00

BETAAC   8.00E+01

CBX/CBX2 0.00E+00

FT/FT2   2.07E+18

**** AC ANALYSIS TEMPERATURE = 27.000 DEG С

FREQ      I(RB)     I(RC)     I(RS)     V(1)      V(2)

5.000E+03 1.110E-06 8.878E-05 3.286E-06 9.671E-03 8.878E-02

FREQ      V(3)

5.000E+03 8.989E-03

Рис. 10.14. Выходной файл с результатами анализа схемы на рис. 10.13