静态工作点稳定地放大电路分析资料报告
浅谈单管共射放大电路静态工作点的稳定问题
科技信息在模拟电子技术的教学中，单管共射放大电路静态工作点的稳定问题是教学上的一个难点。
我在教学过程中发现：虽然学生对基本单管共射放大电路的动、静态分析掌握的比较好，但一遇到分压式射极偏置放大电路就会将两者的动、静态分析混为一谈，不知该如何分析后者了。
这两个电路虽然都是共射极接法，但在电路的放大性能及静态工作点的稳定上是有所不同的。
而这一切都是由于静态工作点的稳定问题所造成的。
所以只要搞清楚基本单管共射放大电路是如何改进以达到稳定静态工作点的问题，自然就会将这两个电路之间的关系分清楚，从而牢固地掌握对这两个电路的动、静态分析。
我们都知道，静态工作点在放大电路中是很重要的，它不仅关系到波形失真，而且对放大倍数也有重大影响，所以在设计或调试放大电路时，为获得较好的性能，必须选择适当的电路参数来设置一个合适的静态工作点Q。
基本单管共射放大电路的静态工作点Q就是依据这一原则来设置的：当基本单管共射放大电路的电源电压E C和集电极电阻R C 确定后，其静态工作点Q就由其基极电流I B Q来决定，称此基极电流I B Q为偏流，但由于基本单管共射放大电路的偏流是“固定”的(I B Q≈E CR B),当更换管子或环境温度变化引起管子参数变化时，电路的静态工作点Q 就会移动，甚至会移到不合适的位置而使放大电路无法工作。
所以，静态工作点Q不稳定是基本单管共射放大电路的最大缺点。
必须对电路加以改进，使之能自动调整，以保证静态工作点Q稳定在合适的位置而不会发生移动。
造成基本单管共射放大电路静态工作点Q不稳定的原因很多，例如电源电压变化，电路参数变化，管子老化等等。
但主要是由于半导体三极管的特性参数I C B O、U B E、β随温度T变化造成的。
半导体三极管的集电极反向饱和电流I C B O随温度T按指数规律上升，由于三极管的穿透电流I C EO约为I C B O的β倍，所以I C EO也近似地随温度T按指数规律上升。
静态工作点稳定的放大电路
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基础知识探究
1、写出分压式偏置放大电路稳定工作点的过程？
探究案展示点评
展示内容 任务二 任务二 任务三 任务三 展示人员 展示要求 点评人员 点评要求
1、书面展示 2、动作迅速 3、书写规范 4、格式正确 5、声音洪亮 6、尽量脱稿
21b2ccbqbbrrrvv???cqbqii?eqbebqeqcqrvvii???vceqvccicqrcre分压式偏置放大电路的直流通路2交流参数估算电压放大倍数输入电阻rirb1rb2rbe输出电阻rorc分压式偏置放大电路的交流通路??要确保分压偏置电路的静态工作点稳定应满足两个条件
静态工作点稳定的放大电路
2．稳定静态工作点
3.电路参数估算 （1）静态工作点的估算 分压式偏置放大电路的直流通路 图所示，可推导出下列静态工作点的估算公式。
VBQ VCC
I BQ I CQ
Rb2 Rb1 Rb 2
I CQ I EQ
分压式偏置放大电路的直流通路
VBQ VBE Q Re
VCEQ≈VCC-ICQ（Rc+Re）
(三)集电极—基极偏置放大电路 1．电路组成 电路的组成特点：Rb跨接在放大管 的c极和b极之间。
2．稳定静态工作点的原理
集电极—基极偏置放大电路
探究案展示点评
展示内容 任务一 任务一 展示人员 展示要求 点评人员 点评要求
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2、根据下图，试写出集电极-基极偏置放大电路稳定工作点 的过程？
3、某放大电路的上限截止频率为10KHz，下限截止频率为 500Hz，则其通频带为 。 4、已知两共射极放大电路空载时电压放大倍数绝对值分别 为A和A，若将它们接成两级放大电路，则其放大倍数绝 对值（ ）。 A.Au1Au2 B. Au1+Au2 C. 大于Au1Au2 D. 小于Au1Au2 5、某放大器输入电压为10mv时,输出电压为7V；输入电压 为15mv时, 输出电压为6.5V，则该放大器的电压放大倍数 为（ ） 。 A. 100 B. 700 C. -100 D. 433
稳定三极管放大电路的静态工作点采用
稳定三极管放大电路的静态工作点采用以稳定三极管放大电路的静态工作点采用为标题稳定三极管放大电路的静态工作点是电子技术中的一个重要概念。
在放大电路中，为了确保电路能够稳定工作，需要设置一个合适的静态工作点，使得输入信号能够得到放大，同时保证输出信号的波形不失真。
本文将详细介绍稳定三极管放大电路的静态工作点的概念、设置方法以及其在实际应用中的意义。
一、静态工作点的概念静态工作点是指放大电路中的三极管在没有输入信号时的工作状态。
在三极管的静态工作点处，电流和电压的数值是固定的，不随输入信号的变化而变化。
通过合理设置三极管的静态工作点，可以使得输入信号能够得到放大，并保证输出信号的波形不失真。
二、设置静态工作点的方法稳定三极管放大电路的静态工作点的设置需要考虑到以下几个因素：1. 三极管的直流放大倍数：三极管的直流放大倍数决定了输入信号的放大程度。
根据具体的应用要求，选择适当的放大倍数。
2. 静态工作点的偏置：静态工作点的偏置决定了三极管的直流工作状态。
通过合理设置偏置，可以使得三极管在合适的工作区域内工作，避免出现过饱和或过截止现象。
3. 输入信号的幅值：输入信号的幅值决定了三极管的工作状态是否稳定。
如果输入信号的幅值过大，可能会导致三极管失真，因此需要根据实际情况设置合适的输入信号幅值。
三、静态工作点的意义稳定三极管放大电路的静态工作点对于电路的性能有着重要的影响：1. 放大增益：通过合理设置静态工作点，可以使得电路在输入信号范围内具有较大的放大增益，从而实现信号的放大。
2. 输出波形的稳定性：静态工作点的设置可以保证输出信号的波形不失真。
当输入信号的幅值变化时，输出信号的波形仍然保持稳定，从而保证了电路的可靠性。
3. 静态功耗的控制：稳定的静态工作点可以有效控制电路的静态功耗。
合理设置静态工作点可以降低电路的功耗，提高电路的效率。
四、总结稳定三极管放大电路的静态工作点是保证电路正常工作的重要因素。
放大电路 静态工作点
放大电路静态工作点放大电路是电子电路中的一种重要类型，通过放大输入信号的幅度来产生输出信号。
放大电路通常包括一个静态工作点，在这个工作点上，电路的特定参数处于稳定状态，以确保电路的正常工作。
本文将介绍放大电路的静态工作点，包括其定义、影响因素、稳定性分析以及常见的静态工作点调节方法。
一、静态工作点的定义放大电路的静态工作点通常指的是输出特性曲线上的一个固定工作点，也称为直流工作点。
在这个工作点上，放大电路的输出处于稳定状态，以确保输入信号能够得到有效的放大。
静态工作点的确定需要考虑电路中的元件参数以及电源电压等因素，以确保电路在运行时处于合适的工作状态。
二、静态工作点的影响因素1. 电源电压：电源电压是决定静态工作点位置的重要因素，较高的电源电压可以使得电路的工作点偏离中心，而较低的电源电压则可能使得工作点进入饱和或者切断状态。
2. 元件参数：对于晶体管放大电路来说，晶体管的基极电压、发射极电流等参数会对静态工作点产生影响，必须通过设计和选型来确保其稳定。
3. 温度：温度的变化会导致电路中元件参数的变化，从而影响静态工作点的位置，因此需要考虑温度对放大电路的影响。
三、静态工作点的稳定性分析放大电路的静态工作点稳定性分析是确定电路稳定工作状态的关键。
通过稳定性分析可以了解电路静态工作点的可靠性，判断其在不同工作条件下的稳定性，从而对电路进行合理设计。
1. 直流负载线：直流负载线是指在输出特性曲线上的直流特性曲线，通过分析直流负载线可以了解电路的工作状态，以及在不同工作条件下工作点的变化情况。
2. 静态稳定区域：通过绘制静态稳定区域图，可以清晰地了解电路在不同工作条件下的稳定性，从而确定静态工作点的合适位置。
3. 偏置电路设计：偏置电路的设计对静态工作点的稳定性具有重要影响，通过合理设计偏置电路可以确保静态工作点的稳定。
四、常见的静态工作点调节方法1. 变压器调节法：通过变压器调节输入电源电压或输出电路供电的电压，以调整静态工作点的位置。
稳定静态工作点和三种放大电路
若 (1)Re rb， e A 则 uR RL 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。 • 例如，Rb1或Rb2采用热敏 电阻。 它们的温度系数？
T (℃ ) ICU EU B E IB IC R b 1 U B
哪种场效应管能够采用这种电路形式设置Q点？
3. 分压式偏置电路
即典型的Q点稳定电路
UGQ
UAQ
Rg1 Rg1Rg2
VDD
USQ IDQRs
IDQIDO(UUGGSS(Qt h)1)2
U DS V Q D D ID(Q R dR s)
为什么加Rg3?其数值应大些小些？
哪种场效应管能够采用这种电路形式设置Q点？
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、温度对静态工作点的影响
T（ ℃ ）→β↑→ICQ↑ →Q’
Q’
ICEO↑
若UBEQ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。
输出特性
iD f (uDS)UGS常量
预夹断轨迹，uGD＝UGS（off）
IDSS
g-s电压控
可
制d-s的等 效电阻
ΔiD
变 电 阻
恒 流
区
区
低频跨导：
夹断区（截止区）
iD几乎仅决 定于uGS
击 穿 区
夹断电压
gm
iD uGS
UDS常量
基本放大电路静态工作点和动态工作点分析及分压式偏置电路
基本放大电路静态工作点和动态工作点分析及分压式偏置电路
基本放大电路是一种用于放大电信号的电路,通常由放大器、反馈电路和偏置电路组成。
在该电路中,静态工作点指的是放大器的DC偏置电压,动态工作点则是放大信号时的电压。
静态工作点确定了放大器的偏置情况,决定了放大器的直流增益和输出电平。
当输入信号为0时,放大器将输出静态工作点的电平。
静态工作点通常需要尽可能稳定地保持在中心位置,如果过于偏离中心,则可能会引起偏差和谐波。
动态工作点则取决于放大信号的振幅和频率。
在放大信号时,动态工作点会不断变化,但要保证不偏离放大器交流增益的线性范围。
如果动态工作点超过放大器的线性范围,输出电平将不再像输入信号一样线性地变化,而会出现失真。
分压式偏置电路是一种常用的偏置电路,在基本放大电路中常用。
该电路是由电阻分压器和电容耦合器组成的。
它的作用是提供放大器所需的基准电压（静态工作点）,以实现稳定的放大器工作。
分压式偏置电路的核心思想是通过对基准电路进行电压分压,从而产生合适的直流电平。
该电路中的电容器可滤除分压电路中传入放大器的直流成分,同时保持交流信号不受影响。
通过调整分压电路的参数,可以实现在不同的放大器电路中获得符合要求的静态工作点。
共射放大电路静态工作点的稳定性分析
共射放大电路静态工作点的稳定性分析作者：李新来源：《硅谷》2014年第10期摘要阐述了放大电路的静态工作点及对电路的影响，并对几种共射放大电路的稳定性进行了分析。
关键词共射放大电路；静态工作点；稳定性；分析中图分类号：TN721 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）10-0051-02放大电路的很多技术指标都与静态工作点相关，静态工作点不仅影响波形失真，而且也影响电压增益。
所以要想使放大电路工作在放大区，且具有较好的性能，必须设置合适的静态工作点。
但不同的偏置电路，静态工作点的稳定性不同，因此要根据具体情况选择合适的电路。
1 放大电路的静态工作点及对电路的影响1.1 放大电路的静态工作点放大电路没有输入信号时的工作状态称为静态。
[1]静态时，在直流电源的作用下，基极回路和集电极回路会存在一组直流量：IB、IC、UBE、UCE，这些直流量分别在三极管的输入、输出特性曲线上对应一个点，称为静态工作点。
静态工作点对应的各量分别用IBQ、ICQ、UBEQ、UCEQ表示。
1.2 静态工作点对电路的影响静态工作点的位置合适时，放大电路工作在正常放大状态；如果静态工作点过低，在输入信号的负半周，静态工作点容易进入截止区，出现截止失真；如果静态工作点过高，在输入信号的正半周，静态工作点容易进入饱和区，产生饱和失真。
静态工作点不仅影响波形失真，而且对电路的放大倍数也有很大影响。
影响放大电路静态工作点的因素很多，如电源波动、偏置电阻的变化、管子的更换、元件的老化等，[2]三极管对温度非常敏感，因此在所有因素中，温度对静态工作点的影响最大。
要想使放大电路工作在正常放大状态，不出现失真，且具有较好的性能，电路必须有合适的稳定的静态工作点。
2 几种共射放大电路稳定性分析2.1 固定偏置放大电路1）基本固定偏置放大电路。
基本固定偏置放大电路如图1所示。
该电路中C1、C2为耦合电容，Rb为基极偏置电阻，电源UCC同时给发射结和集电结提供合适的偏置电压，当UCC和Rb固定时，晶体管的静态工作点就固定，故这种电路称为固定偏置电路。
放大电路静态工作点Q的稳定(改)
通常采用分压式偏置电路来稳定静态工 作点。
5
二、典型Q点稳定电路
1．分压式偏置电路：
+VCC
RB1 C1 V RC
(1).静态分析
+VCC
C2
RB1
I1 IB
RC V
RL
ui RB2 RE uo RB2
I2
RE
RB2基极直流 分压电阻
RE射极直流 负反馈电阻
直流通路
6
静态时，ui=0I1＝I2＋IBQ RB1 I RC 1 由于IBQ很小，因此可以选择 IB 参数使I1>>IBQ,则I2≈I1 ，故 V B点电位 RB2 I2 RE R B1 UBQ VCC RB 1 + RB 2 即基极电位基本上由RB1 、 RB2的分压决定，而 与温度变化基本无关。 T(℃) IB IC (IE ) UE UBE (UBE ＝ UB－UE ) IC IB 温度降低时各参数向相反方向变化。
12
解：
Q点：
Rb 2 UBQ VCC Rb 1 + Rb 2
＝2×12/(8+2)=2.4V
UBQ UBEQ =(2.4-0.7)/850=2mA IEQ Re
IBQ＝ IEQ／(1＋β) ＝2/(1+50) ≈40uA
ICQ＝ β IBQ ＝50×40 ＝2mA UCEQ ≈ VCC － ICQ(RC ＋Re) =12-2×(2＋0.85)=6.3V
直流通路
EC I CQ ( RC + RE )
I BQ I EQ 1+
9
(2)、动态分析
交流通路：
RB1
RB2 RE
RL
RL UO Au Ui rbe + ( 1 + )RE
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静态工作点稳定的放大电路分析
一、课题名称
静态工作点稳定的放大电路分析
二、设计任务及要求
分析静态工作点、失真分析、动态分析、参数扫描分析、频率响应等。
（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）
三、电路分析
1.静态工作点Q的分析
（1）什么是静态工作点Q
静态工作点就是输入信号为零时，电路处于直流工作状态，这些直流电流、电压的数值在三极管特性曲线上表示为一个确定的点，设置静态工作点的目的就是要保证在被被放大的交流信号加入电路时，不论是正半周还是负半周都能满足发射结正向偏置，集电结反向偏置的三极管放大状态。
可以通过改变电路参数来改变静态工作点，这样就可以设置静态工作点。
若静态工作点设置的不合适，在对交流信号放大时就可能会出现饱和失真（静态工作点偏高）或截止失真（静态工作点偏低）。
如图1为阻容耦合电路
图1
晶体管型号BC107BP
参数 .MODEL BC107BP NPN IS =1.8E-14 ISE=5.0E-14 NF =.9955 NE =1.46 BF =400 BR =35.5
+IKF=.14 IKR=.03 ISC=1.72E-13 NC =1.27 NR =1.005 RB =.56 RE =.6 RC =.25 VAF=80
+VAR=12.5 CJE=13E-12 TF =.64E-9 CJC=4E-12 TR =50.72E-9 VJC=.54 MJC=.33 在放大电路中，当有信号输入时，交流量与直流量共存。
将输入信号为零，即直流电流
源单独作用时晶体管的基极电流I B，集电极电流I C，b-e之间电压U BE,管压降U CE称为放大电
路的静态工作点Q，常将四个物理量记作I BQ,I CQ,U BEQ,U CEQ。
在近似估算中常认为U BEQ为已知量，
对于硅管U BEQ=0.7V，锗管U BEQ=0.2V。
为了稳定Q点，通常使参数的选取满足
I1>>I BQ
因此B点电位
U BQ=Rb1/(Rb1+Rb2)·Vcc
静态工作点的估算
U BQ= Rb1/(Rb1+Rb2)·Vcc
I EQ=(U BQ-U BEQ)/Re
U CEQ=V CC-I CQ(Rc+Re)
（2）为什么要设置合适的静态工作点
对于放大电路最基本的要求，一是不失真，二是能够放大。
为什么要设置合适的静态
工作点呢？如果输出的波形严重失真，所谓的“放大”毫无意义。
因此，设置合适的静态工
作点是很必要的。
Q点不仅影响电路是否会产生失真，而且还影响着放大电路几乎所有的动态参数。
（3）使用软件进行仿真
理论值：
U BQ= Rb1/(Rb1+Rb2)·Vcc= 5/(15+5)*12=3V
I EQ=(U BQ-U BEQ)/Re=(3-0.7)/2.3=1mA
U CEQ=VCC-I CQ(Rc+Re)=12-7.4*1=4.6V
仿真结果：
仿真测量值
U BQ I EQ U CEQ I BQ
2.98V1mA 4.464V
3.65UA
2.失真分析
（1）产生失真的原因
工作点过低，会出现交越失真，也就是小信号时，叠加信号的偏置也无法使三极管工作，这时过零点附近会出现失真。
工作点过高，会出现饱和失真，也就是当信号电压还没到最高时，三极管就完全饱和了，出现了削顶。
这两点，可以通过示波器对波形进行检查就可以看出来，并通过调整偏置，进行解决。
顶部失真，增大信号源电压。
（2）怎样消除失真
要使输出的电压波形不会产生非线性失真，就要设置何时的静态工作点，使交流信号驮载在直流分量上，以保证晶体管在输入信号的整个周期始终工作在放大状态。
3.动态分析
在静态工作点合适的情况下进行动态分.交流通路如图
（1）电压放大倍数Au
理论值Au=Uo/Ui
仿真Au=-93
（2）输入电阻Ri
理论值Ri=R1//R2//Rbe
仿真Ri=159欧
（3）输出电阻Ro
理论值Ro=Rc=5.1千欧Uo:带负载时输出电压的有效值
Uo:空载时输出电压的有效值
仿真Ro= （Uo/Uo-1）Rl=4.86千欧四、参数扫描分析
V(5) rr1 resistance=1000
V(5) rr1 resistance=4000
V(5) rr1 resistance=7000
V(5) rr1 resistance=10000
五、频率响应
旁路电容C3变化对频率响应的影响
耦合电容C1变化对频率响应的影响
Re变化对频率响应的影响
中频电压增益
电路参数变化时对频率响应的影响
耦合电容C1/uF 耦合电容
C2/uF
旁路电容
C3/uF
射极电阻
Re/千欧
中频电压
增益/dB
下限频率
fL/HZ
上限频率
fH/MHZ
10 10 100 2.3 39.518 83.948 16.322 10 10 1000 2.3 39.518 17.022 16.322 100 10 100 2.3 39.518 83.948 16.322 10 10 100 2.5 38.856 83.948 24.839 分析
旁路电容从C3增大下限频率减小，旁路电容的变化对下限频率有影响。
耦合电容C1增大下限频率基本没有变化。
静态工作点稳定Re从2.3K变化到2.5K，中频电压增益减小，上限频率增大。
六、元件列表
名称数量
七、心得体会
通过此次课程设计，我对软件Multisim的仿真有了一定的了解，更加扎实的掌握了有关静态工作点稳定的放大电路方面的知识，对抽象的理论有了具体的认识。
同时我也掌握了常用元件的识别和测试；熟悉了常用仪器、仪表；了解了电路的连线方法。
专业知识以及专业技能有了很大的提升，对静态工作点稳定，动态参数，失真，频率响应，有了更深的了解。
从理论到实践，我学到很多很多的东西，不仅巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。
“纸上学来终觉浅”通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
努力不一定成功，但放弃一定失败，在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，但是最终都得到了解决。
不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获取。
不放弃，最终定会成功。
此次设计也让我深刻的明白了要选好正确的方向，思路即出路，遇到问题要想办法解决，或者去图书馆，或者上网查找，或者请教他人，只要认真钻研，动脑思考，动手实践，就没有弄不懂的知识，此次课程设计收获很多。
八、参考文献
《基于Multisim的电子电路计算机仿真设计与分析》黄智伟主编《模拟电子技术基础》童诗白华成英主编《电子电路计算机仿真技术》周常森科技
《电子电路基础高性能模拟电路和电流模拟技术》凤言主编
《电子电路基础及通信电子电路指导书》宝玲高等教育。