02-稳定静态工作点和三种放大电路
(完整word版)放大电路的工作原理和三种基本放大组态
放大电路的工作原理和三种基本放大组态放大电路里通常是晶体三极管、场效应管、集成运算放大器等，这些器件也称为有源器件。
共射放大电路如图所示。
V cc是集电极回路的直流电源，也是给放大电路提供能量的，一般在几伏到几十伏范围，以保证晶体三极管的发射结正向偏置、集电结反向偏置，使晶体三极管工作在放大区。
R c是集电极电阻，一般在几 K 至几十K 范围，它的作用是把集电极电流i C的变化变成集电极电压u CE的变化。
V BB是基极回路的直流电源，使发射结处于正向偏置，同时通过基极电阻R b提供给基极一个合适的基极电流I BQ，使三极管工作在放大区中适当的区域，这个电流I BQ常称为基极偏置电流，它决定着三极管的工作点，基极偏置电流I BQ是由V BB和基极电阻R b共同作用决定的，基极电阻R b一般在几十KΩ至几百KΩ范围。
如在输入端加上一个较小的正弦信号u i , 通过电容C1加到三极管的基极，从而引起基极电流i B在原来直流I BQ的基础上作相应的变化，由于u i是正弦信号，使i B随u i也相应地按正弦规律变化，这时的i B实际上是直流分流I BQ和交流分量i b迭加后的量。
同时i B的变化使集电极电流 i C 随之变化，因此i C也是直流分量I C和交流分量i c的迭加，但i C要比i B大得多（即β倍）。
电流i C在电阻R C上产生一个压降，集电极电压u CE =V CC－i C R L，这个集电极电压u CE也是由直流分量I C和交流分量 i C两部分迭加的。
这里的 u CE和 i C相位相反，即当 i C增大时, u CE减少。
由于C 2的隔直作用，使只有 u CE的交流分量通过电容C2作为放大电路的输出电压u O。
如电路参数选择适当，u O要比 u I的幅值要大得多，同时 u I与 u O的相位正好相反。
电路中各点的电流、电压波形如图所示。
放大电路的图解法放大电路有三种主要分析方法：一是图解法，二是微变等效电路法，三是计算机辅助分析法。
三种基本放大电路及静态工作点
三种基本放大电路的比较
总结词：性能比较
详细描述：共射、共基和共集三种基本放大电路各有其特点和应用范围。共射放大电路具有电流和电压的放大作用，适用于 低频信号的放大；共基放大电路主要实现电压放大，适用于高频信号的放大；共集放大电路主要实现电流放大，适用于功率 驱动等场合。在实际应用中，可以根据需要选择合适的放大电路。
02
CATALOGUE
三种基本放大电路
共射放大电路
总结词
电流和电压的放大作用
详细描述
共射放大电路是三种基本放大电路中最常用的电路，它具有电流和电压的放大作用。在共射放大电路中，输入信 号通过基极和发射极加在晶体管的集电极和发射极之间，使得集电极电流发生变化，并通过集电极电阻将电流变 化转换为电压变化，实现电压和电流的放大。
共基放大电路的应用
高频放大
共基放大电路具有高频放 大的特点，适用于高频信 号的放大和处理，如无线 通信、雷达信号处理等。
宽频带放大
由于共基放大电路的高频 特性，它也适用于宽频带 信号的放大，如宽带通信 、视频信号处理等。
高速放大
共基放大电路具有高速响 应的特点，适用于高速信 号的放大和处理，如数字 信号处理、图像处理等。
。
共集放大电路的静态工作点
总结词
共集放大电路的静态工作点通常设置在输入 信号的零点附近，以实现较小的失真和较高 的输出阻抗。
详细描述
在共集放大电路中，静态工作点通常设置在 输入信号的零点附近，这样可以实现较小的 失真和较高的输出阻抗。这是因为共集放大 电路具有较高的输入阻抗和较低的输出阻抗 ，因此能够减小信号源的内阻和负载对输出 信号的影响，从而提高信号传输的质量和稳 定性。
03
CATALOGUE
放大电路 静态工作点
放大电路静态工作点
放大电路的静态工作点是指放大器在没有输入信号时的工作状态。
在放大电路的设计中，静态工作点的选取非常重要，它决定了放大器的线性度、功耗和稳定性。
静态工作点的确定可以通过以下步骤进行：
1. 确定放大器的工作区域：放大器可以工作在A类、B类、
AB类或C类等不同的工作区域。
选择合适的工作区域将取决
于应用的需求和对功耗的要求。
2. 确定放大器的直流偏置点：直流偏置点是放大电路静态工作点的一个关键参数，它决定了放大器的线性度和稳定性。
直流偏置点的选取一般需要考虑放大器的最大输出信号幅度和直流功耗等因素。
3. 设计偏置电路：根据直流偏置点的要求设计合适的偏置电路，如基极电阻、电流源等，以实现所需的静态工作点。
4. 进行仿真和调试：在设计完成后，通过仿真工具对放大电路进行验证，再根据实际的调试结果对偏置电路参数进行调整，以确保放大电路的静态工作点与设计要求一致。
总之，放大电路的静态工作点的确定是放大电路设计中的一个关键步骤，需要根据应用需求和设计要求来选择合适的工作区域和直流偏置点，以实现所需的放大功能和性能。
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
静态工作点的设置及稳定
),+
移到负载线上方 /# 处， 接近饱和区， 在交流信号输入时就会形成 输出波形上下不对称， 即出现失真。另外， 晶体管老化也会使其 特性曲线变化， 从而引起失真。
图: 电源电压的波动
图;
图电池的
陈旧、 老化， 电压的降低等造成放大电路直流负载线向左下方移 动， 静点从 / 移到 /# ， 从而引起失真 ) 如图 ; + 。 温度变化影响晶体管输出特性曲线 电阻和电容量值虽然 也会随温度变化而略有变化， 但与温度对晶体管输出特性的影响 相比就微乎其微了。随着温度的升高， 晶体管的 -0.= 和 ! 等参数 随之增大，都会导致 -0 增大，晶体管的整个输出特性会向上移 动。 但由于直流负载线位置不变， 因此， 静点就从 / 移到 /# ， 接近 饱和区 ) 如图 < + 。 当输入信号略有增大时， 就会出现饱和失真， 严 重时放大电路将无法正常工作。 上述几种因素中， 温度变化是影响静点稳定的最主要因素。 如何获得稳定的静态工作点 从上面的讨论可知： 尽管造成静点的漂移有许多因素， 但引 起的后果是相同的， 就是使集电极电流 -0 和静态电压 102 发生变 化。为了克服这种变化， 一般都采用反馈控制的方法， 即将集电 极电流和电压反过来作用到输入回路， 影响基极电流的大小， 以 平衡集电极电流和电压的变化。只要电路参数安排得当， 就可以
这样在教练上改变中锉削站立姿势那一部分的录像片并口诀去自我训练因为钻孔只要掌握了方过去教师一统练习场的局面实行了以告诉学生一边看片一边想黑板上的口和步骤就可以进行操作训练又因为钻学生为主体达到师生互动练习场上没教学生在想中去理解回味体验录像孔没有前后动作上的协调所以完全可以课题训练时先把錾片和口诀的意义
图 / 所示是几种引入负反馈的稳定静点的电路， 其中 ) . + 为
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。
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。
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2. 绝缘栅型场效应管
增强型管
大到一定 值才开启
高掺杂 耗尽层
空穴
衬底 SiO2绝缘层 反型层
uGS增大，反型层（导电沟道）将变厚变长。当 增大，反型层（导电沟道）将变厚变长。 反型层将两个N区相接时 形成导电沟道。 区相接时， 反型层将两个 区相接时，形成导电沟道。
陈祥生 xs_chen@
陈祥生 xs_chen@
2. 稳定原理
为了稳定Q点 通常 为了稳定 点，通常I1>> IB，即 I1≈ I2；因此
U BQ ≈
R b1 ⋅ V CC R b1 + R b2
基本不随温度变化。 基本不随温度变化。 U BQ − U BEQ I EQ = Re 稳定。 设UBEQ＝ UBE＋∆UBE，若UBQ－ UBE>>∆UBE，则IEQ稳定。
场效应管工作在恒流区的条件是什么？ 场效应管工作在恒流区的条件是什么？
陈祥生 xs_chen@
转移特性
iD = f (uGS ) U DS =常量
场效应管工作在恒流区，因而 场效应管工作在恒流区，因而uGS＞UGS（off）且uGD＜UGS（off）。 （ ） （ ） uDG＞－UGS（off） ＞－ （ ）
I BQ =
VBB − U BEQ Rb + (1 + β ) Re
I EQ = (1 + β ) I BQ U CEQ = VCC − I EQ Re
陈祥生 xs_chen@
2. 动态分析：电压放大倍数
& & Uo I e Re & Au = = & & & U i I b ( Rb + rbe ) + I e Re (1 + β ) Re = Rb + rbe + (1 + β ) Re
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
陈祥生 xs_chen@
一、温度对静态工作点的影响
T（ ℃ ）→β↑→ICQ↑ （
Q’
→Q’
ICEO↑ 若UBEQ不变IBQ↑ 不变 若温度升高时要Q’回到Q， 若温度升高时要 回到 ， 则只有减小I 则只有减小 BQ
& Uo
+
Uo Uo Ro = = I o I Re + I e = Uo Uo Uo + (1 + β ) Re Rb + rbe
Ro与信号源内阻有关！ 与信号源内阻有关！ 从射极看基极回路电阻， 从射极看基极回路电阻，被减 小到（ 小到（1+β）倍 ）
Rb + rbe = Re ∥ 1+ β
3. 特点：输入电阻大，输出电阻小；只放大电流，不放大电 特点：输入电阻大，输出电阻小；只放大电流，
清华大学 华成英 hchya@
陈祥生 xs_chen@
晶体管放大电路的三种接法
一、基本共集放大电路 二、基本共基放大电路 三、三种接法放大电路的比较
陈祥生 xs_chen@
一、基本共集放大电路
1. 静态分析
VBB = I BQ Rb + U BEQ + I EQ Re VCC = U CEQ + I EQ Re
增强型MOS管uDS对iD的影响
刚出现夹断
陈祥生 xs_chen@
讨论二
& Au = −
β ( Rc ∥ RL ) rbe + (1 + β )( Re ∥ rD ∥ R )
改变电压放大倍数
当Re ∥ R＞＞rD时， & ≈ − β ( Rc ∥ RL ) ，V ↑→ r ↓→ A ↑ & Au D u rbe + (1 + β )rD
漏-源电压对漏极电流的影响
uGD>UGS（off） （ ） uGD＝UGS（off） （ ） 预夹断
uGD<UGS（off） （ ）
uGS＞UGS（off）且不变，VDD增大，iD增大 增大， （ ）且不变，
。
VDD的增大，几乎全部用来克服沟道的 的增大， 电阻， 几乎不变，进入恒流区， 电阻，iD几乎不变，进入恒流区，iD几乎 仅仅决定于u 仅仅决定于 GS。
预夹断轨迹， 预夹断轨迹，uGD＝UGS（off） （ ）
iD几乎仅决 定于u 定于 GS
∆iD
低频跨导： 低频跨导：
∆iD gm = ∆uGS
U DS =常量
夹断区（截止区） 夹断区（截止区）
夹断电压
不同型号的管子U （ ） 不同型号的管子 GS（off）、IDSS 将不同。 将不同。
陈祥生 xs_chen@
清华大学 华成英 hchya@
陈祥生 xs_chen@
场效应管及其基本放大电路
一、场效应管 二、场效应管放大电路静态工作点的设置方法 三、场效应管放大电路的动态分析
陈祥生 xs_chen@
一、场效应管（以N沟道为例）
单极型管∶噪声小、抗辐射能力强、低电压工作 噪声小、抗辐射能力强、
Uo＜ Ui 故称之为射 极跟随器
& 若（ ＋β）Re >> Rb + rbe，则 Au ≈ 1，即 U o ≈ U i 。 1
陈祥生 xs_chen@
2. 动态分析：输入电阻的分析
RL
Ui Ui Ri = = = Rb + rbe + (1 + β ) Re Ii Ib
从基极看Re，被增 从基极看 大到（ 大到（1+β）倍 ）
Ro = Rc
3. 特点：
输入电阻小，频带宽！只放大电压，不放大电流！ 输入电阻小，频带宽！只放大电压，不放大电流！
陈祥生 xs_chen@
三、三种接法的比较：空载情况下
接法 Au Ai Ri Ro 频带 共射 大 β 中 大 窄 共集 小于1 小于 1＋β ＋ 大 小 中 α 小 大 宽
' β RL =− rbe + (1 + β ) R
e
利?弊? 弊
' RL 若(1 + β ) Re >> rbe，则Au ≈ − Re
陈祥生 xs_chen@
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 温度补偿： 感的元件， 感的元件，在温度变化时 直接影响输入回路。 直接影响输入回路。 • 例如，Rb1或Rb2采用热敏 例如， 电阻。 它们的温度系数 温度系数？ 电阻。 它们的温度系数？
所谓Q点稳定，是指 在温度变化时基本不变， 所谓 点稳定，是指ICQ和UCEQ在温度变化时基本不变， 点稳定 这是靠I 的变化得来的。 这是靠 BQ的变化得来的。
陈祥生 xs_chen@
二、静态工作点稳定的典型电路
1. 电路组成
直流通路？ 直流通路？
Ce为旁路电容，在交流 为旁路电容， 通路中可视为短路
共射 b c
共集 b e
共基 e c
陈祥生 xs_chen@
讨论二
电路如图，所有电容对交流信号均可视为短路。 电路如图，所有电容对交流信号均可视为短路。
1. 2. 3. 4.
Q为多少？ 为多少？ 为多少 Re有稳定 点的作用吗？ 有稳定Q点的作用吗 点的作用吗？ 电路的交流等效电路？ 电路的交流等效电路？ V 变化时，电压放大倍数如何变化？ 变化时，电压放大倍数如何变化？
I EQ 1+ β
U CEQ ≈ VCC − I EQ Rc + U BEQ
陈祥生 xs_chen@
2. 动态分析
& & β Rc I c Rc & = Uo = Au = & & R +I r & Ui Ie e rbe + (1 + β ) Re b be
Ri = Re + rbe 1+ β
漏极饱 和电流 夹断 电压
uDS＞uGS − U GS(off)
在恒流区时 uGS 2 iD = I DSS (1 − ) U GS(off)
陈祥生 xs_chen@
输出特性
iD = f (uDS ) U GS =常量
IDSS g-s电压控 电压控 制d-s的等 的等 效电阻
可 变 电 阻 区 恒 流 区 击 穿 区
T (℃ ) ↑→ I C ↑→ U E ↑→ U BE ↓→ I B ↓→ I C ↓ R b1 ↓→ U B ↓
陈祥生 xs_chen@
讨论一
图示两个电路中是否采用了措施来稳定静态工作点？ 图示两个电路中是否采用了措施来稳定静态工作点？
IS
若采用了措施，则是什么措施？ 若采用了措施，则是什么措施？
场效应管有三个极：源极（ ） 栅极（ ）、漏极（ ）， ）、漏极 场效应管有三个极：源极（s）、栅极（g）、漏极（d）， 对应于晶体管的e、 、 ； 三个工作区域：截止区、恒流区、 对应于晶体管的 、b、c；有三个工作区域：截止区、恒流区、 可变电阻区，对应于晶体管的截止区、放大区、饱和区。 晶体管的截止区 可变电阻区，对应于晶体管的截止区、放大区、饱和区。
陈祥生 xs_chen@
共基 大
讨论一：
图示电路为哪种基本接法的放大电路？ 图示电路为哪种基本接法的放大电路？它们的静态工作点 有可能稳定吗？求解静态工作点、电压放大倍数、 有可能稳定吗？求解静态工作点、电压放大倍数、输入电阻和 输出电阻的表达式。 输出电阻的表达式。
接法 输入 输出
陈祥生 xs_chen@
3. Q 点分析
分压式电流负反馈工作点稳定电路
VBB Rb1 = ⋅ VCC Rb1 + Rb2
Rb = Rb1 ∥ Rb2