Transistor Frequency-Response Analysis: Recursive Shunt-Circuit Transformations

Pratyush Manocha

doi:10.3390/electronics14020296

2025-01-13

Pratyush Manocha *

Gabriel A. Rincόn‐Mora

DOI：10.3390/electronics14020296

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摘要

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频率响应分析在电路设计中至关重要。频率响应编码了关键信息，如增益、精度、带宽、响应时间、相位偏移、稳定性等。然而，现有方法要么是代数方法且难以理解，要么是带有不精确性的近似方法。因此，将这些方法应用于更复杂的电路往往既费力又不可靠。本文提出了一种递归的并联电路变换方法：一种简单、严谨且富有洞见的分析方法，用于构思和设计电子电路。该方法主张：(a) 每个等效电容在其RC频率之后旁路其并联电阻。这(b) 会降低增益（引入一个极点）并(c) 改变电路。(d) 下一个主导电容在其下一个极点之后旁路其并联电阻，依此类推，直到所有剩余电容旁路其由它们建立的极点后的并联电阻。该方法还主张：(e) 旁路电容增加增益（引入零点）并(f) 跨接电容耦合各级和极点。通过应用此方法和概念，设计者可以(i) 将任意复杂的电路简化为更简单的耦合/解耦级，并(ii) 带有洞见地确定和管理极点和零点。该方法已应用于单级和多级放大电路的设计与分析，其结果与传统方法及NGSPICE仿真进行了比对，证明了其准确性和广泛适用性。

Keyword:

frequency response

open-circuit approximation

short-circuit approximation

shunt-circuit approximation

common-gate/source/drain transistor stages

common-base/emitter/collector transistor stages

poles and zeros

time constants

Miller capacitance