RD120009Nq=vs-v1/vs*100%=tp/rc×1O0%[见式(4.86)]

因tp=t/2,而1/t

及fl=1/2trc

则有q=tfl/f*100%                (4.8.7)

式(4.8.7)说明ε与fl成正比.如要求50HZ的方波通过时平顶降落不超过10%,则FL不能高于1.6Hz。

从本节的分析可知,瞬态分析法和稳态分析法虽然是两种不同的方法,但它们是有内在联系的,当放大电路的输人信号为阶跃电压时,在阶跃电压的上升阶段,放大电路的瞬态响应(上升时间)决定于放大电路的高频响应(九);而在阶跃电压的平顶阶段,放大电路的瞬态响应(平顶降落)又决定于放大电路的低频响应(兑),因此,一个频带很宽的放大电路,同时也是一个很好的方波信号放大电路,在实用上常用一定频率的方波信号去测试宽频带放大电路的频率响应,如它的方波响应很好,则说明它的频带较宽。根据式(4.8.3),如测得上升时间莎r=0・35us,则放大电路的通频带为1M Hz。

但是,稳态分析法在放大电路的分析中仍占主导地位,这是因为:

任何周期性的信号都可分解为一系列的正弦波,因此放大电路的主要着重点是正弦信号,放大电路的技术指标之一常用频率响应来给定,例如频带宽度;

关于电路分析和综合,在频域中比在时域中一般要成熟得多,所以网络(含有源网络)的设计常常在频率响应的基础上进行;

在瞬态计算极其复杂时,往往可根据稳态响应的研究来间接地对电路的瞬态响应得到一个定性的了解;

在反馈放大电路中,消除自激的补偿网络也是以频率响应为基础的(见7.8.2节)。

当一阶跃信号加人放大电路的输人端时,若其响应信号的上升时间很短,意味着该放大电路的高频响应好,这种说法科学吗?

同前题,若输出信号的平顶降落很小,表示放大电路的低频响应好,试从电路的工作原理来理解。

BJT的大信号SPICE模型如图4.9.1所示。其中气、气和、分别为基区、发射区和集电区体电阻。Cbc和C氏分别为发射结和集电结电容,它们都包含了扩散电容和势垒电容,且为非线性电容。Ccs为集成电路中BJT集电极-衬底之间的电容。受控电流源ib和ic受vbE和vbc控制,当发射结正偏,集电结反偏,且vbc>>7r,则它们有如下关系①(设发射系数刀为1):

其中,卩F是正向电流放大系数(即卩);卩R是反向电流放大系数(倒置放大时电流放大系数),一般远小于1。

B刀的小信号SPICE模型采用附加了气和εcs的混合Π模型。

实际上,BJT的SPICE模型中的参数是比较复杂的,许多参数都与管子的工作状态有关。如C阮和Cbc,模型参数中只给出了零偏压时的电容值。BJT工作时,电容的值由相应的公式计算出,且公式中还涉及其他参数,所以BJT的SPICE模型参数超过了翎个,表4.9.1列出了部分常用的主要参数。关于参数计算公式的分析已超出本书的范围,读者可参阅半导体器件和集成电路设计的相关文献。

图49.1 BJT的大信号sPICE模型,双极结型三极管及放大宅路基础,表4.9.1 BJT的sPICE模型部分常用主要参数

例SPE4.9.1 共射极放大电路分别如图4.4.1和图4,3.7所示。设两图中BJT均为NPN型硅管,型号为2N39⒄,卩=50。图4.4.1中电路参数:Rc=3.3kΩ, 尽e=1.3kΩ, Rb1=33kΩ, R匣=10kΩ, RL=5,1kΩ, C"=Cm=10uF,C。=50uF(Rc的旁路电容),ycc=12Ⅴ。试用SPICE程序分析:

分别求两电路的o点;

作温度特性分析,观察当温度在-30℃~+70℃范围内变化时,比较两电跨BJT的集电极电流Jc的相对变化量。

解:设置静态工作'点分析,对于图4,⒋1(BJT为T)得到:几Q=u・1uA,JcQ-1.4mA,‰EQ=5・52Ⅴ。对于图4.3.7(BJT为T2)得到:J:Q=37.74uA,fcQ=1.6mA,/cEQ=5.6Ⅴ。

设置直流扫描分析,对温度进行扫描,得两管fcQ随温度变化的曲线如图4.9.2所示。由图中看出,基极分压式射极偏置电路(图4.4.1)的温度稳定性大大优于固定偏置电路(图4.3.7)。

图4.9,2 图441电路和图4.37电路的集电极电流JcQ随温度变化的曲线例sPE4.9.2 电路如图4,4.1所示。设信号源内阻Rs=0,BJT的型号为2N39∝,卩=80,rbv(rb)=100Ω,其他参数与例叩E4.9.1相同。试分析电压增益的幅频响应和相频响应,并求fl和fh。