静态工作点的稳定
稳定静态工作点的原理
稳定静态工作点的原理引言：稳定静态工作点是电子电路设计中的关键概念，它决定了电路的性能和稳定性。
本文将介绍稳定静态工作点的原理及其在电路设计中的应用。
一、静态工作点的定义静态工作点，又称为Q点，是指电子设备在正常工作状态下的电流、电压值。
在直流偏置电路中，静态工作点通常指电子元件的偏置电压和偏置电流。
二、稳定静态工作点的重要性稳定静态工作点对电路的性能和可靠性有着直接的影响。
当电路工作在稳定的静态工作点附近时，才能保证电路具有良好的线性和稳定的放大特性。
否则，电路可能会出现失真，引起性能下降或损坏。
三、稳定静态工作点的原理稳定静态工作点的原理涉及到电子元件的特性及其在电路中的组合应用。
1. 二极管的偏置原理在直流偏置电路中，使用二极管可以将电路稳定在合适的工作区域。
- 单端供电电路：二极管的偏置原理是通过在电路中引入一个偏置电压来使二极管正常导通或截止，从而实现稳定的静态工作点。
- 双端供电电路：二极管的偏置原理是通过在电路中设置偏置电阻，使得二极管的工作在其正常工作区域内。
2. 晶体管的偏置原理晶体管是一种利用半导体材料制成的三端元件。
在电路中，适当地偏置晶体管能够稳定静态工作点。
- 单管放大电路：使用共发射器或共集极放大电路可以实现晶体管的稳定偏置，通过电流分配、电压分配的原理使得静态工作点在合适的位置。
- 双管放大电路：差动放大电路使用两个晶体管，通过差模信号的输入和共模信号的偏置来达到稳定静态工作点。
四、稳定静态工作点的应用稳定静态工作点在电路设计中具有广泛的应用。
1. 放大器设计：稳定静态工作点使得放大器在放大信号时具有高增益和低失真。
在放大器设计中，通常会通过调整偏置电压和偏置电流来实现静态工作点的稳定。
2. 电源设计：电源稳定器是一种保持直流输出电压稳定的电路。
稳定静态工作点是电源稳定器稳定输出电压的重要因素之一。
3. 模拟电路设计：在运算放大器、滤波器等模拟电路中，稳定静态工作点的设计对于保证电路的性能和稳定性至关重要。
第7讲 (2-42-5)静态工作点的稳定
end
第七讲 静态工作点的稳定
一、温度对静态工作点的影响 二、静态工作点稳定的典型电路 三、稳定静态工作点的方法
3.5.1 温度对工作点的影响
1. 温度变化对 CBO的影响 温度变化对I I CBO = I CBO(T0 = 25° C ) ⋅ e k (T −T0 ) 温度T 温度 ↑ → 输出特性曲线上移
IBQ Rb1 I1 Re UEQ IEQ
I EQ =
U BQ − U BEQ Re
Re 的作用
T(℃)↑→IC↑ ℃ →UE ↑
基本不变） （UB基本不变）
UBE↓ → IB ↓ → IC↓
关于反馈的一些概念： 关于反馈的一些概念： 将输出量通过一定的方式引回输入回路影响输入量的措 施称为反馈。 施称为反馈。 直流通路中的反馈称为直流反馈。 直流通路中的反馈称为直流反馈。 反馈的结果使输出量的变化减小的称为负反馈， 反馈的结果使输出量的变化减小的称为负反馈，反之称 为正反馈。 为正反馈。 IC通过 e转换为 E影响 BE 通过R 转换为∆U 影响U T↑→IC↑ ，反馈的结果使 C↓ 反馈的结果使I Re起直流负反馈作用，其值越大，反馈越强，Q点越稳定。 起直流负反馈作用，其值越大，反馈越强， 点越稳定 点越稳定。 Re有上限值吗？ 有上限值吗？
解：（1） I BQ = ） VCC − VBE 12V ≈ = 40µA Rb 300kΩ
例题
共射极放大电路
I CQ = β ⋅ I BQ = 80 × 40µA = 3.2mA
VCEQ = VCC − Rc ⋅ I CQ = 12V - 2kΩ × 3.2mA = 5.6V
），BJT工作在放大区。 工作在放大区。 静态工作点为Q（ µ ， ， ）， 工作在放大区 静态工作点为 （40µA，3.2mA，5.6V）， V 12V I BQ = CC ≈ = 120µA I CQ = β ⋅ I BQ = 80 × 120µA = 9.6mA （2）当Rb=100kΩ时， ） Ω Rb 100kΩ
静态工作点的选择和稳定
根据系统稳定性分析结果，调整电路的工作点，优化相关参数，以提高系统的稳定性和性能。
考虑干扰和噪声
在实际应用中，干扰和噪声可能对系统的工作点稳定性产生影响。在设计过程中应充分考虑这些 因素，采取相应的措施来降低干扰和噪声对系统稳定性的影响。
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考虑信号的逻辑电平
在数字电路中，信号的逻辑电平是关键参数。选择合适的工作点可以确保信号的逻辑电平 符合设计要求，避免逻辑错误和信号失真。
优化功耗和速度
选择合适的工作点可以优化数字电路的功耗和速度，以满足实际应用的需求。
系统级工作点稳定性考虑
系统稳定性分析
在系统级设计时，需要考虑整个系统的稳定性。通过分析系统的传递函数和频率响应，评估系统 在不同工作点下的稳定性表现。
根据元件的规格参数，如 最大和最小工作电压、电 流等，选择安全可靠的工 作点。
元件性能
考虑元件的性能参数，如 放大倍数、输入阻抗等， 以优化电路性能为目标选 择工作点。
元件匹配
为确保电路中各元件的性 能得到充分发挥，需考虑 元件间的匹配关系，选择 合适的工作点。
根据系统稳定性选择
负反馈
01
在负反馈电路中，选择合适的工作点可以增强系统的稳定性，
负载阻抗的变化会导致交流工作点的偏移。
频率变化对工作点的影响
信号源频率的变化会影响交流工作点的稳定 性。
工作点稳定性的测试与评估
测试方法
通过实际测量电路在不同条件下 的工作点，分析其变化情况。
数据处理
对测试数据进行整理、分析和处 理，得出工作点稳定性的结论。
评估标准
根据工作点变化的大小和范围， 制定相应的评估标准，如最大允 许偏移量等。
放大电路静态工作点的稳定、放大电路的三种接法
的变化，保持Q点稳定。
常采用分压式偏置电路来稳定静态工作点
继续
2. 静态工作点稳定的放大器 (p105)
Rb1 Cb1
+VCC
Rc
I1
IC Cb2
IB
（1） 结构 及工作原理
+
T
+
+
u i
Rb2
I2 Re
IE RL
u o
-
-
+
选I2=（5~10）IB ∴I1 I2
β
R
L
rbe (1 β )Re
继续
输入电阻：
ii
+
+
ui
Rb1
-
+
Ri
ib b
c ic
+
rbe
e
Rb2
β ib
+
RC
RL
u o
R
-
+
Ri
Ro
Ri＝
ui ib
rbe
(1 β )Re
Ri Ri // Rb1 // Rb2
输出电阻：
Ro Rc
[rbe (1 β )Re ]// Rb1 // Rb2
3. ICBO 改变。温度每升高 10C ，ICBQ 大致将增加一 倍，说明 ICBQ 将随温度按指数规律上升。
温度升高，最终将导致 IC 增大，Q 上移。波形容易失真。
iC
VCC RC
T = 20 C
T = 50 C
Q
iB
Q
O VCC uCE
温度对 Q 点和输出波形的影响
简述分压式射极偏置电路稳定静态工作点的原理。
简述分压式射极偏置电路稳定静态工作点的原理。
分压式射极偏置电路是在单端射极偏置电路的基础上，进一步发展而来的，它的特点是能够增大输出电压，减少电路的损耗，以及实现匹配更高的稳定静态工作点。
稳定静态工作点是指射极偏置电路中，射极电流和射极电压同时发生变化，并在恒定的平衡状态下运行的工作点。
稳定静态工作点的理论基础是射极偏置电路的工作原理，通过电路的设计，使射极电流与电压成正比，以达到稳定的静态工作点。
分压式射极偏置电路稳定静态工作点的原理如下：该电路通过在普通射极偏置电路中添加电容器，使得射极电流和电压在一定范围内稳定，从而实现稳定的静态工作点。
当普通射极偏置电路运行时，射极电流会随射极电压的变化而变化，而电容器可以把射极电流与射极电压分开，使得射极电流不随射极电压的变化而变化，这样，射极电流和电压就在一定范围内稳定，实现稳定的静态工作点。
此外，分压式射极偏置电路还可以增大输出电压，因为该电路的设计可以利用射极电流将电压提高，达到更高的峰值，增加电路的输出电压。
另外，分压式射极偏置电路也可以降低电路损耗，因为它可以有效减少电容器对电路的损耗，从而降低总体的损耗。
总之，分压式射极偏置电路是一种可以有效实现稳定静态工作点、增大输出电压、降低电路损耗的电路，可用于微波放大器、电视收音机等装置的偏置电路，具有很大的应用价值。
静态工作点的稳定
探究电力企业电气工程施工中质量控制的要点摘要：电力企业中的电气工程是一项比较复杂的工作，其所涉及到的范围广泛，包括电气设备的管理、相关电缆线的连接等等，如果在进行施工的过程中出现一定疏忽很有可能导致整个电气工程的质量出现问题，从而使得工程不得不重新返工，影响企业的正常运作。
因此本文就针对电力企业中电气工程的施工过程中质量的控制要点进行简单的分析研究，希望能够起到参考性的意见和帮助。
关键词：电力企业；电气工程施工；质量控制；要点；引言电气工程是电力与建筑的交叉结合，是拓展电力施工企业与电力行业深入发展的基石，可以更好地满足社会和人们的电力需求。
由此可见，强化电力企业电气工程施工中的质量控制尤为必要，对于促进电力事业和电力施工的发展都具有重要意义。
在电力工程施工的不同阶段，采取对应有效的质量控制措施，从而强化工程施工的全过程质量控制，全面提升工程施工质量，优化工程施工效果。
一、电力企业电气工程施工质量控制原则电力企业在进行电气工程施工的过程中国对于施工质量的控制管理应该遵循以下几个原则。
1.1坚持质量第一的原则施工的质量在任何的工程中都应该是放在第一位上的，特别是电气工程和用户的生命安全有着直接的联系，如果在施工的过程中没有对施工质量引起重视，很有可能导致用户在之后使用电气设备的过程中出现安全隐患，甚至还有可能引起安全事故。
1.2坚持以人为控制为核心电气工程在施工的环节中同样也应该遵循以人为主体的原则，施工的方案必须是以服务用户为主，施工的过程中也必须重视对施工人员们专业素养和专业技能的培训，降低施工中因为工人们的误差出现的安全隐患等等。
1.3坚持预防为主的原则电气工程的施工环节是一个充满了各种各样安全危害因素的过程，一个小小的误差都有可能导致整个工程必须重新再来一次，或者就是导致之后设备使用的时出现各种安全事故，因此在施工的过程中，相关的工作人员应该充分的了解到施工中可能出现的问题，并且及时的对这些问题进行预防。
静态工作点的稳定及其偏置电路wzl
在模拟计算电路中，如模拟乘法器、 对数放大器等，静态工作点的设置和 偏置电路的设计对于提高计算精度和 稳定性具有重要作用。需要根据具体 电路的特点和要求，合理选择和调整 静态工作点及偏置电路参数。
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集电极-基极偏置电路
通过改变集电极电阻或电源电压来 调整晶体管的静态工作点，适用于 需要大范围调整工作点的场合。
Part
03
静态工作点稳定性分析
温度对静态工作点影响
温度升高会导致半导体器件的参数发生变化，如晶体管的 电流放大系数增大，基极-发射极间电压降减小等，从而使 得静态工作点发生偏移。
温度的变化还会影响电路中的其它元件，如电阻的阻值随 温度升高而增大，电容的容值随温度升高而减小等，这些 变化也会对静态工作点产生影响。
常见偏置电路类型
固定偏置电路
采用固定电阻为晶体管提供基极 偏置电流，适用于温度变化不大 且对稳定性要求不高的场合。
发射极偏置电路
在发射极回路中接入电阻或稳压管来稳 定发射极电流，从而提高晶体管的稳定 性，适用于对稳定性要求较高的场合。
分压式偏置电路
采用电阻分压器为晶体管提供基极 偏置电压，具有较好的稳定性，适 用于温度变化较大的场合。
重要性
静态工作点的设置直接影响到放大器的性能，如线性度、失真度、效率等。合理的静态 工作点设置是确保放大器正常工作的基础。
影响因素及稳定性要求
电源电压波动
电源电压的波动会导致静态工作 点的偏移，进而影响放大器的性 能。
温度变化
温度变化会影响半导体器件的参 数，如电阻、电容等，从而导致 静态工作点的漂移。
为了减小电源电压波动对静态工作点的影响，可以采用稳压电源或电源滤 波电路。
静态工作点稳定问题
可输出的 最大不失 真信号
uCE uo
1）Q点过低，信号进入截止区
iC
放大电路产生 截止失真
输入波形 uCE
ib
uo 输出波形
2. Q点过高，信号进入饱和区
iC
放大电路产生 饱和失真
ib
输入波 形
uCE
输出波形
uo
静态工作点的稳定
为了保证放大电路的稳定工作，必须有合适的、 稳定的静态工作点。但是，温度的变化严重影响静 态工作点。
RL Au rbe Ri RB1 // RB 2 // rbe Ro RC
（2）动态分析
、 ICEO
iC
IC
总的效果是：
Q´ Q uCE
温度上升时， 输出特性曲 线上移，造 成Q点上移。
小结：
T IC
固定偏置电路的Q点是不稳定的。为此， 需要改进偏置电路，当温度升高、 IC增加时， 能够自动减少IB，从而抑制Q点的变化。保持 Q点基本稳定。 常采用分压式偏置电路来稳定静态工作点。
二、分压式偏置放大电路
C1 I1 IB
RC
C2
ui
RB2
I2 RE
RL CE
u
o
本电路稳压的 过程实际是由 于加了RE形成 了负反馈过程
分压式偏置电路
T
IC IC
UE
UBE
IB
RB1 UB U CC RB1 RB2
（1）静态分析
I CQ I EQ I BQ I CQ
U B U BEQ RE
U CEQ U CC I CQ ( RC RE )
+EC C2 RB1 C1 I1 RC
I 2 I B I1 I 2
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I EQ
VBB U BEQ Rb Re 1
Rb 当 Re 1
时
与前边推导结果相同，可以利用 判断是否 I1>>IBQ
Rb Re 1
4、动态分析
阻容耦合放大电路
交流等效电路
当温度升高时，IC增大，IE增大，电阻Re上的压降增大，
发射结电压
U BE U BQ I E Re
减小
UBE减小导致IB减小，IC随之减小，结果由温度升高引 起的IC增大部分被抵消，达到稳定Q点的目的。 T(℃)↑→IC↑→UE ↑→UBE↓（UB基本不变）→ IB ↓→ IC↓
Re 的作用
关于反馈的一些概念： 将输出量(IC)通过一定的方式(利用Re将IC的变化转化成 电压的变化）引回输入回路影响输入量的措施，称为反馈。 在直流通路中的反馈，称为直流反馈。 反馈的结果使输出量的变化减小的称为负反馈，反之称 为正反馈。 IC通过Re转换为ΔUE影响UBE
温度升高IC增大，反馈的结果使之减小
4、动态分析
' Uo RL Au Ui rbe
Ri Rb1 ∥ Rb2 ∥ rbe
Ro Rc
动态分析
无旁路电容Ce时：
Uo Au Ui I b ( Rc ∥ RL ) I b rbe I e R e
' RL rbe (1 ) R
–例如，Rb1或Rb2采用热敏 电阻。 Rb1应具有负温度 系数， Rb2应具有正温度 系数。
T (℃) I C U E U BE I B I C Rb1 U B
讨论
图示两个电路中是否采用措施来稳定静态工作点？
若采用了措施，则是什么措施？
利?弊? Re使Au减小， 但提高了热稳定性
Ri Rb1 ∥ Rb2 ∥[rbe (1 ) Re ]
' RL 若(1 ) Re rbe，则Au Re
e
三、稳定静态工作点的方法
• 引入直流负反馈 • 温度补偿：利用对温度 敏感的元件，在温度变 化时直接影响输入回路。
Re起直流负反馈作用，其值越大，反馈越强，Q点越稳定。 Re有上限值吗？太大的话，进入饱和区
3、Q点分析
什么条件下成立？
U BQ Rb1 VCC Rb1 Rb2 U BQ－U BEQ Re
I BQ I EQ
I EQ
U CEQ VCC I CQ Rc I EQ Re VCC I EQ ( Rc Re )
分压式电流负反馈工作点稳定电路
利用戴维南定理等效变换后求解Q点
VBB Rb1 VCC Rb1 Rb2
Rb Rb1 ∥ Rb2
Rb上静态电压 可忽略不计！
VBB I BQ Rb U BEQ I EQ Re I BQ Rb U BEQ (1 ) I BQ Re U BQ U BEQ (1 ) I BQ Re
直流通路？
直接耦合电路
阻容耦合电路 Ce为旁路电容，在交流 通路中可视为短路
2、稳压原理
I 2 I1 I BQ
为了稳定Q点，通常I1>> IB，即 I1≈ I2；因此
U BQ
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Rb1 VCC Rb1 Rb2
上式说明，UBQ取决于两个电阻对VCC的分压, 基本不随温度变化。
Re 的作用
T（ ℃ ）→β↑→ICQ↑
Q’
→Q’
ICEO↑ 若UCEQ不变IBQ↑ 若温度升高时要Q’回到Q， 则只有减小IBQ
所谓Q点稳定是指ICQ和UCEQ在温度变化时基本不变，这 是靠IBQ的变化得来的。 常引入温度负反馈或温度补偿的方法，使在温度变化时 IBQ产生与ICQ相反的变化
二、典型电路
1、电路组成
第七讲 静态工作点的稳定
一、温度对静态工作点的影响 二、静态工作点稳定的典型电路 三、稳定静态工作点的方法
一、Q点稳定
静态工作点决定是否会产生失真，还会影响电压 放大倍数，输入电阻、输出电阻等 电压波动，元件老化，温度变化均会造成工作点的 不稳定，其中温度是影响晶体管参数最主要的因素
一、温度对Q点的影响