静态工作点的稳定65965
《模拟电子技术》2.3 静态工作点的稳定

2.3 静态工作点的稳定
保定电院 电子教研室
史 辉 shihui0571@
复习
1、放大电路静态的概念是什么?怎么表示? 2、静态工作点(Q点)指的是哪几个参数? 3、基本共射放大电路的直流通路如何画? 4、放大电路动态的概念是什么?如何表示? 5、基本共射放大电路交流通路如何画?
UB>>UBE,则发射极电流为:
UB不变 RE不变
IE不变
又因为IC≈IE,所以IC基本稳定,即Q点得到稳定。
② 稳定工作点原理
注意:为了使发射极电阻RE对交流信号不产生影响(其负反馈作 用使放大倍数减小),可在RE两端并联一个大容量的电容器CE, 以便让交流信号由CE旁路而不经过RE。
故CE称为旁路电容。
– 电路结构与直流通路;
– 稳定Q点原理。★
影响的情况。
小结
1、改变RB、RC和UCC等电参数都会对放大电路的Q点产生影响。★ 2、从输出波形判断失真种类。★★
应对放大电路截止、饱和失真的对策。★ 3、基极分压偏置电路:
– 直流通路画法;★★ – 计算Q点过程;★★ – 稳定Q点原理;★★
– 因不涉及参数β,维修、更换器件方便。
4、集电极—基极偏置电路:
(1)基极分压式射极偏置电路 ★ ★ (分压式电流负反馈偏置电路) ① 电路特点
A.利用基极电阻RB1和RB2分压来 固定基极电位。
在I1>>IB和I2>>IB情况下,当 IB变化时,基极电位UB近似看作 不变。
基极电压UB由电压UCC经RB1和 RB2分压所决定,不随温度变化。
B. 利用发射极电阻RE来获取反映集 电极电流IC变化的信息,反馈到输入端, 实现静态工作点稳定。
静态工作点的稳定课件

分压式偏置电路
VBQ=Rb2/(Rb1+Rb2)Vcc =10/(20+10)*12 =4V ICQ≈IEQ =VBQ/Re =4/2 =2mA
IBQ≈ICQ/β =2/50 =40μA
VCEQ=VCC-ICQ(RC+RE) =12-2*(2+1) =6V
因此静态工作点IBQ、ICQ、VCEQ分别 为40μA、2mA、6V。
解:静态工作点为:
分压式偏置电路
VBQ=Rb2/(Rb1+Rb2)Vcc =10/(20+10)*12 =4V ICQ≈IEQ =VBQ/Re =4/2 =2mA
+vCC
RC Rb1 C2
vi
C1
Rb2 RE
vo
CE
分压偏置基本放大电路如图已 知VCC=12V,Rb1=20kΩ, Rb2=10kΩ, Re=2kΩ, RC=1kΩ;晶体管的β=50。试 试估算Q点 ?
分压式偏置电路
(错误) 2. Rb1升高,静态工作点上移。
3. β升高,静态工作点上移。 (错误)
+vCC
RC Rb1 C2
vi
C1
Rb2 RE
vo
CE
分压偏置基本放大电路如图已 知VCC=12V,Rb1=20kΩ, Rb2=10kΩ, Re=2kΩ, RC=1kΩ;晶体管的β=50。试 试估算Q点 ?
小结及作业:
1. 采用分压式偏置电路,同时引入电阻RE、Rb2和电容 CE可以稳定静态工作点。 2. 分压式放大电路稳定静态工作点的过程 温度上升 温度下降 3.静态工作点的估算
作业:
改进电路:
三极管特性 三极管基本放大电路
2.4 静态工作点的稳定

动态分析:
(1)电压放大倍数:Aμ= U0 / Ui = -βIcRL’ /Ibrbe = -βRL’/ rbe (2)输入电阻: ri = Rb1 / / Rb2 / / rbe (3)输出电阻: r0 = RC
§2.5
多级放大电路
多级放大电路的组成:输入级、中间级、输出级。 (1)通过要求输入级有高的输入阻抗和低的噪音; (2)提高信号电压的幅度; (3)向负载提供一定的输出功率。 一、耦合方式:
产生原因:温度和元件老化。其中温度影响产生的温漂是主要原因。 对放大电路的影响:使输出回路产生信号与漂移的混淆。 抑制方法:选用硅管和温度系数小的元件。 优 点:能放大直流信号。
二、指标计算:
1、电压放大倍数 Aμ= U0 / Ui : n级放大电路: Aμ= Aμ1 Aμ2 … Aμn
求解时必须考虑前、后级之间的相互影响,一般将后级作为前 级的负载考虑。
1、阻容耦合:通过耦合电容与下级输入电阻连接。
优 点:各级的静态工作点相对独立,便于分析、设计和调试。 不足之处:(1)不适用于传送缓慢变化的信号; (2)所需电容的容抗应足够大,难于制造,一般不被采用。 2、变压器耦合:通过磁路的耦合,把初级的交流信号传送到次级。 优 点:可变换电压,变换阻抗。
不 足 指 出 :体积大,重量大,不能实现集成化。
§2.4
静态工作点的稳定
原因:在偏置电路中,当直流电源电压UCC和集电极电阻RC确定后, 静态工作点Q就由偏流IB来确定。但是由于IB基本不变( IB ≈UCC/RB ) ,
当更换管子或环境变化引起管子参数改变时,Q往往会移动。
措施: (1)原则:温度升高时, 偏ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱIB自动减少。 (2)方法:反馈法
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。
静态工作点稳定的放大器射极跟随器

射极跟随器输出
具有低输出阻抗和高输入 阻抗,使得负载对放大器 性能影响较小。
STEP 03
电压负反馈
通过引入电压负反馈,减 小放大器的失真和噪声。
信号从射极跟随器的发射 极输出,通过负载电阻将 电流转换为电压。
偏置电路和稳定电路
01
02
03
偏置电路
为晶体管提供合适的静态 工作点,使放大器在正常 工作范围内。
频率响应பைடு நூலகம்失真度
频率响应定义
频率响应是指放大器对不同频率信号的放大能力,通常以 幅频特性和相频特性来表示。
失真度定义
失真度是指放大器输出信号与输入信号相比的失真程度, 通常以谐波失真、互调失真等指标来衡量。
影响因素
频率响应和失真度受到晶体管参数、电路拓扑、电源电压 等因素的影响。
提高方法
通过采用宽带运放、补偿电路等技术手段,可以扩展放大 器的频带宽度;通过优化电路参数、采用负反馈等技术手 段,可以降低放大器的失真度。
静态工作点稳定的放 大器射极跟随器
• 引言 • 静态工作点稳定原理 • 放大器射极跟随器的电路结构 • 放大器射极跟随器的性能指标 • 静态工作点稳定放大器射极跟随器的设计 • 静态工作点稳定放大器射极跟随器的应用
目录
Part
01
引言
目的和背景
深入了解射极跟随器的工 作原理和特点
探讨射极跟随器在放大器 设计中的重要性
从而提高放大器的线性度。
02
减小失真
当输入信号幅度较大时,如果静态工作点不稳定,晶体管可能会进入饱
和或截止区,导致输出信号失真。稳定的静态工作点可以减小这种失真。
03
提高放大器的稳定性
稳定的静态工作点可以减小温度、电源电压等外部因素对放大器性能的
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。
放大电路静态工作点的稳定

放大电路静态工作点的稳定
上图所示基本共射放大电路的偏置电流IB由Vcc和Rb决定,电路参数一经选定,偏置电流就固定不变,所以称为固偏电路。
作为半导体器件,三极管的特性受温度的影响很大,当温度升高时,同样的偏置电流所对应的集电极电流Ic就会增大,则三极管的输出特性就会整体向上平移(如右图『三极管在不同环境温度下的输出特性曲线』中虚线所示)同时静态工作点就会沿着直流负载线向上移动,也就可能造成饱和失真。
下图(b)所示为可以稳定静态工作点的基本共射放大电路,称为分压偏置式放大电路。
下图(c)则为该放大电路的直流通路,若使电流I2远大于偏置电流IB,则基极电位VB近似等于电阻Rb1和Rb2对电源Vcc的分压,可以认为VB与三极管参数无关,且不受温度影响。
引入发射极电阻RE后,UBE=VB -VE =VB -IE × RE,若使VB远大于UBE ,则可得:Ic ≈ IE≈ VB / RE, 即也可认为Ic 不受温度影响,从而使静态工作点能够得以基本稳定。
在分压偏置式放大电路中,发射极电阻RE的作用是稳定静态工作点。
如果在RE两端并联电容CE,则放大电路的微变等效电路如下图(a)所示,此时RE对放大电路的动态特性没有影响。
如果在发射极电阻RE两端没有并联电容CE,则放大
电路的微变等效电路如下图(b)所示,此时RE将影响放大电路的动态特性,主要表现为降低电压放大倍数。
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分压式偏置放大电路
分压式偏置放大电路图如下。 其中,基极下偏置电阻Rb2可以使电源电压Vcc经Rb1与Rb2串联分压后为 基极提供稳定电压UB,发射极电阻Re的作用是稳定静态电流IE(IC), 发射极旁路电容Ce的作用是提供交流信号的通道,减少信号的损耗, 使放大器放大能力不会因为Re而降低。
(a)电路图
所以,分压式偏置放大电路具有自动调整功能,当ICQ要增加时,电路 不让其增加;当ICQ要减小时,电路不让其减小;从而迫使ICQ稳定。所 以该电路具有稳定静态工作点的作用。
【稳定条件】IRb2>>IBQ ; UB>>UBEQ
12
C C V Q Q C E I I T V ec RR QEB Q B U I 2 1 b b R R Q B U 21 II
IBQVC,C则UBICEQQ增大。 Rb
(4) UCEQ = VCC-ICQ RC 当ICQ增大时, UCEQ减小
可见,共发射极基本放大电路受温度影响极易造成静态工作点不稳定,因 此,在实际应用中很少采用。
6
稳定静态工作点的意义
7
稳定静态工作点的基本思路
为了能自动稳定静态工作点,常采用分压式偏置放大电路和射极偏置放大电路。
(b)连线图
9
分压式偏置电路稳定Q点的效果实验
10
分压式偏置放大电路分析
1、基极电位稳定
直流通路
IRb
1
IBQ
B
IRb
2
UB Rb2 V
R R CC
b1
b2
IRb2 >>IBQ IRb1 ≈ IRb2
11
2、稳定静态工作点的原理
(1)温度升高,则引起ICQ增大,则IEQ流经Re产生的电压UEQ也随之增大; (2)而UEQ=UBQ-UBEQ,因为UBQ是电源电压Vcc经Rb1、Rb2串联分压后得到 的稳定值,所以UBEQ将减小。此时,IBQ减小,ICQ也将减小。 上述过程可表示为:
放大器静态工作点的稳定
一、温度对静态工作点的影响 二、稳定静态工作点的意义 三、稳定静态工作点的方法 四、静态工作点稳定的典型电路
1
静态工作点与输出波形
在前面学到,放大电路要想实现放大不失真,必须设置合理的静态
工作点Q。放大器的Q点设置不合适,将导致放大输出的信号产生失真。
由Q点设置不合适引起的失真主要有截止失真和饱和失真两类。
可见,温度的变化是影响静态工作点稳定的主要因素,下面我们就来 讨论温度对静态工作点的影响。
5
温度对静态工作点的影响
具体过程 (1)温度升高,特性参数ICBO增大,使ICQ增大; (2)温度升高,特性参数值β增大,即使IB不变, 由于IC=βIB,则ICQ增大; (3)温度升高,特性参数UBEQ下降,由于
(以单管共射极放大电路为例)
Q点位置 过低 过高
输出波形
波形特点
失真情况
正半周失真 (顶部被削去)
截止失真
负半周失真 (底部被削去)
饱和失真
2
影响静态工作点的因素
在单管共发射极放大电路(固定偏置放大电路)中,可以通过估算公 式来确定静态工作点的参数。
IBQVCC UBEQ VCC
Rb
Rb
ICQ=βIBQ
UCEQ = VCC-ICQ RC
从公式中我们可以看出,静态工作点会受到以下因素影响:
VCC ——电源电压是否稳定 β ——更换三极管、老化等
3
温度对静态工作点的影响实验
4
温度对静态工作点的影响
晶体管是一个温度敏感器件,当温度变化时,其特性参数(β、ICBO、 UBE)的变化比较显著,实验表明:温度T每升高1℃,β约增大0.1%左 右,UBE减小(2~2.5)mV,温度每升高10℃,ICBO 约增加一倍。
分压式偏置放大电路静态参数计算
分压式偏置放大电路的直流通路如右下图,则有:
UBQ Rb1Rb2Rb2VCC
ICQIEQUBQ ReUBEQU R B eQ
I BQ
I CQ
U CE V Q C ຫໍສະໝຸດ IC(Q R c R e)13
练习
14