Ini adalah kursus kelima dalam Teknik Elektro Universitas: elektronika I
— kursus pertama tentang perangkat. Gelombang 1 dan EE04 menganalisis rangkaian yang dibuat
dari komponen ideal; di sini komponen itu sendiri adalah subjek, dan
keterampilan inti adalah pemodelan: memilih model perangkat paling sederhana yang menjawab
pertanyaan yang sedang dibahas.
Unit 5.1 memperkenalkan semikonduktor dan hierarki model dioda.
Unit 5.2 menerapkan dioda: penyearah, catu daya, dan regulator zener.
Unit 5.3–5.4 memberikan bias pada dua keluarga transistor (BJT, MOSFET).
Unit 5.5 melinierkan sekitar titik bias: penguat sinyal-kecil.
Unit 5.6–5.7 menambahkan umpan balik dan pandangan domain frekuensi.
Kebiasaan pengecekan: setiap titik bias diverifikasi terhadap daerah operasi perangkat (asumsi yang membuat persamaan tersebut sah), setiap
jawaban sinyal-kecil pada kasus batas. Setiap unit diakhiri dengan kesalahan umum dan ringkasan tiga baris.
cara: bias maju (sisi p positif) memungkinkan arus mengalir secara eksponensial; bias mundur memperlebar daerah deplesi dan memblokir.
kesalahan dan ringkasan tiga baris.
Silium murni menghantarkan arus dengan buruk; pengotoran menambahkan pembawa muatan — donor membuat tipe-n
(elektron), akseptor membuat tipe-p (lubang). Sambungan pn PN menghantarkan satu
Mengapa tangga bekerja: turunkan hukum Shockley pada titik operasi
bias memperlebar daerah deplesi dan memblokir.
Dioda memiliki deretan model — pilihlah sesuai pertanyaan:
Ideal: 0 V saat menghantarkan, terbuka saat mati.
Penurunan tetap: 0.7 V saat menghantarkan (silikon).
Garis-potong: 0.7 V + resistansi kemiringan $r_{d} = nV_{T}/I_{D}$.
Hukum Shockley eksponensial$i = I_{S}(e^{v/nV_{T}} - 1)$ ketika
miliamper. Dan karena $V_{T} = kT/q \approx 26$, sepuluh kali arus membutuhkan
Mengapa tangga kerja: turunkan hukum Shockley pada titik operasi
dan resistansi dinamis dioda adalah $r_{d} = nV_{T}/I_{D}$ — beberapa ohm pada
miliamper. Dan karena $i \propto e^{v/nV_{T}}$, sepuluh kali arus memerlukan
hanya $\ln 10 \times nV_{T} = 2.303 \times 26 = 59.9$ mV tegangan lebih (n = 1):
kurva hampir berupa dinding vertikal, sehingga resistor dalam loop, bukan
dioda, yang menentukan arus — yang merupakan saat model drop konstan
akurat.
Garis beban menetapkan arus; kurva dioda yang tajam hampir tidak mengubah tegangan
1 mA. Jawaban penurunan konstan berada dalam 5% — karena resistor
seri dengan 1 kΩ. Ideal: 5 mA. Drop konstan: $(5 - 0.7)/1000 = 4.3$ mA.
Kebenaran Shockley ($I_{S} = 10^{-12}$ A, $nV_{T} = 26$ mV, biseksi pada
$I_{S}(e^{v/26\mathrm{m}} - 1) = (5 - v)/1000$): $v_{D} = 0.5775$ V,
$i = 4.423$ mA. Jawaban tegangan tetap berada dalam 2.8% — karena resistor
mendominasi loop. Periksa alasannya: model tegangan tetap meleset sebesar
$0.7 - 0.5775 = 0.12$ V pada tegangan dioda, dan resistor mengubahnya menjadi
hanya kesalahan arus $0.12/1000 = 0.12$ mA — 2.8% dari 4.42 mA.
Sekarang biarkan sumber bergetar sebesar 2 V (sinyal kecil): arus getaran adalah
titik $r_{d} = nV_{T}/I_{D} = 26\,\mathrm{mV}/4.42\,\mathrm{mA} = 5.9\ \Omega$.
Sekarang biarkan sumber berfluktuasi sebesar $\pm 0.1$ V (sinyal kecil): arus fluktuasinya adalah
$0.1/(1000 + 5.9) = 99.4\ \mu\mathrm{A}$ — dalam 0.6% dari resistor saja
100 µA. Tegangan DC sebesar 5 V berada hampir tidak berubah di antara pasangan tersebut; tegangan sinyal 0.1 V
melihat loop biasa $1\ \mathrm{k}\Omega + 5.9\ \Omega$. Ini adalah keseluruhan
gagasan sinyal kecil dari unit 5.5, pertama kali ditemukan pada dioda: pisahkan masalah menjadi
(pembagian dua yang tidak perlu; model tegangan konstan adalah alat yang tepat di sana).
resistansi yang dilinearkan mengambil alih).
Kesalahan umum. Menggunakan model eksponensial ketika resistor mendominasi
(biseksi yang tidak perlu; model tegangan tetap adalah alat yang tepat untuk kasus itu).
Mengutip "$r_d$ = 26 mV" — itu berarti $V_T$; rintangan adalah $V_T/I_D$, arus
in the denominator. Forgetting n = 2 at high current (59.9 mV/decade becomes
120 mV/dekade).
Ringkasan: dioda adalah katup satu arah dengan kurva maju yang hampir vertikal; resistor
loop menentukan arus; $r_d = nV_T/I_D$ adalah pandangan linierisasi; pilih
model yang dibutuhkan soal dan periksa jawabannya terhadap model berikutnya.
Jelajahi
Find the bias point, then test a small change
$V_s=RI_D+v_D,\quad r_d\approx\frac{nV_T}{I_D}$
The 5 V and 1 kΩ circuit gives about 0.5775 V and 4.42 mA with Shockley, compared with 4.3 mA for the 0.7 V model. Change the source or resistor, then compare a +0.1 V source change with the local dynamic-resistance prediction. A low-supply case shows why a fixed drop can fail.
5.2
Penyearah dan pasokan dc
Penyearah gelombang setengah menghantarkan satu setengah siklus; **full-wave
jembatan menghantarkan keduanya (empat dioda, dua menghantar secara bersamaan, sehingga
diode memiliki penurunan tegangan 1.4 V dan setiap dioda harus mampu menahan tegangan balik puncak
(dari satu puncak sekunder). Kapasitor filter mempertahankan
output di antara puncak-puncak: riak$\Delta V \approx I_{load}/(f\cdot C)$
(setengah-gelombang) atau $I_{load}/(2f\cdot C)$ (gelombang penuh) — kapasitor harus menyediakan
beban selama seluruh selang di antara puncak pengisian ulang.
Jembatan gelombang penuh dengan 2200 µF pada 100 mA: kapasitor mengisi celah antar puncak
Contoh terpecahkan 1 (sumber jembatan, diverifikasi). Jembatan merektifikasi 12 V
RMS, 50 Hz sekunder; beban menarik 100 mA dan kapasitor adalah 2200 µF.
Output puncak: $12\sqrt{2} - 1.4 = 17.0 - 1.4 = 15.6$ V. Riak (gelombang penuh,
diisi ulang setiap 10 ms): $\Delta V = 0.1/(100 \times 2200\mu) = 0.455$ V. Jadi,
output berada antara 15.6 dan 15.1 V. Pengecekan: riak ≪ puncak (2.9% ✓ — yang
Contoh terpecahkan 0.91 (regulator zener dirancang pada kedua ekstrem, ditingkatkan).
kapasitor — jembatan membutuhkan 2× untuk empat dioda; PIV per dioda ≈ 17.0 V (satu
puncak sekunder) — tentukan spesifikasi dioda di atas itu.
arus zener adalah beban penuh: 2 → pilih
Regulasi 12 V turun ke 5.1 V menggunakan zener 5.1 V; beban bervariasi
0–10 mA dan zener memerlukan setidaknya 2 mA agar tetap dalam kondisi breakdown. Kasus terburuk untuk
arus zener adalah beban penuh: $R \le (12 - 5.1)/(10\mathrm{m} + 2\mathrm{m}) = 575\ \Omega$ → pilih
560 Ω. Sekarang periksa ekstrem lainnya — tanpa beban: $I_{Z} = (12 - 5.1)/560 =
12.3$ mA, so $P_{Z} = 5.1 \times 12.3\mathrm{m} = 63$ mW dan resistor
menghamburkan $(12-5.1)^{2}/560 = 85$ mW kasus terburuk. Beban penuh menyisakan $I_{Z} =
12.3 - 10 = 2.3$ mA ≥ 2 mA ✓. Kedua-dua ekstrem disahkan — itu adalah lengkap
desain regulator: satu pertidaksamaan dari setiap ujung rentang beban.
Kesalahan umum. Menggunakan f alih-alih 2f untuk riak jembatan (kapasitor
mengisi ulang setiap setengah siklus). Melupakan 1.4 V dari dua tegangan jatuh
pada output puncak. Menentukan nilai resistor zener hanya pada beban tipikal —
arus zener harus diperiksa di KEDUA ujung, dan dayanya pada
ujung tanpa beban.
Ringkasan: jembatan = kedua setengah siklus, biaya 1.4 V, PIV satu puncak; riak
$I/(2fC)$ ditentukan oleh selisih antara pengisian ulang; zener mempertahankan tegangan sementara
resistor seri menyerap kelebihan — dirancang pada dua ujung beban.
Jelajahi
One resistor, two opposite design limits
$I_Z=\frac{V_{in}-V_Z}{R}-I_L$
For the 12 V to 5.1 V example, 560 Ω leaves 2.32 mA for the zener at a 10 mA load and about 63 mW at no load. With an illustrative 100 mW power rating, compare the lower power-bound resistance with the 575 Ω upper current bound. A smaller resistor can exceed the power rating; a larger one can lose regulation.
Transistor sambungan bipolar memiliki tiga daerah — pemutusan,
aktif (daerah penguat: $I_C = \beta I_B$, $V_{BE} \approx 0.7$ V),
dan saturasi ($V_{CE} < 0.2$ V, kedua sambungan maju). Pengbiasan berarti
menempatkan titik diam (titik bias, Q-point) kuat di dalam
daerah aktif dan menjadikannya independen terhadap β — parameter yang bervariasi 2:1
antara perangkat dengan nomor tipe yang sama.
Garis beban dc 12 V (RC + RE = 3.2 kΩ) dengan Q-point bias pembagi tegangan pada 0.99 mA, 8.8 V
Contoh terpecahkan 2 (β digandakan, inti dari rangkaian, ditingkatkan). Rangkaian
sama, $\beta = 200$: $I_B = 1.1/(10.2\mathrm{k} + 201\mathrm{k}) =
5.2\ \mu$A → $I_C = 1.04$ mA, $V_{CE} = 8.7$ V — masih aktif ✓. Jadi β × 2
menggeser arus kolektor sebesar 5% (0.99 → 1.04 mA) dan titik Q hampir
tidak bergeser. Mekanismenya: kenaikan arus kolektor apa pun mendorong tegangan emitor
naik, yang mengurangi$V_{BE}$ dan membatasi arus basis — umpan balik
umpan balik di dalam bias, disediakan oleh $R_E$. Dengan $R_E = 0$, kawasan aktif
rumus $I_C = \beta(1.8 - 0.7)/10.2\mathrm{k}$ meramalkan 10.8 mA pada β = 100
dan 21.6 mA pada β = 200. Penyebar pengumpul 2.2 kΩ tidak dapat melalui sama ada
arus dari 12 V, jadi asumsi kawasan aktif gagal: ini adalah calon,
bukan arus saturasi aktual. Sensitivitas β rumus tetap jelas,
tetapi pengecekan daerah harus dilakukan sebelum menerima titik Q. Kedua sumber error kini dikuantifikasi: 11% dari pembagi
pembagi (dapat diperbaiki dengan pembagi yang lebih kaku), 5% dari penyebaran β (terserap oleh
$R_E$).
Kesalahan umum. Memeriksa $V_{CE} > 0$ alih-alih $> 0.2$ V (saturasi
mulai pada sekitar 0.2 V). Menghitung $V_C$ dari estimasi 1.1 mA dan kemudian
"memeriksa" terhadap titik Q yang dihitung dari arus eksak — lakukan satu
rangkaian, lalu periksa. Percaya bahwa pembagi saja membuat bias bebas
dari β — yang melakukannya adalah $R_E$ (dengan pembagi yang cukup kaku untuk mempertahankan $V_B$)
kerja.
Ringkasan: Bagi Thévenin, selesaikan litar basis dengan tepat, periksa kawasan;
$R_E$ membeli kebebasan dari β pada harga ruang dinamik; estimasi-lalu-verifikasi adalah
sesuai apabila keduanya dilabelkan demikian.
Jelajahi
A doubled β does not have to double the current
$I_B=\frac{V_{TH}-0.7}{R_{TH}+(\beta+1)R_E}$
Keep the worked 12 V, 68 kΩ/12 kΩ divider, 2.2 kΩ collector resistor and 1 kΩ emitter resistor. Compare β = 100 and 200, then remove the emitter resistor or stiffen the divider. Check the active assumption before accepting any current or voltage as a Q-point.
5.4
Biasing MOSFET
MOSFET dikawal voltan: gerbang
tidak menarik arus DC, dan dalam jenuh (kawasan penguat — yang
penamaan bertentangan dengan BJT!) model kuasa dua memberikan
dengan threshold$V_t$. Tiga kawasan: pemotongan ($v_{GS} < V_t$),
triode/ohmik ($v_{DS} < v_{GS} - V_t$ — sebuah resistor, bukan penguat),
jenuh (ketaksamaan dipenuhi — sumber arus).
Parabola sempadan vDS = vGS − Vt ialah ujian kawasan; kedua-dua contoh berusaha terletak di peta ini
Contoh berusafa 1 (andaikan jenuh, kemudian semak).$V_{DD} = 10$ V,
$\tfrac{1}{2}k_n(W/L) = 0.5$ mA/V², $V_t = 1.5$ V, $R_D = 3$ kΩ, gerbang dikekalkan pada
$V_G = 3$ V (pembagi — tiada arus DC gerbang). Andaikan jenuh:
$I_D = 0.5 \times (3 - 1.5)^{2} = 1.125$ mA; $V_{DS} = 10 - 1.125\mathrm{m}
\times 3\mathrm{k} = 6.6$ V. Check: $6.6 \ge 3 - 1.5 = 1.5$ ✓ — saturasi
berlaku, dan titik Q ialah (1.125 mA, 6.6 V).
Contoh berusafa 2 (semakan yang gagal, dipertegas). Naikkan gerbang kepada
$V_G = 5$ V, rangkaian yang sama. Asumsikan saturasi: $I_D = 0.5 \times 3.5^{2} =
6.1$ mA, $V_{DS} = 10 - 6.1\mathrm{m} × 3\mathrm{k} = -8.4$ V —
mustahil (tegangan drain negatif), sehingga asumsi tersebut tidak valid: resistor
tidak dapat menurunkan 18 V dari suplai 10 V. Selesaikan kembali dalam triode dengan
$i_D = 0.5(2 \times 3.5\, v_{DS} - v_{DS}^{2})$ dan garis beban
$10 = 3\mathrm{k}\, i_D + v_{DS}$: persamaan kuadrat memberikan $v_{DS} = 1.00$ V,
$i_D = 3.00$ mA. Pengecekan: daerah $1.0 < 3.5$ ✓ triode; persamaan triode
menghasilkan $0.5(2 \times 3.5 \times 1 - 1) = 3.0$ mA ✓ konsisten dengan beban
garis; dan saturasi pada gerbang ini akan mensyaratkan 18.4 V dari catu daya. Pengecekan
model adalah sebuah asumsi — pengecekan daerahlah yang membuatnya sah.Kesalahan umum. Mempercayai arus jenuh tanpa
pengecekan daerah (contoh gagal di atas akan berakhir pada jawaban salah jika Anda hanya
tersebut (contoh gagal di atas tetap menghasilkan jawaban salah jika Anda hanya
memeriksa $V_{DS} > 0$). Mengacaukan nama daerah dengan BJT (MOSFET
nol pada DC — pembagi tegangan tidak membebani, yang secara tepat mengapa
pembagi tegangan MOSFET dapat menggunakan resistor megohm.
pembagi MOSFET dapat menggunakan resistor megaohm.
Ringkasan: hukum kuadrat dalam saturasi, batas $v_{DS} = v_{GS} - V_t$ adalah
melakukannya; arus gerbang nol pada DC.
mengambil alih; arus gerbang nol pada DC.
Jelajahi
The region check chooses the operating point
$V_{DS}\ge V_{GS}-V_t\quad\text{for saturation}$
The worked 3 V gate gives a valid saturation point at 1.125 mA and 6.625 V. At a 5 V gate the saturation assumption fails, and the triode equation has two algebraic roots. Only 1 V and 3 mA satisfies the assumed region; the larger positive root is rejected.
Penguatan hanya linear di sekitar titik bias (titik Q unit 5.3).
Model sinyal-kecil mengganti setiap perangkat dengan linearisasinya
parameter pada titik tersebut: BJT — $g_m = I_C/V_T$ (diferensiasi
eksponensial), $r_\pi = \beta/g_m$, $r_o$; MOSFET — $g_m = k(W/L)(V_{GS} -
V_t) = 2I_D/(V_{GS} - V_t)$ (differentiate the square law), $r_o$. Sumber DC
menjadi hubung singkat; kapasitor kopling menjadi hubung singkat pada frekuensi sinyal.
Satu rangkaian linier menjawab setiap pertanyaan sinyal-kecil tentang tahap ini
Contoh terarah 1 (tahap common-emitter). Pada titik bias unit-5.3
$I_C = 0.99$ mA, $\beta = 100$: $g_m = 0.99\mathrm{m}/26\mathrm{m} = 38.1$
mS; $r_\pi = 100/38.1\mathrm{m} = 2.6$ kΩ. Penguatan tegangan dengan $R_E$ dibypass
dan $r_o = 50$ kΩ: $A_v = -g_m(R_C \parallel r_o) = -38.1\mathrm{m} \times
2.11\mathrm{k} = -80$. Limiting checks: $r_o \to \infty$ gives $-g_m R_C =
-84$ (r_o menyumbang 5%); dan penguatan harus negatif — tahap CE membalik fasa.
Contoh terarah 2 (degenerasi dan perbandingan MOSFET, ditingkatkan).
Angkat bypass agar $R_E = 1$ kΩ ikut terlibat: penguatan eksak adalah
$-g_m R_C/(1 + g_m R_E) = -84/(1 + 38.1) = -2.14$, berbanding -$R_C/R_E =
-2.2$ textbook form — within 2.4% because $g_m R_E = 38 \gg 1$ (ini adalah
syarat keabsahan bentuk tersebut, kini terlihat). Degenerasi menukar 84 untuk 2.2 —
linearitas dan penguatan yang stabil dibeli dengan $R_E$ yang sama yang menstabilkan
bias. Cerita yang sama terjadi pada MOSFET: titik Q unit-5.4 memberikan $g_m = 2I_D/V_{ov} =
2 \times 1.125\mathrm{m}/1.5 = 1.5$ mS dan penguatan sumber bersama
$-g_m R_D = -4.5$. BJT pada 1.125 mA yang sama memiliki $43.3$ mS — 29× lebih besar dari
transkonduktansi MOSFET — dan penguatan arus terhadap input tak hingga
resistansi: kompromi fundamental.
Kesalahan umum. Menghitung $g_m$ dari arus bias perkiraan setelah
penyelesaian eksak tersedia — satu rangkaian, satu set parameter. Menggunakan
$-R_C/R_E$ di mana $g_m R_E \sim 1$ (bentuk ini memerlukan $g_m R_E \gg 1$).
Mempercayai bahwa model sinyal-kecil adalah rangkaian berbeda — itu adalah rangkaian yang sama
rangkaian, yang didiferensiasikan pada titik Q.
Ringkasan: diferensiasikan hukum perangkat pada titik Q untuk mendapatkan $g_m$;
$r_\pi = \beta/g_m$; penguatan dibypass $-g_m R_C$, terdegeneisasi $-R_C/R_E$ ketika
$g_m R_E \gg 1$; BJT unggul dalam gm-per-milliamp, MOSFET unggul pada gerbangnya.
Jelajahi
A small-signal model is a tangent at the bias point
Start with the worked 0.99 mA BJT bias and recover gm about 38.1 mS, input resistance about 2.6 kΩ and bypassed gain about −80. Widen the input excursion to see the curved current law leave its tangent. Switch device at the same bias current to compare gm fairly, then select the MOSFET worked bias of 1.125 mA for gm 1.5 mS and gain −4.5.
5.6
Rangkaian umpan balik op-amp
Aturan emas Gelombang 1 kembali dengan pandangan penguatan terbatas. Umpan balik negatif
menutup loop; yang penting adalah penguatan loop$A_{OL}\beta_{fb}$.
Turunan (tahap inverting): jika op-amp dapat mempertahankan $v_- \approx v_+$, maka
resistor input mengalirkan $(v_{in} - 0)/R_{in}$, resistor umpan balik mengalirkan
arus yang sama, dan $v_o = -R_f v_{in}/R_{in}$. Menulis persamaan node eksak
dengan penguatan tanpa loop $A_{OL}$ dan menyelesaikannya memberikan
sehingga jawaban aturan emas menjadi eksak dalam batas $A_{OL}\beta_{fb} \to \infty$
dan menyimpang oleh faktor $1/(1 + A_{OL}\beta_{fb})$ dalam kehidupan nyata.
Hiperbola gain-bandwidth: penguatan closed-loop membeli bandwidth sepanjang kurva open-loop
Contoh terlatih 1 (empat topologi dan GBW). Inverting
$-R_f/R_{in}$ (resistansi input $R_{in}$); non-inverting $1 + R_f/R_{in}$
(resistansi input → ∞); transimpedansi$v_o = -I_p R_f$
(fotodioda: $2\ \mu\mathrm{A} \times 1\ \mathrm{M}\Omega = 2$ V);
penjumlahan $-(v_1 R_f/R_1 + v_2 R_f/R_2)$. Op-amp dengan penguat-lebar pita
produk GBW = 1 MHz pada loop tertutup 40 dB (100×) memiliki bandwidth
10 kHz; pada 20 dB (10×), 100 kHz ✓ (produk tetap 1 MHz sepanjang
hiperbola).
Contoh terlatih 2 (seberapa salah aturan emas, eskalasi). The
$1/(1 + A_{OL}\beta_{fb})$ faktor error, dihitung. Penguat loop tertutup 100
($\beta_{fb} = 0.01$): dengan $A_{OL} = 10^{5}$, $A_{CL} = 100/(1 + 1/1000) =
99.90$ — kesalahan 0.1%, tidak terlihat di osiloskop. Dengan op-amp yang melemah atau frekuensi tinggi
op-amp di mana $A_{OL}$ telah turun ke $10^{3}$ (ingat unit 5.7: gain
loop terbuka sudah mulai melengkung): $A_{CL} = 100/1.1 = 90.9$ — kesalahan 9.1%
kesalahan. Jadi aturan emas adalah pernyataan loop-gain: di mana loop gain
besar mereka tepat, dan dekat corner mereka diam-diam mati. Periksa: pada
10 kHz dengan GBW 1 MHz, gain loop terbuka telah turun ke $10^{6}/10^{4} = 100$
— sama dengan penguat loop tertutup, gain loop 1, dan memang itu adalah −3 dB
titik sudut ditemukan pada contoh 1.
Kesalahan umum. Menggunakan rumus inversi untuk tahap non-inversing
($1 + R_f/R_{in}$ berbeda tepat sebesar 1 — pada penguatan kesatuan, nilainya adalah seluruhnya).
Melupakan resistor umpan balik tahap transimpedansi menetapkan penguatan dari
arus, sehingga kapasitansi fotodioda masih membentuk penguatan noise.
Ringkasan: penguatan loop $A_{OL}\beta_{fb}$ adalah alat ukur kebenaran bagi aturan emas
error $= 1/(1 + A_{OL}\beta_{fb})$; GBW adalah hiperbola — penguatan loop tertutup
penguatan dikali bandwidth terpelihara hingga titik sudut, di mana aturan berhenti berlaku.
Setiap amplifier adalah band-pass: kapasitor kopling menetapkan titik sudut rendah
$f_L = 1/(2\pi R_{eq}C)$ per tahap ($R_{eq}$ = apa yang dilihat kapasitor, sumber dinolkan), dan di ujung tinggi kapasitansi Miller
melihat, sumber nol), dan pada ujung atas kapasitansi Miller
output ke input tahap inversing dengan penguatan $C$ membawa
$-A$ — simpul input berperilaku
seolah-olah melihat $i = C\,d(v_{in} - v_o)/dt = C(1 + A)\,dv_{in}/dt$ ke ground. Pendekatan kutub dominan
seolah melihat $C_M = C(1 + A)$ ke tanah. ** Kutub dominan**
pendekatan: satu kutub melakukan sebagian besar kelengkungan,
$f_H \approx 1/(2\pi R_{eq}C_{eq})$.
Perkalian Miller dan biaya bandwidth yang ditimbulkannya; cascode mengembalikan 17×
Contoh terpecahkan 1 (band-pass penuh, kedua sudut). CE unit-5.5
tahap: kapasitor kopling melihat $R_{eq} = R_B \parallel r_\pi =
10.2\mathrm{k} ∥ 2.6\mathrm{k} = 2.08$ kΩ, sehingga kapasitor kopling 10 µF memberikan
$f_L = 1/(2\pi \times 2.08\mathrm{k} \times 10\mu) = 7.7$ Hz. Bagian frekuensi tinggi:
$C_{gb} = 5$ pF antara basis dan kolektor di mana penguatan tahap adalah −80:
$C_M = 5\mathrm{p} \times 81 = 405$ pF, ditambah 20 pF dari hamburan → $f_H =
1/(2π × 2\mathrm{k} × 425\mathrm{p}) = 187$ kHz. Tahap ini melewati
7.7 Hz hingga 187 kHz pada penguat −80. Cek: kapasitor kopling melihat paralel
−$f_L$ di dalam faktor Miller adalah penguatan pita tengah, yang sudah menurun mendekati
80 — jawaban kutub dominan bersifat optimis sekitar beberapa persen, pembacaan yang jujur.
Contoh terlatih $f_H$ (cascode dan cascade, ditingkatkan). Cascode
pF.
Contoh terkerjakan 2 (cascode dan kaskade, ditingkatkan). Cascode
menjaga kolektor hampir konstan, membunuh penguatan melintasi 5 pF:
Sebaliknya cascade: dua tahap identik $f_H = 1/(2\pi \times 2\mathrm{k} \times 25\mathrm{p}) = 3.18$ kHz secara seri masing-masing mengalami penurunan 17 dB
untuk satu transistor: Miller menjelaskan penyakit dan obatnya.
Kaskade sebaliknya: dua tahap 187 kHz identik secara seri masing-masing turun 3 dB
di sana, sehingga pasangan tersebut turun 6 dB — titik −3 dB keseluruhan berada di
$187 \times \sqrt{2^{1/2} - 1} = 120$ kHz. Amplifier bertingkat membayar dengan
apa yang dilihat kapasitor kopling; melaporkan sudut batas per-tahap sebagai
Kesalahan umum. Menjumlahkan alih-alih menyambungkan paralel resistor saat menemukan
apa yang dilihat kapasitor kopling; melaporkan sudut per-tahap sebagai
sudut sistem (kaskade mengecilkan sudutnya sebesar $\sqrt{2^{1/n} - 1}$).
Ringkasan: $f_L$ dari kapasitor kopling terhadap hambatan sumber nol; Miller
mengalikan dengan $(1 + |A|)$; kaskade menghilangkannya; kaskade mengecilkan sudut
sebesar $\sqrt{2^{1/n} - 1}$.
Jelajahi
Miller moves the upper corner; cascades narrow both ends
$C_M=C(1+A),\quad f_H\approx\frac{1}{2\pi R C_{total}}$
Start with the worked gain magnitude 80, 5 pF feedback capacitor and 20 pF stray capacitance. Miller gives 425 pF in total and a high corner near 187 kHz. Suppress multiplication with the cascode idealisation to reach about 3.18 MHz. Then compare two buffered stages with one and probe the chain’s own half-power edge near 120 kHz. Changing the coupling capacitor moves the low corner independently.
Pelajaran interaktif untuk topik ini
Kerjakan langkah demi langkah, dengan latihan pengecekan instan.