C5.5:VDB及后面的电路讨论

  基极偏置电路里带了上拉电阻和下拉电阻来实现分压器的作用，这种分压器偏置的电路叫VDB电路，良好设计的VDB电路，基极电流远小于分压器电路的电流，所以可以忽略基极电流对分压器的影响，认为分压器和基极之间是开路，即得到下图。

  则基极电压为VBB = (R2 / (R1+R2))*VCC

  分压器偏置实际上是一种隐性的发射极偏置，可以说第上图第二张图，和最上面第一张图是等效的，因此VDB电路可以固定发射极电流，得到稳定的、与电流增益无关的Q点。

  但是上述的简化是有误差的，关键在于如何设计VDB电路让误差很小。

  VB = (R2 / (R1+R2))*VCC

  VE = VBB - VBE

  IE = VE / RE

  IC ≈ IE

  VC = VCC - IC*RC

  VCE = VC - VE

  即通过分压器算出基极电压，通过基极电压再减去二极管压降，算出发射极电压，然后通过发射极电阻和电压算出发射极电流，然后通过集电极电流约等于发射极电流算出集电极电阻两端电压，得到了集电极对地的电压，然后通过集电极电压减去发射极电压，得到VCE。

  而且由于VE ≈ IC*RE，所以VCE = VCC - IC*RC - IC*RE，即VCE = VCC - IC*(RC + RE)

  即VCC减去集电极到地电压，再减去发射极到地电压，就是发射极和集电极之间的电压。

  还记得前文提过内阻多大时，呈现准理想的电压源，而设计良好的VDB电路，就是分压器对基极输入电阻呈现准理想特性，所以当准理想电压源内阻RS < 0.01RL（负载电阻），就可以忽略该内阻的影响，所以分压器也是采用这个理论。

  分压器的戴维南电阻如何计算？

答：戴维南定理指出，任何线性含源二端网络可等效为电压源（开路电压 Vth​）与电阻（戴维南电阻 Rth​）的串联。求 Rth​时，需将所有​​独立电源置零​​（电压源短路→GND，电流源开路），所以R1上方的VCC变成GND，则为下图：

  所以等效出并联的电阻，得出分压器的输出电压并不理想，更准确的分析应该考虑戴维南电阻，所以流过戴维南电阻的电流让实际基极电压低于理想值VBB。

  分压器需要为基极提供电流，而分压器负载电阻是RIN，为了让分压器对基极呈准理想性，则需要100：1准则，即RS < 0.01RL，也就是R1||R2 < 0.01RIN

  假设电流增益为100，则集电极电流是基极电流的一百倍，而发射极电流也是基极电流的100倍，则基极角度来看，发射极电阻RE被放大了100倍（即，基极电阻比发射极电阻大100倍，电流才相同），所以RIN = βdc * RE,也可以写成R1||R2 < 0.01βdc * RE

  但是这种比例会导致R1和R2阻值太小，不符合实际情况，会引发各种问题，所以采用10：1准则，即R1||R2 < 0.1βdc * RE，这种比例的分压器叫稳定分压器，比准理想情况差，但是在大部分应用是可以接受的（因为有合适稳定的Q点）。

  而更精确的近似需要发射极电流，即IE = (VBB -  VBE) / (RE + ((R1 || R2) / βdc))

  这与准理想情况的值不同，因为多出来了（R1 || R2）/ βdc这一项，所以当这一项趋向于0的时候，这个公式则简化为准理想情况的值。

  所以VDB电路受R1、R2、VCC、RC的控制，决定了饱和电流和截止电压，所以这四项控制了Q点的位置，且设计电路时，要考虑电路不会让晶体管的功率超过限定值。

  根据上述的公式，并且VE = 0.1VCC，则R1 = (V1 / V2) * R2

  所以Q点处于晶体管负载线的中点很重要，因为这样可以让放大器获得最大交流输出电压（因为该位置使输出电压在饱和失真和截止失真之间达到了​​最大对称动态范围，通过对称性规避饱和与截止失真），Q点处于负载线中点的偏置有时候也叫中点偏置。