BJT电路中的电压分压器偏置 - 没有β系数的更多稳定性

使用计算电阻分压器网络对双极晶体管的终端进行偏置，以确保最佳性能和开关响应，称为压分压器偏置。

在之前设计的偏见我们了解到偏见的偏见我CQ.和电压V.CEQ.是BJT的当前增益（β）的函数。

但是，如我们所知，β可以容易受到温度变化的影响，特别是对于硅晶体管，并且通常不正确识别β的真实值，可以建议在可以较少的BJT电路中开发电压分隔器偏压容易发生温度，或者，简单地独立于BJT beta本身。

图4的电压分压器偏置装置可以被认为是其中一个设计。

当用确切的依据对beta变化的敏感性看起来真的很有限。如果电路变量被适当地计算出来，I的电平CQ.和VCEQ.可以完全独立于beta。

请记住前面的解释，q点的特征是一个固定水平的ICQ和VCEQ，如图4.26所示。

我的程度BQ.可以根据beta版本的变化而改变，但是围绕ICQ.和VCEQ.如果应用适当的电路指南，可以很容易地保持不变。

如上所述，您将找到几种方法可以用于调查分压器设置。

为这条线路选择特定名称的原因将在我们的分析中变得明显，并将在未来的帖子中讨论。

第一个是精确的技术可在任何分压器上进行。

第二个被称为近似方法,当某些因素得到满足时，它的实施就变得可行。这近似方法以最少的工作量和时间实现更直接的分析。

此外，这对于我们将在后面部分讨论的“设计模式”非常有用。
总的来说，自从“近似方法”可以在大多数条件下工作，因此必须以与“确切的方法”。

精确分析

让我们来学习一下准确的分析可以用以下解释实施

参考下图，可以如图4所示的网络的输入侧。4.27用于DC分析。

这戴维南等效则BJT基地B左侧的设计网络可按如下方式确定:

rth.：如图4.28所示，用一个等效的短路代替输入电源点。

乙:电源电压源VCC.，则图4.29所示的开路Thévenin电压的计算方法如下:

应用分压器法则，我们得到以下方程:

接下来，通过重新创建如图4.30所示的Thévenin设计，我们评估IBQ.首先在回路的顺时针方向应用基尔霍夫电压定律:

ETh - IBRTh - VBE - IERE = 0

据我们所知i = (β + 1B.将其替换为上述循环并求解iB.给:

4.30方程。

乍一看你可能会感到eq。（4.30）看起来与迄今为止开发的其他方程看起来完全不同，但是仔细看起来将表明分子只是两个伏特级的差异，而分母是基于电阻+发射极电阻的结果，其反映经过（β+ 1），无疑与式(4.17)(基础发射器循环的）

通过上式计算出IB后，设计中其余的幅度可以通过与我们对发射器偏置网络相同的方法来确定，如下图所示:

方程(4.31)

解决一个实际例子(4.7)
计算直流偏压Vce和当前的IC下面显示的是分压器网络图4.31

图4.31β稳定电路，例如4.7。

近似分析

在上面的部分我们学习了“精确方法”，这里我们将讨论分析BJT电路的电压分压器的“近似方法”。

我们可以绘制一个基于BJT的分压器网络的输入级，如下图4.32所示。

电阻Ri可以认为是电路的基极和接地线之间的等效电阻，RE可以认为是发射极和地之间的电阻。

从我们之前的讨论[Eq.(4.18)]我们知道，BJT的基极/发射极之间再现或反射的电阻由这个方程来阐述Ri = (β + 1)

如果我们考虑Ri比电阻R2大得多的情况，将导致IB相对小于I2(记住电流总是试图找到并移动到最小电阻的方向)，因此I2将近似等于I1。

考虑到I1或I2的IB的近似值为基本为零，然后I1 = I2和R1，R2可以被视为阶种元素。

图4.32计算近似基极电压V的偏置电路B.。

通过应用电压分配规则网络，可以评估最初是基准电压的R2上的电压，如下所示：

现在自RI =（β+ 1）RE≅β关于，确定近似方法执行是否可行的条件由方程决定:

简单地说，如果RE的值乘以β的值，不小于R2的10倍，那么就可以实现精度最优的近似分析

计算VB后，VE大小可由以下公式确定:

而发射极电流的计算公式为:

集电极到发射极的电压可以用下面的公式来确定:

vce = Vcc - ICRC - IERE

然而自IE≅集成电路,我们得到如下方程:

需要注意的是，在由Eq.(4.33)到Eq.(4.37)的一系列计算中，β元素没有出现在任何地方，IB也没有被计算出来。

这意味着q点(由I建立CQ.和VCEQ.)的结果并不依赖于β的值
实际的例子(4.8):

让我们在早些时候应用分析图4.31，使用近似方法，并比较ICQ和VCEQ的解决方案。

在这里，我们观察到VB的水平与ETh的水平是相同的，正如在前面的示例4.7中评估的那样。这基本上意味着，近似分析和精确分析之间的差异受到RTh的影响，RTh负责在精确分析中分离ETh和VB。

前进，

下一个例子4.9

让我们对实施例4.7进行确切分析，如果β降至70，则找出ICQ和VCEQ的解决方案之间的差异。

解决方案
该示例可能不会被认为是精确与近似策略之间的比较，而是仅用于测试在Q点可能移动的程度下降的程度，β的幅度降低50％。Rth和Eth是相同的：

将结果以表格形式排列可以得到以下结果:

从上表中，我们可以明确弄清楚电路对β水平的变化相对不符合。尽管β幅度已显着降低50％，但从140到70的值，尽管ICQ和VCEQ的值基本相同。

下一个示例4.10

评估我的水平CQ.和VCEQ.为图4.33所示的分压器网络应用确切的和近似方法和比较结果的解决方案。

在目前的情况下，方程式中给出的条件。（4.33）可能不满意，但答案可能有助于我们在eq条件下识别解决方案的差异。（4.33）未被考虑。
图4.33电压分压器网络例如4.10。

使用精确分析解决：

使用近似分析解决：


从上面的评价中，我们可以看到精确方法和近似方法得到的结果之间的差异。

结果表明，我CQ.约高出30%，而VCEQ.是低10%。虽然结果并不完全相同，但考虑到βRE只是R2的3倍，结果实际上也不是太宽。

也就是说，在我们未来的分析中，我们将主要依赖于Eq.(4.33)来确保两个分析之间的最大相似性。