初級模擬電路：3-6 共射放大電路-3（集電極反饋偏置的直流分析）

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（續上小節）

4. 集電極反饋偏置

      前面的“分壓偏置”電路雖然性能非常穩定，比較完美地解決了β參數偏移的問題，但也有缺點，其缺點就是功耗太大。 就拿前面的案例3-6-2來說，為了維持基極的分壓穩定點，分壓偏置的兩個電阻要消耗的電流約為：15V / 22kΩ≈0.68mA。

      也就是說，僅僅為了維持這個分壓點，就要消耗一個毫安級的功耗，這是非常不划算的，因此人們又設計出了集電極反饋偏置（collector feedback configuration）電路，這個電路的靜態功耗比分壓偏置小，但是穩定性會有一點點受β參數影響，也就是說，性能介於“分壓偏置”和“改進的固定偏置”之間，算是一個折中方案吧。電路圖如下所示：

圖3-6.12 

（1） 靜態工作點分析

      到目前為止，我們對如何計算靜態工作點應該已經很熟悉了。在這個電路中，輸入和輸出靜態工作點可以很容易地列出計算式，如下圖所示：

圖3-6.13 

      根據上圖中的電流關係，我們可以列些出總的KVL方程：

      然後就是取近似的魅惑時刻：

      • I_CB = I_C+I_B ≈ I_C = βI_B

      • I_E ≈ I_C = βI_B

      將I_CB和I_E代入上式，可得：

      解得輸入靜態電流I_B為：

      若BJT晶體管工作於放大區，可得輸出靜態工作電流為I_C為：

      輸出靜態工作電壓V_CE為：

（2） 參數β對靜態工作點的影響

      下麵我們來看一看參數β對靜態工作點I_C的影響有多大，前面我們已算得，靜態工作點I_C的表達式為：

      為更易於觀察，我們設：V_X=V_CC-0.7V，R_X=R_C+R_E，於是上式可簡寫成：

      當βR_X遠大於R_B時，上式可近似為：

      可見，當βR_X遠大於R_B時，靜態輸出電流I_C可近似視為不受β參數影響。

案例3-6-3：在下圖中，計算當β=100和β=150時的I_B, I_C, V_CE，併進行比較。

圖3-6.a3 

解：（1）當β=100時：

      假設BJT工作於放大區：

      驗證：V_CE > V_CEsat，說明BJT工作於放大區的假設正確。

（2）當β=150時：

      假設BJT工作於放大區：

      驗證：V_CE > V_CEsat，說明BJT工作於放大區的假設正確。

（3）比較：

      條件2比條件1中的β增加了50%，但是I_C僅增加了8.9%，穩定效果較好；V_CE下降了21.8%，基本上還能接受。說明集電極反饋偏置對於參數β的變化有較好的穩定作用。

（3） 飽和條件

      當V_CE < V_CEsat時，晶體管進入飽和區。這裡，近似I_C≈I_E，因此，我們可以算出此時的集電極飽和電流I_Csat，

      當I_C>I_Csat時，晶體管進入飽和。

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（ end of 3-6-3）