改善轉(zhuǎn)換速率的方法
發(fā)布時(shí)間:2013/6/9 20:37:35 訪問(wèn)次數(shù):1110
轉(zhuǎn)換速率是由于初級(jí)的偏置電G6B-1114P-US-9V流對(duì)于補(bǔ)償電容的電壓變化率的限制。企圖改善轉(zhuǎn)換速率,卻因?yàn)榉(wěn)定性會(huì)受到影響而進(jìn)退兩難。兩難之處在于“雙極晶體管的跨導(dǎo)g。與集電極電流I。成比例”。所以,要解決這個(gè)難點(diǎn),就必須拆除晶體管的g。與I。的聯(lián)系。方法之一,是使用不具有這種關(guān)系的諸如MOS-FET那樣的器件,不過(guò)使用雙極晶體管也有幾個(gè)解決的辦法。其中之一就是給發(fā)射極追加串聯(lián)電阻,等效地降低晶體管的g。。這個(gè)方法稱為發(fā)射極退化(emitter degeneration).
雙極晶體管,就像在第5章介紹過(guò)的那樣,由于從發(fā)射極來(lái)看具有1/g。的電阻,例如給發(fā)射極追加1/g。的電阻:流過(guò)同樣的集電極電流,那么基極一發(fā)射極之間所加的電壓就是沒有電阻時(shí)的一半,這樣就把等效的跨導(dǎo)的值減少了一半。
這里使用發(fā)射極退化的方法,使初級(jí)的晶體管跨導(dǎo)減少一半,對(duì)轉(zhuǎn)換速率進(jìn)行改善。如果初級(jí)的晶體管跨導(dǎo)變?yōu)橐涣d,那么由于為了穩(wěn)定性而使用的補(bǔ)償電容量就變?yōu)?/2倍,轉(zhuǎn)換速率當(dāng)然就改善了2倍。
為了進(jìn)行發(fā)射極退化,首先需要計(jì)算電阻值。由于初級(jí)的晶體管Q.和Q2分別流過(guò)0. 5mA的集電極電流,所以兩個(gè)晶體管各自的跨導(dǎo)。
所以,給發(fā)射極串聯(lián)追加52J的電阻,就可以使跨導(dǎo)降低一半。為了在跨導(dǎo)減少一半時(shí)仍然能夠確保同樣的GB積,需要把補(bǔ)償電容量Cl從原來(lái)的200pF減少一半到lOOpF。這樣進(jìn)行變更的電路示于圖7.19。
對(duì)這個(gè)電路進(jìn)行模擬,看看轉(zhuǎn)換速率是否像設(shè)計(jì)的那樣得到改善(圖7.20)。首先考查反饋電路基本特性的環(huán)路增益,可以看到直流增益是85. 6dB,GB積是2.8MHz,零交叉頻率是2.7MHz,相位余量是68。。直流增益因初級(jí)的增益減少一半而降低6dB,GB積、零交叉頻率、相位余量都沒有怎么變化。所以,穩(wěn)定性就像預(yù)想的那樣幾乎沒有變化。
轉(zhuǎn)換速率是由于初級(jí)的偏置電G6B-1114P-US-9V流對(duì)于補(bǔ)償電容的電壓變化率的限制。企圖改善轉(zhuǎn)換速率,卻因?yàn)榉(wěn)定性會(huì)受到影響而進(jìn)退兩難。兩難之處在于“雙極晶體管的跨導(dǎo)g。與集電極電流I。成比例”。所以,要解決這個(gè)難點(diǎn),就必須拆除晶體管的g。與I。的聯(lián)系。方法之一,是使用不具有這種關(guān)系的諸如MOS-FET那樣的器件,不過(guò)使用雙極晶體管也有幾個(gè)解決的辦法。其中之一就是給發(fā)射極追加串聯(lián)電阻,等效地降低晶體管的g。。這個(gè)方法稱為發(fā)射極退化(emitter degeneration).
雙極晶體管,就像在第5章介紹過(guò)的那樣,由于從發(fā)射極來(lái)看具有1/g。的電阻,例如給發(fā)射極追加1/g。的電阻:流過(guò)同樣的集電極電流,那么基極一發(fā)射極之間所加的電壓就是沒有電阻時(shí)的一半,這樣就把等效的跨導(dǎo)的值減少了一半。
這里使用發(fā)射極退化的方法,使初級(jí)的晶體管跨導(dǎo)減少一半,對(duì)轉(zhuǎn)換速率進(jìn)行改善。如果初級(jí)的晶體管跨導(dǎo)變?yōu)橐涣d,那么由于為了穩(wěn)定性而使用的補(bǔ)償電容量就變?yōu)?/2倍,轉(zhuǎn)換速率當(dāng)然就改善了2倍。
為了進(jìn)行發(fā)射極退化,首先需要計(jì)算電阻值。由于初級(jí)的晶體管Q.和Q2分別流過(guò)0. 5mA的集電極電流,所以兩個(gè)晶體管各自的跨導(dǎo)。
所以,給發(fā)射極串聯(lián)追加52J的電阻,就可以使跨導(dǎo)降低一半。為了在跨導(dǎo)減少一半時(shí)仍然能夠確保同樣的GB積,需要把補(bǔ)償電容量Cl從原來(lái)的200pF減少一半到lOOpF。這樣進(jìn)行變更的電路示于圖7.19。
對(duì)這個(gè)電路進(jìn)行模擬,看看轉(zhuǎn)換速率是否像設(shè)計(jì)的那樣得到改善(圖7.20)。首先考查反饋電路基本特性的環(huán)路增益,可以看到直流增益是85. 6dB,GB積是2.8MHz,零交叉頻率是2.7MHz,相位余量是68。。直流增益因初級(jí)的增益減少一半而降低6dB,GB積、零交叉頻率、相位余量都沒有怎么變化。所以,穩(wěn)定性就像預(yù)想的那樣幾乎沒有變化。
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