实验十二、静态工作点稳定电路频率响应的研究

一、题目

研究旁路电容和静态工作点分别对 $Q$ 点稳定电路频率响应的影响。

二、仿真电路

仿真电路如图1所示。晶体管采用高频小信号晶体管 ZTX325（该晶体管位于RF处）。
$$(a)电路的低频特性$$$$(b)旁路电容C_e变化$$$$(c)耦合电容C_1变化$$$$(d)电路的高频特性$$$$(e)R_e变化$$$$图1典型的静态工作点稳定电路频率响应的测试$$

三、仿真内容

（1）耦合电容 $C_1$ 和旁路电容 $C_e$ 分别对低频特性的影响。
（2）$R_e$ 变化时，静态工作点对高频特性的影响。

四、仿真结果

仿真结果如表1所示。$$表1电路参数变化时对频率响应的影响$$

耦合电容 $C_1$/μF	耦合电容 $C_2$/μF	旁路电容 $C_e$/μF	射极电阻 $R_e/$kΩ	中频电压增益/dB	下限频率 $f_L$/Hz	上限频率 $f_H$/MHz
10	10	10	1	33.494	1503	235.869
10	10	100	1	33.494	168.542
100	10	10	1	33.494	1503
10	10	10	1.2	32.286		242.713

五、结论

（1）实验表明，耦合电容 $C_1$ 从 10 μF 变为 100 μF 时下限频率基本不变，而旁路电容 $C_e$ 从 10 μF 变为 100 μF 时下限频率明显减小。这一方面说明由于 $C_e$ 所在回路的等效电阻较小，要想改善该电路的低频特性应增大 $C_e$；另一方面说明在分析电路的下限频率时，如果有一个电容所在回路的时间常数明显远小于其他电容所在回路的时间常数，那么该电容所确定的下限频率就是整个电路的下限频率，而没有必要计算其它电容所确定的下限频率，因而计算前的分析是很重要的。
（2）在静态工作点稳定电路中，当射极电阻 $R_e$ 从 1 kΩ 变为 1.2 kΩ 时，放大管的静态集电极电流减小，使跨导 $g_m$ 减小，从而使 $|\dot{K}|=g_m{R}_L^{\prime }$ 减小，导致 $C_{\pi }^{\prime }$ 减小，上限频率 $f_H$ 增大。上述现象一方面进一步说明增益与带宽的矛盾关系，另一方面说明发射结等效电容与 $Q$ 点有关，即 $Q$ 点的设置将影响上限频率。