2.4 静态工作点稳定电路
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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
静态工作点稳定的放大电路
1、声音洪亮 2、语言精简 3、点评步骤： 判断正误-规 范思路-征求 意见
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
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
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
放大电路静态工作点的稳定、放大电路的三种接法
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
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
现代技能开发
),+
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
),+
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
静态工作点的选择与稳定
0
2 4 6 8 uCE / V
温度升高， ICBQ增大
导致集电极电流 ICQ 增大
温度升高， |UBE|减小
模拟电子技术
2. 晶体管及放大电路基础
（b）老化 管子长期使用后，参数会发生变化，影响Q点。
（c）其他方面 电路中电源电压波动、元件参数的变化等都会影响Q点。
小结： a. Q点是影响电路性能的主要因素 b.影响Q点不稳定的主要因素是温度
_
模拟电子技术
2. 晶体管及放大电路基础
电容CE的作用：
a. 对于交流信号满足
RE
1
CE
+ +
，而对交流信号无反馈。
电容CE称为旁路电容。
模拟电子技术
+ +
T + _
谢 谢！
模拟电子技术
2. 晶体管及放大电路基础
iB μA
稳定Q点的机理
T↑
↑
↓
↓
↑0
↓
电位恒定
uBE V
+ T+ __
_
模拟电子技术
2. 晶体管及放大电路基础
小结： 稳定 Q 的机理是：
电路将输出电流ICQ在RE上的压降返送到 输入回路，产生了抑制ICQ改变的作用，使 ICQ基本不变。
这种作用称为直流电流负反馈。
+ T+ __
PCM 安全区
等功耗线PC=PCM =uCE×iC 不安全区
0
U (BR)CEO
uCE
2. 晶体管及放大电路基础
（3）电压放大倍数 Au
由于|
A·u
|
RL' rbe
当dβ/diC ≈0时
2.4分压式偏置电路详解
4).稳定Q点效果
+VCC
RB1 C1
I1 IB I2
RC UCE
C2
RL
ui
RB2如果去掉CE，放 大倍数怎样？
CE将RE短路，RE对交流不起作 用，放大倍数不受影响。
已知UCC=12V,RC=2K,RE=2K,RB1=20K, RB2=10K, RL=3k ,晶体管的 hFE=37.5。求静态Q: 5).例题 RB1 C1 R I1 C IB
ri 20 10 1 1K
U ri i I i
Ii
Ib
Ic
RS
RB1 RB2
rbe
Ib
RC RL
Uo
输出电阻
ro
ro RC 2K
UB
10 RB 2 12 4V U CC 20 10 RB1 RB 2
IC I E
U B 0.7 4 0.7 1.65 mA RE 2
AV RL rbe
Ce是并联在Re两端的— —称为旁路电容，它的容 量较大，对交流信号相当 于短路，这样对交流信号 的放大能力不因Re的接入 而降低。
放大电路的微变等效电路
+VCC
Rb1 C1
Rb1 ui Rb2 RL RC 交流通路 ui
RC
C2 RL
uo
Rb2
Re
Ce
uo
微变等效电路
加热前
加热后
分压式偏置电路
IC / mA
现象分析及结论：
vo
失真
IB=120A
IB=80A
t
O 三极管输出特性曲线
IB=40A IB=0
放大电路静态工作点的稳定措施
在放大电路的工作过程中电源电压的波动元件的老化或因温度变化引起三极管参数的变化都会造成静态工作点变化从而使动态参数发生变化最终导致电路出现异常
2.3.1 放大器的直流通路与交流通路 1．直流通路 ． 放大电路未加输入信号时，在直流电源作用下直流电流流经的通路。 用于研究电路的静态工作点等问题。
共射放大电路的 直流通路 画直流通路的原则为：电容视为开路；电感线圈视为短路。
2.4.2 放大器静态工作点稳定的措施 1．分压式偏置电路
（a）电路原理图 ）
（b）实物连接图
Rb1为上偏置电阻， Rb2为下偏置电阻， Re为射极电阻， 起到稳定三极管静态电流的作用。 Ce是旁流电容，使放大电路的放大作用不因Re而降低。
（2）静态工作点稳定的条件
I1 ≈ I
（3）静态工作点稳定的过程 （某原因） →
2．交流通路 ． 在交流信号
vi 作用下，交流信号流经的通路。
用于研究放大电路的动态参数及性能指标等问题。
共射放大电路的 交流通路 画交流通路的原则为：电容视为短路；直流电源视为短路。
2.3.2 放大器的静态与动态分析 1．静态分析 ． 静态分析主要是估算放大电路的静态工作点Q，即静态时电路中各处的直流电流和直 流电压： I
2ห้องสมุดไป่ตู้
>>
I
BQ
I CQ
↑ →
I EQ ↑
I BQ
↓
→
V EQ ↑ → V BEQ↓
I CQ ↓
←
可见分压式偏置电路具有自动稳定静态工作点的功能。
分压式偏置电路 的直流通路
（4）分压式偏置电路静态工作点的估算
I1 ≈ I2 =
VCC R b1 + R b 2
2.3.1 放大器的直流通路与交流通路 1．直流通路 ． 放大电路未加输入信号时，在直流电源作用下直流电流流经的通路。 用于研究电路的静态工作点等问题。
共射放大电路的 直流通路 画直流通路的原则为：电容视为开路；电感线圈视为短路。
2.4.2 放大器静态工作点稳定的措施 1．分压式偏置电路
（a）电路原理图 ）
（b）实物连接图
Rb1为上偏置电阻， Rb2为下偏置电阻， Re为射极电阻， 起到稳定三极管静态电流的作用。 Ce是旁流电容，使放大电路的放大作用不因Re而降低。
（2）静态工作点稳定的条件
I1 ≈ I
（3）静态工作点稳定的过程 （某原因） →
2．交流通路 ． 在交流信号
vi 作用下，交流信号流经的通路。
用于研究放大电路的动态参数及性能指标等问题。
共射放大电路的 交流通路 画交流通路的原则为：电容视为短路；直流电源视为短路。
2.3.2 放大器的静态与动态分析 1．静态分析 ． 静态分析主要是估算放大电路的静态工作点Q，即静态时电路中各处的直流电流和直 流电压： I
2ห้องสมุดไป่ตู้
>>
I
BQ
I CQ
↑ →
I EQ ↑
I BQ
↓
→
V EQ ↑ → V BEQ↓
I CQ ↓
←
可见分压式偏置电路具有自动稳定静态工作点的功能。
分压式偏置电路 的直流通路
（4）分压式偏置电路静态工作点的估算
I1 ≈ I2 =
VCC R b1 + R b 2
第2章 基本放大电路(5)2.4静态工作点稳定电路
Ri Rb1 // Rb2 //rbe (1 ) Re RO RC
2 - 4 - 27
电路的动态参数： (1 ) R r e be
RL ' RL ' ( R ' R // R ) L C L Au rbe (1 ) Re Re
2 - 4 - 36
解:空载时根据电路的输入回路得到:IBQ VBB UBE 20A Rb 确定ICQ＝2mA A ICQ Q
●
IBQ B
UCEQ 根据电路的输出回路电压方程画出输出负载线A-B, 确定Q: IBQ＝20μ A，ICQ＝2mA, UCEQ＝6V.
2 - 4 - 37
空载时最大不失真输出电压幅值约为 6-0.7=5.3V， A ICQ Q
按要求画图
注意
2 - 4 - 33
2.2 画出如图所示各电路的直流通路和交流通路。设所 有电容对交流信号均可视为短路。 解:将电 容开路 即为直 流通路。
2 - 4 - 34
各电路的交流通路如图所示；
2 - 4 - 35
2.4电路如图（a）所示，图（b）是晶体管的输出特 性，静态时UBEQ＝0.7V。 利用图解法分别求出RL ＝∞和RL ＝3kΩ 时的静态工 作点和最大不失真输出电压Uom（有效值）。
iC iC 交流负载线
iB Q 0 t 0 0 u CE u CE
(a) t
2-4-9
Q点偏高产生的非线性失真-------饱和失真（对于uO 底部平顶失真）
iC iC Q iB
交流负载线 0 t 0 0 (b) u CE u CE
t
2 - 4 - 10
为了保证放大电路的正常工作，必须有 合适的、稳定的静态工作点。电源电压的 波动、元件的老化以及因温度变化所引起 晶体管参数的变化，都会造成静态工作点 的不稳定。其中温度对晶体管参数的影响 是最主要。 UBE
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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
' RL rbe (1 ) R
' RL 若(1 ) Re rbe，则Au Re
Ri Rb1 ∥ Rb2 ∥[rbe (1 ) Re ]
利用戴维宁定理等效变换后求解Q点
VBB
Rb1 VCC Rb1 Rb2
Rb Rb1 ∥ Rb2
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 U BEQ (1 )
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、温度补偿法稳定静态工作点
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。 （措施：使IBQ向相反的方向变化）
讨论
图示电路中是否采用了措施来稳定静态工作点？
若 (1 ) Re ＞＞ Rb，则 U BQ
VBB U BEQ R b (1 ) Re
Re
Rb1 VCC Rb1 Rb2
4. 动态分析
' U R L o A u U rbe i
Ri Rb1 ∥ Rb2 ∥ rbe
Ro Rc
4. 动态分析
通常选取 I1
(5 ~ 10) I BQ (硅管） (10 ~ 20) I BQ (锗管）
1 1 U B ( ~ )U CC 5 3
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。 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 Re起直流负反馈作用，其值越大，反馈越强，Q点越稳定。
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
2. 稳定原理
为了稳定Q点，通常I1>> IB，即 I1≈ I2；因此
U BQ
Rb1 VCC Rb1 Rb2
基本不随温度变化。 T(℃)↑→IC↑→UE ↑→UBE↓（UB基本不变）→ IB ↓→ IC↓ Re 的作用
e
三、温度补偿法稳定静态工作点
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。 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
Re有上限值吗？
3. Q点分析
U BQ
什么条件下成立？
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