有源偏置控制的设计应用解决方案
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为了制作高频 放大器 ,在共射极配置中所用的双极型 晶体管 ,有时是在假定增益 晶体 管的集射极电压 (Vce) 和集电极 电流 (Ic) 为特定值的情况下,由其小信号特性所界定的。因此,在设计 电路 时需要同时产生这两种条件并具有相当好的精度,这对传统的偏置电路而言可能是一个挑战。
图1:传统的偏置电路
在传统电路中,为了将晶体管的集射极电压(Vce)和集电极电流(Ic)值可靠地设置为我们想要的数值,需要一个 电阻 与发射极串联并接地,然后考虑信号增益,我们可能还需要在该电阻两端并联放置一个旁路 电容 。
无论有或没有旁路电容,发射极可能都不是真正处于信号接地,因为这两个元件都表现出 阻抗 性。在我们期望的工作频率范围内,某些频率点可能存在自谐振。 RF 晶体管具有比较好的小信号性能,因为其发射极是真正接地的。由于发射极的“捣乱”,RF晶体管有时可能会表现出完全不同的小信号特性,如图1所示。
解决此问题的一种方法是使用有源偏置控制,如图2所示。
图2:有源偏置电路。
利用有源偏置,增益晶体管的集射极电压(Vce)等于轨电压减去基极-发射极电压(Vbe),增益晶体管的Ic几乎与Vbe除以分流电阻R1所得结果相等,如图2所示。
现在,增益晶体管的发射极可以按照小信号参数定义的要求正确接地,而偏置条件也是可预测和稳定的。
有源偏置配置的S PI CE仿真如图3所示。
图3:有源偏置的SPICE仿真
PN2222并不是真正的超高频晶体管,但它可以在我的 仿真器 中使用,图中很好地展示了这一点。如果你的SPICE仿真器有一个真正快速的 射频 晶体管模型,应该非常好用。
图4:带有源偏置控制的接地发射极。
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