静态工作点的稳定教案
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《模拟电子技术》2.3 静态工作点的稳定
《电子技术》
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。
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。
2.4放大电路静态工作点的稳定
2.4 静态工作点的稳定
一、静态工作点稳定的必要性
二、典型的静态工作点稳定电路 三、稳定静态工作点的措施
一、静态工作点稳定的必要性T（ ℃ ）→β↑源自ICQ↑Q’→Q’
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。
分压式电流负反馈工作点稳定电路
4. 动态分析
' U R L o A u U rbe i
Ri Rb1 ∥ Rb2 ∥ rbe
Ro Rc
无旁路电容Ce时：
U o A u U i (R ∥ R ) I b c L r I R I b be e e
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了措施来稳定静态工作点？
若采用了措施，则是什么措施？
Ri Rb1 ∥ Rb2 ∥[rbe (1 ) Re ]
利?弊?
' RL rbe (1 ) R
e
' RL 若(1 ) Re rbe，则Au Re
三、稳定静态工作点的措施
• 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。
二、典型的静态工作点稳定电路
1. 电路组成
直流通路？
Ce为旁路电容，在交流 通路中可视为短路
2. 稳定原理
为了稳定Q点，通常I1>> IB，即 I1≈ I2；因此 Rb1 U BQ VCC Rb1 Rb2 基本不随温度变化。
一、静态工作点稳定的必要性
二、典型的静态工作点稳定电路 三、稳定静态工作点的措施
一、静态工作点稳定的必要性T（ ℃ ）→β↑源自ICQ↑Q’→Q’
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。
分压式电流负反馈工作点稳定电路
4. 动态分析
' U R L o A u U rbe i
Ri Rb1 ∥ Rb2 ∥ rbe
Ro Rc
无旁路电容Ce时：
U o A u U i (R ∥ R ) I b c L r I R I b be e e
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了措施来稳定静态工作点？
若采用了措施，则是什么措施？
Ri Rb1 ∥ Rb2 ∥[rbe (1 ) Re ]
利?弊?
' RL rbe (1 ) R
e
' RL 若(1 ) Re rbe，则Au Re
三、稳定静态工作点的措施
• 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。
二、典型的静态工作点稳定电路
1. 电路组成
直流通路？
Ce为旁路电容，在交流 通路中可视为短路
2. 稳定原理
为了稳定Q点，通常I1>> IB，即 I1≈ I2；因此 Rb1 U BQ VCC Rb1 Rb2 基本不随温度变化。
静态工作点的稳定课件
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
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
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
第07讲 静态工作点的稳定电路
+VCC Rc Rb2 UBQ Rb1 I2 B IB I1 Re IC
T
UE IE
通过一定的方式(利用 这种将输出量 (IC) 通过一定的方式 利用 Re 将 IC的变化 转化成电压的变化)引回到输入回路来影响输入量 转化成电压的变化 引回到输入回路来影响输入量 (UBE) 由于反馈的结果使输出量的变化减小， 的措施称为反馈;由于反馈的结果使输出量的变化减小 的措施称为反馈 由于反馈的结果使输出量的变化减小， 故称为负反馈； 由于反馈出现在直流通路之中， 故称为负反馈；又由于反馈出现在直流通路之中，故称 为直流负反馈。 为直流负反馈。 Re为负反馈电阻
IB
T
β ICEO
Q
2
温度对U 温度对 BE的影响 iB
50ºC
E C − U BE IB = RB
25 ºC T IB uBE IC
3
UBE
温度对β值及 温度对β值及ICEO的影响 T β、 ICEO IC 总的效果是： 总的效果是： iC Q´ ´ Q uCE
4
温度上升时， 温度上升时， 输出特性曲 线上移， 线上移，造 点上移。 成Q点上移。 点上移
Ii
+
U i Rb
•
•
Ib
β Ib
Rc RL
•
+
•
rbe
Uo
Ri +VCC Ro
-
输出电阻
Ro = Rc
+ ui Rb2 Rc C1 + Rb1 + T C2
+
P + RL uo Re Ce -
由于C 由于 E的存 在，交流性 能不受影响
14
若去掉C 若去掉 E
第7讲_静态工作点的稳定
Q
Rc Rb2 UBQ Rb1 B I2
Rb1 VBB = ⋅VCC Rb1 + Rb 2
Rb = Rb1 // Rb 2
列输入回路方程
T
UEQ IEQ IB
Q
T
Re
(d)
VBB = I BQ Rb + U BEQ + I EQ Re
IE
Q
=
I EQ 1+ β
Rb + U BEQ + I EQ Re
VBB − U BEQ = Rb + Re 1+ β
(c)直流通路 直流通路
可得出I 可得出 EQ
I EQ
U −U 当 Re >> Rb ，即 (1+β)Re>> Rb 时， IEQ的表达与 I EQ = BQ BEQ β Re 1+ β 相同。因此，可用(1+β 的大小关系来判断I 相同。因此，可用 β)Re 与Rb1// Rb2 的大小关系来判断 1》IBQ 是
输入电阻 输出电阻
Ri =
U i I i • ( Rb // rbe ) = = Rb // rbe Ii Ii
Ro = Rc
+Vcc Rc + C2 + R Rb1 Re
L
Rb2 C1 + + ui -
Rb2
Rc +
T
uo -
+ •
T
Rb1 R Re L
•
Ui
-
UO
-
阻容耦合Q点稳定电路 阻容耦合 点稳定电路
T
而
RL
uo _
rbe = r
bb'
Rc Rb2 UBQ Rb1 B I2
Rb1 VBB = ⋅VCC Rb1 + Rb 2
Rb = Rb1 // Rb 2
列输入回路方程
T
UEQ IEQ IB
Q
T
Re
(d)
VBB = I BQ Rb + U BEQ + I EQ Re
IE
Q
=
I EQ 1+ β
Rb + U BEQ + I EQ Re
VBB − U BEQ = Rb + Re 1+ β
(c)直流通路 直流通路
可得出I 可得出 EQ
I EQ
U −U 当 Re >> Rb ，即 (1+β)Re>> Rb 时， IEQ的表达与 I EQ = BQ BEQ β Re 1+ β 相同。因此，可用(1+β 的大小关系来判断I 相同。因此，可用 β)Re 与Rb1// Rb2 的大小关系来判断 1》IBQ 是
输入电阻 输出电阻
Ri =
U i I i • ( Rb // rbe ) = = Rb // rbe Ii Ii
Ro = Rc
+Vcc Rc + C2 + R Rb1 Re
L
Rb2 C1 + + ui -
Rb2
Rc +
T
uo -
+ •
T
Rb1 R Re L
•
Ui
-
UO
-
阻容耦合Q点稳定电路 阻容耦合 点稳定电路
T
而
RL
uo _
rbe = r
bb'
任务五放大电路静态工作点的稳定
Ui Ib
Rb1
Rb2
rbe
Ro Rc
稳定静态工作点的措施
1、利用负反馈电阻稳定Q点
通过负反馈使输入电压UBE发生变化 对IB产生影响
2、利用温度补偿方法稳定Q点
I Rb
VCC
U BEQ Rb
VCC Rb
IRb IR IBQ
温度升高： IC IR
IC基本维持不变
IB
IC
利用热敏感器件对IB产生影响
电子技术基础
项目二 基本放大电路
任务五 放大电路静态工作点的稳定
静态工作点稳定的必要性
静态工作点的作用
温度升高
1. 电路能否工作在正常的 放大状态
2. 对电路动态参数的影响
影响静态工作点的因数
1. 电源波动
2. 元件老化 3. 温度变化
减少IBQ 恢复原工作点
通过调整IBQ， 保持Q不变
典型静态工作点稳定电路
ICQ
VBB
Rb1 Rb1 Rb2
VCC
相当于UBQ
Rb Rb1 Rb2 VBB IBQRb UBEQ IEQRe
I EQ
VBB U BEQ
Rb
1
Re
等效 电路
典型静态工作点稳定电路
三、动态参数的估算
阻容耦合电路：
交流等效电路：
交流短路
Au
Uo Ui
Rc RL
rbe
Ri UIii Rb1 Rb2 rbe
Ro Rc
典型静态工作点稳定电路
三、动态参数的估算
阻容耦合电路：
交流等效电路：
Au
Uo Ui
rbe
Rc RL (1 )Re
Ri
2.4 静态工作点的稳定
2.4 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
本节课的教学目的： 1、总结Q点对动态参数的影响，使学生认识到不 解决Q点的稳定性，电路就不可能成为实用电 路。 2、温度是如何影响Q点的？ 3、理解典型的Q点稳定电路的组成及参数特点、 Q点的稳定原理、Re的负反馈作用、静态和动态 的分析。 4、什么是直流负反馈？ 5、Q点稳定的措施，如何分辨它们？
一、温度对静态工作点的影响
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。
二、静态工作点稳定的典型电路
1. 电路组成
直流通路？
Ce为旁路电容，在交流 通路中可视为短路
例如，Rb1或Rb2采用热 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 R b1 U B
讨论
图示两个电路中是否采用了措施来稳定静态工作点？
若采用了措施，则是什么措施？
3. Q点分析
什么条件下成立？
U BQ Rb1 VCC Rb1 Rb2 U BQ－U BEQ Re
I EQ
I BQ
I EQ 1
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
利用戴维宁定理等效变换后求解Q点
2. 稳定原理
为了稳定Q点，通常I1>> IB，即 I1≈ I2；因此 R b1 U BQ V CC R b1 R b2 基本不随温度变化。
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
本节课的教学目的： 1、总结Q点对动态参数的影响，使学生认识到不 解决Q点的稳定性，电路就不可能成为实用电 路。 2、温度是如何影响Q点的？ 3、理解典型的Q点稳定电路的组成及参数特点、 Q点的稳定原理、Re的负反馈作用、静态和动态 的分析。 4、什么是直流负反馈？ 5、Q点稳定的措施，如何分辨它们？
一、温度对静态工作点的影响
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。
二、静态工作点稳定的典型电路
1. 电路组成
直流通路？
Ce为旁路电容，在交流 通路中可视为短路
例如，Rb1或Rb2采用热 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 R b1 U B
讨论
图示两个电路中是否采用了措施来稳定静态工作点？
若采用了措施，则是什么措施？
3. Q点分析
什么条件下成立？
U BQ Rb1 VCC Rb1 Rb2 U BQ－U BEQ Re
I EQ
I BQ
I EQ 1
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
利用戴维宁定理等效变换后求解Q点
2. 稳定原理
为了稳定Q点，通常I1>> IB，即 I1≈ I2；因此 R b1 U BQ V CC R b1 R b2 基本不随温度变化。
3.静态工作点的稳点-4课时
一、射极输出电路
静态分析：
动态分析：
讨论：
①Au<1即uo<ui
CC-Amp无电压放大作用
但只要保证(β+1)Re》Rb，则u0≈ui
②u0与ui同相位
2．求输入电阻Ri
Ri=Ui/Ii=Rb+rbe +(β+1)Re
特点：Ri高
3.求输出电阻Ro
Ro=Re//[(Rb+rbe)/(β+1)]
分两步求:
2.将射极输出器放在电路的末级，可以降低输出电阻，提高带负载能力。
3.将射极输出器放在电路的两级之间，可以起到电路的匹配作用。
讲解
课件展示
课件展示
３．课堂作业
看书学习
4．课外作业
5．课后反思
由交流等效电路图看出Ro=Re//Roe
先求Roe
Roe=UR/IR UR=－(Rb+rbe)Ib IR=－Ie=－(β+1)Ib
所以，Roe=UR/IR=(Rb+rbe)/(β+1)
讨论：CC-Amp的输出阻抗很低，所以带负载能力强
4.结论：三大特点
1.输入电电路的首级，可以提高输入电阻。
教师活动
学生活动
教学资源安排
１．课题引入
回忆静态工作点的设置？
２．新课教学
一、温度对静态工作点的影响
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。
二、分压式偏置电路
对于前面的电路（固定偏置电路）而言，静态工作点由UBE、和ICEO决定，这三个参数随温度而变化，温度对静态工作点的影响主要体现在这一方面。固定偏置电路的Q点是不稳定的。Q点不稳定可能会导致静态工作点靠近饱和区或截止区，从而导致失真。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。
静态分析：
动态分析：
讨论：
①Au<1即uo<ui
CC-Amp无电压放大作用
但只要保证(β+1)Re》Rb，则u0≈ui
②u0与ui同相位
2．求输入电阻Ri
Ri=Ui/Ii=Rb+rbe +(β+1)Re
特点：Ri高
3.求输出电阻Ro
Ro=Re//[(Rb+rbe)/(β+1)]
分两步求:
2.将射极输出器放在电路的末级，可以降低输出电阻，提高带负载能力。
3.将射极输出器放在电路的两级之间，可以起到电路的匹配作用。
讲解
课件展示
课件展示
３．课堂作业
看书学习
4．课外作业
5．课后反思
由交流等效电路图看出Ro=Re//Roe
先求Roe
Roe=UR/IR UR=－(Rb+rbe)Ib IR=－Ie=－(β+1)Ib
所以，Roe=UR/IR=(Rb+rbe)/(β+1)
讨论：CC-Amp的输出阻抗很低，所以带负载能力强
4.结论：三大特点
1.输入电电路的首级，可以提高输入电阻。
教师活动
学生活动
教学资源安排
１．课题引入
回忆静态工作点的设置？
２．新课教学
一、温度对静态工作点的影响
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。
二、分压式偏置电路
对于前面的电路（固定偏置电路）而言，静态工作点由UBE、和ICEO决定，这三个参数随温度而变化，温度对静态工作点的影响主要体现在这一方面。固定偏置电路的Q点是不稳定的。Q点不稳定可能会导致静态工作点靠近饱和区或截止区，从而导致失真。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。
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射极偏置电路 ．Q 点稳定原理
1）目标：温度变化时，使I C 维持恒定。
如果温度变化时，本不变，则可实现静态工作点的稳定。
2）b 点电位基本不变的条件：I 1 >>CC b2
1b 1
b BQ V R R R ⋅+≈
3）稳定过程： T ↑ → I CQ ↑ → I EQ ↑ → U E ↑、U BQ V BE Q ↓ → I BQ ．Q 点的求解 (CQ CC e EQ c CQ CC CEQ I V R I R I V -≈--=分压式偏置电路的静态工作点稳定性好，对交流信号基本无消弱作用。
若是放大电路满足 I 1 >>I BQ 和 V BQ >>V 电源和电路参数决定，与三极管参数几乎无三、巩固小结
1> 影响静态工作点的因素，重点是温度的影响。
2> 分压式偏执电路结构基本特点。
3> 静态工作点的近似估算。