Electronics - تحليل استجابة التردد لمضخم BJT بتركيب الباعث المشترك (CE)

هندسة كهربائية | Electrical Engineering دارات الكترونية | Electronics circuits 


مهني|Professional
  • 2024-12-16

 BJT CE Amplifier Frequency Response Analysis

A common-emitter (CE) BJT amplifier circuit is presented using a 2N3904 transistor and associated resistors, capacitors, and biasing values.

The analysis focuses on both low-frequency and high-frequency behaviors.

Low-Frequency Analysis

Key steps:

 

  1. Draw the π-model (ignoring r0r_0r0) for low-frequency.

  2. Considering coupling capacitor C1C_1C1:

    • Derive voltage gain and corner frequency:

      Av=(RB∣∣rπRB∣∣rπ+Rsig)(−gmRL′)⋅ss+ωp1A_v = \left( \frac{R_B || r_\pi}{R_B || r_\pi + R_{sig}} \right) (-g_m R_L') \cdot \frac{s}{s + \omega_{p1}}Av=(RB∣∣rπ+RsigRB∣∣rπ)(gmRL)s+ωp1s

      where RL′=RC∣∣RLR_L' = R_C || R_LRL=RC∣∣RL

      ωp1=1C1(RB∣∣rπ+Rsig)\omega_{p1} = \frac{1}{C_1 (R_B || r_\pi + R_{sig})}ωp1=C1(RB∣∣rπ+Rsig)1
  3. Considering coupling capacitor C2C_2C2:

    • Corner frequency:

      ωp3=1C2(RC+RL)\omega_{p3} = \frac{1}{C_2 (R_C + R_L)}ωp3=C2(RC+RL)1
  4. Considering bypass capacitor CEC_ECE:

    • Using T-model:

      ωp2=1CE(RE∣∣(re+RB∣∣Rsig1+β))\omega_{p2} = \frac{1}{C_E \left( R_E || \left(r_e + \frac{R_B || R_{sig}}{1+\beta} \right) \right)}ωp2=CE(RE∣∣(re+1+βRB∣∣Rsig))1
  5. Overall low-frequency gain:

    Av=(RBRB+Rsig)(−gmRL′)⋅ss+ωp1ss+ωp2ss+ωp3A_v = \left( \frac{R_B}{R_B + R_{sig}} \right) (-g_m R_L') \cdot \frac{s}{s+\omega_{p1}} \frac{s}{s+\omega_{p2}} \frac{s}{s+\omega_{p3}}Av=(RB+RsigRB)(gmRL)s+ωp1ss+ωp2ss+ωp3s

    Approximate lower cutoff frequency:

    ωL≈ωp12+ωp22+ωp32\omega_L \approx \sqrt{\omega_{p1}^2 + \omega_{p2}^2 + \omega_{p3}^2}

    High-Frequency Analysis

    1. Draw the π-model including r0r_0r0 and internal capacitors CπC_\piCπ, CμC_\muCμ and series base resistance rxr_xrx.

    2. Apply Miller’s theorem:

      • Voltage gain:

        Av=(RBRB+Rsig)(rπrπ+rx+(RB∣∣Rsig))(−gmRL′)⋅11+s/ωHA_v = \left( \frac{R_B}{R_B + R_{sig}} \right) \left( \frac{r_\pi}{r_\pi + r_x + (R_B || R_{sig})} \right) (-g_m R_L') \cdot \frac{1}{1 + s/\omega_H}

        Where:

        ωH=1CinRsig′\omega_H = \frac{1}{C_{in} R_{sig}'}

        with:

        Rsig′=rπ∣∣(rx+RB∣∣Rsig)R_{sig}' = r_\pi || (r_x + R_B || R_{sig})

        and:

        Cin=Cπ+Cμ(1+gmRL′)C_{in} = C_\pi + C_\mu (1 + g_m R_L')

هل كان الشرح مفيد؟

avatar
Mohamed Taha

 

  • حضوري وجها لوجه في القاهرة/مصرEG
  • عن بعد/اونلاين
  • شروحات مشابهة

    • هندسة كهربائية | Electrical Engineering
    • دارات الكترونية | Electronics circuits
    • هندسة عمارة | Architectural Engineering
    • هندسة مدنية | Civil Engineering
    • هندسة ميكانيك | Mechanical Engineering
    • هندسة صناعية | Industrial engineering
    • هندسة المساحة | Landscape
    • موشن جرافيك | Motion graphics
    محتاج مساعدة باختيار المدرس الافضل؟ تواصل مع فريقنا الان لمساعدتك بتأمين افضل مدرس
    ماهو التخصص الذي تبحث عنه؟
    اكتب هنا...