2第四节 静态工作点的稳定问题共16页
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电子技术基础模拟部分第五版44放大电路静态工作点的稳定问题
电 工
4.4.2 射极偏置电路
程 2. Q点的估算
学
院
RS +
模–
Rb1 Cb1+ + vi Rb2
–
i1 RC VB iB i2 Re
iC
+VCC
+Cb2
VE
RL
+ voVBQ
RB2 RB1 RB2
VCC
– ICQIEQVBQR E VBE Q
拟
电 子 技
IBQ
ICQ β
术
V CQ E V C CIC Q R C IE Q R E
解：
模 拟 电 子 技 术
与例1中一样
去掉旁路电容Ce 与例1中不一样
机
电 根据直流通路求静态参数
工 程 学 院
VBRb1Rb2Rb2VCC3.7V 5
IC
IE
VB
VBE Re
VB
IB
IC
3.750.71.5mA 2
模
IB
IC
1.5 25 A
60
拟
电 子
V C V E C I C C ( R C R e ) 1 1 . 5 5 ( 3 2 ) 7 . 5 V
子
技 术
V C E V C Q ( C V E ) E I C R c Q I E ( R Q e 1 R e ) 2
机
4.4 放大电路静态工作点的稳定问题
电4.4.2 射极偏置电路 工 2. 含有双电源的射极偏置电路
程
学
院 （2）直接耦合
这种情况下，静态值 考虑Rs和RL的影响。
IE(1)IB
院
静态工作点由恒流源提供。
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
静态工作点的稳定_电工电子技术_[共2页]
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第7章 分立元件组成的基本放大电路 139例7.1.1 在图7.1.2所示的共射放大电路中，已知U CC =12V ，R B =300k Ω，R C =4k Ω，R L =4k Ω，R S =100Ω，晶体管的β=40。
（1）估算静态工作点；（2）计算电压放大倍数；（3）计算输入电阻和输出电阻。
解 （1）估算静态工作点。
由图7.1.3所示的直流通路得CC B BC B CE CC C C 12mA 40μA 3004040μA 1.6mA 12 1.64 5.6V U I R I I U U I R β====×==−=−×=≈（）（）（）（）（）（2）计算电压放大倍数。
由图7.1.8（a ）所示的交流通路和图7.1.8（b ）所示的微变等效电路可得be E 2626300(1)200410.966k 1.6r I β=++=+×Ω=Ω（）（） 由o b C L i b be (//)UI R R U I r β=−= ，，得 o b C L i b be (//)24082.820.966u U I R R A U Ir β−===−×=− （3）计算输入电阻和输出电阻。
根据式（7.1.10）和式（7.1.11）得i i B be i //0.966k U r R r I==Ω ≈（） o C 4k r R ==Ω（）7.1.4 静态工作点的稳定1．静态工作点的稳定原理通过前面的分析可以知道，晶体管的参数I CEO 随温度升高所产生的对工作点的影响，最终都表现为静态工作点电流I C 的增加，流过R C 后静态工作点电压U CE 下降。
所以设法使I C 在温度变化时能维持恒定，则静态工作点就可以得到稳定了。
如图7.1.9（a ）所示的分压式偏置共射放大电路，正是基于这一思想。
首先利用R B1、R B2的分压为基极提供一个固定电压。
当I 1>>I B （5倍以上），则认为I B 不影响U B ，基极电位为B2B CCB1B2R U R R =+ （7.1.13） 其次在发射极串接一个电阻R E ，当温度发生变化时能够起稳定作用。
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。
7、放大电路静态工作点稳定问题
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。 Re有上限值吗？
三、分压式射极偏置电路指标分析
Q点、放大倍数、输入电阻、输出电阻
①静态工作点 前提： I1 I 2
Rb2 VB VCC Rb1 Rb2
VB VBE IC IE Re
Ri Rb1 // Rb2 //rbe (1 ) Re
Ro Rc
Ro = Rc
射极偏置电路做如何改进，既可以使其具有温度稳定性， 又可以使其具有与固定偏流电路相同的动态指标？
射极偏置电路的改进，给射极电阻加一个旁路电容
静态分析不变，只影响动态 参数的变化
( Rc // RL ) A V rbe
VB >>VBE
e
Rb2 T 此时， ICV I IB VE不随温度变化而变化。 、VB不变 VBE 且 VCC E B R 可取
一般取 I1 =(5~10)IB ， VB =3V~5V IC 大些，反馈控制作用更强。
（反馈控制）
Re 的作用
T(℃)↑→IC↑→UE ↑→UBE↓（UB基本不变）→ IB ↓→ IC↓ 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
七、稳定静态工作点方法总结
引入直流负反馈
T (℃) I C U E U BE I B I C Rb1 U B
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。
稳定静态工作点和三种放大电路.pptx
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二、场效应管静态工作点的设置方法
根据场效应管工作在恒流区的条件，在g-s、d-s间加极性合适的电源
1. 基本共源放大电路
第32页/共44页
2. 自给偏压电路
由正电源获得负偏压称为自给偏压
哪种场效应管能够采用这种电路形式设置Q点？
第33页/共44页
3. 分压式偏置电路
讨论二
第18页/共44页
讨论二
改变电压放大倍数
第19页/共44页
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
第20页/共44页
一、场效应管（以N沟道为例）
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、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。
目的：增大β，减小前级驱动电流，改变管子的类型。
第40页/共44页
讨论一：判断下列各图是否能组成复合管
在合适的外加电压下，每只管子的电流都有合适的通路，才能组成复合管。
第41页/共44页
Ri=? Ro=?
讨论二
第42页/共44页
二、派生电路举例：组合的结果带来什么好处？
第43页/共44页
第16页/共44页
讨论一：
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、输入电阻和输出电阻的表达式。
接法
共射
共集
共基
输入
b
b
e
输出
c
e
c
第17页/共44页
电路如图，所有电容对交流信号均可视为短路。
二、场效应管静态工作点的设置方法
根据场效应管工作在恒流区的条件，在g-s、d-s间加极性合适的电源
1. 基本共源放大电路
第32页/共44页
2. 自给偏压电路
由正电源获得负偏压称为自给偏压
哪种场效应管能够采用这种电路形式设置Q点？
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3. 分压式偏置电路
讨论二
第18页/共44页
讨论二
改变电压放大倍数
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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
第20页/共44页
一、场效应管（以N沟道为例）
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、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。
目的：增大β，减小前级驱动电流，改变管子的类型。
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讨论一：判断下列各图是否能组成复合管
在合适的外加电压下，每只管子的电流都有合适的通路，才能组成复合管。
第41页/共44页
Ri=? Ro=?
讨论二
第42页/共44页
二、派生电路举例：组合的结果带来什么好处？
第43页/共44页
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讨论一：
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、输入电阻和输出电阻的表达式。
接法
共射
共集
共基
输入
b
b
e
输出
c
e
c
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电路如图，所有电容对交流信号均可视为短路。
2.5静态工作点的稳定问题
RE
C2
RB1
RC
I BQ
I CQ
+
+
RL
+
+U +
T
BEQ
+
I EQ
U CEQ
ui RB2
_
uo
RB2
_
_
CE
U BQ
_
_
RE
由 I BQ << I 得
VBQ RB2 ≈ VCC = 3.06V RB1 + RB2
UBQ − UBEQ = RE
RB1
+ VCC
I
RC
I BQ
I CQ
+U
RB2 U BQ
· ′ Uo − βRL · A = · = = −1.72 u Ui rbe + (1 + β )RE
·
·
由图可见
Ri′ =
Ui Ib
ii
ib
rbe
b c
ic
β ib
+
ui
+
Ibrbe + (1 + β )Ib RE = Ib
= rbe + (1 + β ) R E
= 102.4 kΩ
故输入电阻
2.5.2 静态工作点稳定电路
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
2. 稳定原理
为了稳定Q点 通常 为了稳定 点，通常I1>> IBQ， 即I1≈ I2；因此
U BQ
Rb 1 ≈ ⋅ V CC R b 1 + R b2
基本不随温度变化。 基本不随温度变化。
C2
RB1
RC
I BQ
I CQ
+
+
RL
+
+U +
T
BEQ
+
I EQ
U CEQ
ui RB2
_
uo
RB2
_
_
CE
U BQ
_
_
RE
由 I BQ << I 得
VBQ RB2 ≈ VCC = 3.06V RB1 + RB2
UBQ − UBEQ = RE
RB1
+ VCC
I
RC
I BQ
I CQ
+U
RB2 U BQ
· ′ Uo − βRL · A = · = = −1.72 u Ui rbe + (1 + β )RE
·
·
由图可见
Ri′ =
Ui Ib
ii
ib
rbe
b c
ic
β ib
+
ui
+
Ibrbe + (1 + β )Ib RE = Ib
= rbe + (1 + β ) R E
= 102.4 kΩ
故输入电阻
2.5.2 静态工作点稳定电路
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
2. 稳定原理
为了稳定Q点 通常 为了稳定 点，通常I1>> IBQ， 即I1≈ I2；因此
U BQ
Rb 1 ≈ ⋅ V CC R b 1 + R b2
基本不随温度变化。 基本不随温度变化。
静态工作点的稳定及其偏置电路
∴I1 I2
UB
R b2 R b1 R b2
VCC
此式说明UB与晶体 管无关, 不随温度
uo
变化而改变, 故UB 可认为恒定不变。
Re射极直流 负反馈电阻
Ce 交流旁路 电容
RB1—上偏流电阻 RB2—下偏流电阻 5
西安电子科技大学计算机学院吴自力2012--3
二.静态工作点稳定过程
+VCC
Rb1 C1
可以使其具有温度稳定
uo
性，又可以使其具有与 固定偏流电路相同的动
态指标。
CE的作用：交流通路中， CE将RE短路，RE 对交流不起作用，放大倍数不受影响。
14
西安电子科技大学计算机学院吴自力2012--3
去掉
CE
后的交流通路和微变等效电路：
Ii
Ib
Ic
RB1 ui
RB2 RE
RL uo
RC
rbe
Ri= Rb1// Rb2// rbe
26(mV )
rbe
300() (1 ) I E (mA )
Ro= RC
11
西安电子科技大学计算机学院吴自力2012--3
例 ： 图 示 电 路 （ 接 CE ） ， 已 知 UCC=12V ， RB1=20kΩ ， RB2=10kΩ，RC=3kΩ，RE=2kΩ，RL=3kΩ，β=50。试估 算静态工作点，并求电压放大倍数、输入电阻和输出电
微变等效电路：
rbe
Ui R'B
Ib RL Uo
RE1 RC
19
西安电子科技大学计算机学院吴自力2012--3
六. 固定偏流电路与射极偏置电路的比较
共射极放大电路
静态：
电工基础：静态工作点的稳定
1)
26(mV) IE (mA)
200() (1 37.5) 26(mV) 0.79 k 1.7(mA)
26
Au
β
RL rbe
37.5
26 0.79
71.2
ri RB1 / /RB2 / /rbe rbe 0.79 k
ro RC 2 k
静态工作点 的稳定
放大电路不仅要有合适的静态工作点Q，而且要保持Q点的 稳定。
由于某种原因，例如温度的变化，将使集电极电流的静态 值IC发生变化，从而影响静态工作点的稳定。上一节所讨论的 基本放大电路偏置电流
IB
UCC UBE RB
UCC RB
+UCC
RB1
RC
C2
RS
+ es
C1 +
+ ui
UBE VB VE VB RE IE
若使 VB >> UBE
则
IC
IE
VB
UBE RE
VB RE
+UCC
RB1
I1 RC
IC
IB
+
+ T UCE
UBE
RB2
I2
RE
IE
直流通路
因此，只要满足I2 >> IB和VB >> UBE两个条件， VB 和IE或 IC就与晶体管的参数几乎无关，不受温度变化的 影响，使静态工作点能得以基本稳定。对硅管而言，在 估算时一般可取I2 = (5 ~ 10) IB 和VB = (5 ~ 10)UBE 。
iB iC
+ +
+ T uCE
uBE
RL
RB2
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-
Rc
C2
VT
Re
Ce
+VCC
+ RL uo
-
Rb2
+ ui Rb1 -
Rc VT
+ RL uo
-
ii +
ui -
b ib
Rb1 Rb2 rbe e
ic c βib Rc
io + uo
RL -
8
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第四节 静态工作点的稳定问题
ii +
ui -
Ri
b ib
Rb1 Rb2 rbe e
ic c βib
由以上分析可知： 本电路是通过发射极电流的负反馈作用， 牵制集电极电流的变化。
所以也称为电流负反馈式工作点稳定电路。 Re愈大,电路的温度稳定性愈好， 但将影响输出电压幅度。
Rb2和Rb2值选用要适中。
一般取iR = (5~10) iB , 且uBQ = (5~10) UBEQ
5
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第四节 静态工作点的稳定问题
1. 静态分析
分析静态可从估算uBQ入手
u ≈ + B
Rb1 VCC Rb1 Rb2
IEQ = ICQ ≈
uEQ Re
IEQ =
uBQ - UBEQ =
Re uBQ - UBEQ
Re
UCEQ = VCC - ICQ Rc - IEQ Re
≈ VCC - ICQ ( Rc + Re )
6
+VCC
Rb2
io + uo
Rc RL
-
Ro
ui = ib rbe 电压放大倍数为
输入电阻为 输出电阻为
uo = - β ib Rc// RL
Au=
uo ui
- β Rc// RL
=
rbe
Ri = rbe //Rb1// Rb2
Ro= Rc
9
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第四节 静态工作点的稳定问题
[例2.4.1]：已知晶体管的 β = 60 ， rbe=1.8 kΩ ， 信号源电压us =15mV，内阻Rs = 0.6 kΩ ， 其它参数已标在电路图中。⑴求该放大电路的静态工作点；
⑵ 求该放大电路的输入电阻和输出电阻；
⑶ 试求输出电压 uo ； ⑷ 若RF = 0， uo等于多少？
Rs us +
-
Rb2
Rc
120kΩ 3.9kΩ
C2
C1
uB
+
VT uE
Rb1 ui 39kΩ
RF
100Ω
-
Re
2kΩ
Ce
+VCC
+12V
+
RL uo
3.9kΩ
-
10
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第四节 静态工作点的稳定问题
输出电阻为
Ro= Rc
13
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第四节 静态工作点的稳定问题
ii
+ Rs
ui us
-
b ib
rbe
Rb1 Rb2
e
RF
ic c
io
+
βib Rc RL uo
-
+ Rs
ui us
-
ui
Ri Ri Rs
us
Ri
A u s u u o su u o iu u si R iR iR sA u
解： 求静态工作点
uB ≈ RbR1+bR1 b2VCC ≈ 3V
IEQ =
uEQ Re+RF
uBQ - UBEQ
=
Re+RF
=
3 – 0.7 2+ 0.1
≈ 1 mA
Rb2
120kΩ
Rc
3.9kΩ
IB
+VCC
12V
IC
uB
VT
Rb1
39kΩ
uE
RF
IE
100Ω
Re
2kΩ
ICQ ≈ IEQ = 1 mA
第四节 静态工作点的稳定问题
第四节 静态工作点的稳定问题
温度对静态工作点的影响 分压式静态工作点稳定电路
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第四节 静态工作点的稳定问题
一、温度对静态工作点的影响
UBEQ
T
β
ICBO
iC VCC RC
ICQ
Q2 Q1
O
饱和失真 温度升高, 静态工作点移近饱和区， 使输出波形产生饱和失真。
仿真
图示 给出了最常用的静态工作点稳定电路，
通常称为分压式工作点稳定电路。
= + uB
Rb1 Rb1 Rb2
VCC
uBQ基本不变
T
ICQ
UEQ
ICQ
IBQ UBEQ
Rb2
C1 + uB ui Rb1 -
iR Rc iC
VT iB uE
Re
+VCC
C2 +
RL uo
Ce
-
4
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第四节 静态工作点的稳定问题
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第四节 静态工作点的稳定问题
课堂练习
15
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谢谢！
2
VCCuCE
温度对Q点的影响
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第四节 静态工作点的稳定问题
引起静态工作点波动的原因:
外因: 环境温度的变化。 内因: 三极管本身所具有的温度特性。
解决措施: 1. 保持放大电路的工作温度恒定。 2. 2. 从放大电路自身解决。
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第四节 静态工作点的稳定问题
二、分压式静态工作点稳定电路
UCEQ = VCC - ICQ Rc - IEQ ( Re + RF )
≈ VCC =6V
- ICQ ( Rc + Re + RF )
11
IBQ ≈
ICQ β
= 17 μA
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第四节 静态工作点的稳定问题
动态分析
Rb2
C1
+ Rs
us
ui Rb1
-
Rc
+VCC C2
+ VT
RF
RL uo
Rc
IB
IC
uB
VT
Rb1
uE IE
Re
ICQ IBQ ≈ β
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第四节 静态工作点的稳定问题
应用戴维南定理
+VCC
Rb2
Rc
VT
Rb1
Re
IB
EB Rb
+VCC
Rc IC
VT
Re IE
பைடு நூலகம்
其中：
Rb = Rb1 // Rb2
EB =
Rb1 Rb1+Rb2VCC
IB =
EB -UBE Rb + (1+ β
)Re
ICQ ≈ β IBQ
EB = IB Rb + UBE + IE Re UCEQ = VCC - ICQ Rc - IEQ Re
= IB Rb + UBE + (1+ β )IB Re
7
≈ VCC - ICQ ( Rc + Re )
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第四节 静态工作点的稳定问题
2. 动态分析
Rb2 C1 + ui Rb1
βib Rc RL uo
-
Ro
ui = ib rbe + (1 + β ) ib RF
uo = - β ib Rc// RL
电压放大倍数为
Au=
uo ui
- β Rc// RL = rbe + (1 + β ) RF
输入电阻为 Ri = [ rbe + (1 + β ) RF ]//Rb1// Rb2
Re Ce
-
Rb2 Rc
VT +
Rs +
us
ui Rb1 RF
RL uo
-
-
ii
+ Rs
ui us
-
b ib
rbe
Rb1 Rb2
e
RF
ic c
io
+
βib Rc RL uo
-
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第四节 静态工作点的稳定问题
ii
+ Rs
ui us
-
Ri
b ib
rbe
Rb1 Rb2
e
RF
ic c
io
+
Rc
C2
VT
Re
Ce
+VCC
+ RL uo
-
Rb2
+ ui Rb1 -
Rc VT
+ RL uo
-
ii +
ui -
b ib
Rb1 Rb2 rbe e
ic c βib Rc
io + uo
RL -
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第四节 静态工作点的稳定问题
ii +
ui -
Ri
b ib
Rb1 Rb2 rbe e
ic c βib
由以上分析可知： 本电路是通过发射极电流的负反馈作用， 牵制集电极电流的变化。
所以也称为电流负反馈式工作点稳定电路。 Re愈大,电路的温度稳定性愈好， 但将影响输出电压幅度。
Rb2和Rb2值选用要适中。
一般取iR = (5~10) iB , 且uBQ = (5~10) UBEQ
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第四节 静态工作点的稳定问题
1. 静态分析
分析静态可从估算uBQ入手
u ≈ + B
Rb1 VCC Rb1 Rb2
IEQ = ICQ ≈
uEQ Re
IEQ =
uBQ - UBEQ =
Re uBQ - UBEQ
Re
UCEQ = VCC - ICQ Rc - IEQ Re
≈ VCC - ICQ ( Rc + Re )
6
+VCC
Rb2
io + uo
Rc RL
-
Ro
ui = ib rbe 电压放大倍数为
输入电阻为 输出电阻为
uo = - β ib Rc// RL
Au=
uo ui
- β Rc// RL
=
rbe
Ri = rbe //Rb1// Rb2
Ro= Rc
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第四节 静态工作点的稳定问题
[例2.4.1]：已知晶体管的 β = 60 ， rbe=1.8 kΩ ， 信号源电压us =15mV，内阻Rs = 0.6 kΩ ， 其它参数已标在电路图中。⑴求该放大电路的静态工作点；
⑵ 求该放大电路的输入电阻和输出电阻；
⑶ 试求输出电压 uo ； ⑷ 若RF = 0， uo等于多少？
Rs us +
-
Rb2
Rc
120kΩ 3.9kΩ
C2
C1
uB
+
VT uE
Rb1 ui 39kΩ
RF
100Ω
-
Re
2kΩ
Ce
+VCC
+12V
+
RL uo
3.9kΩ
-
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第四节 静态工作点的稳定问题
输出电阻为
Ro= Rc
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第四节 静态工作点的稳定问题
ii
+ Rs
ui us
-
b ib
rbe
Rb1 Rb2
e
RF
ic c
io
+
βib Rc RL uo
-
+ Rs
ui us
-
ui
Ri Ri Rs
us
Ri
A u s u u o su u o iu u si R iR iR sA u
解： 求静态工作点
uB ≈ RbR1+bR1 b2VCC ≈ 3V
IEQ =
uEQ Re+RF
uBQ - UBEQ
=
Re+RF
=
3 – 0.7 2+ 0.1
≈ 1 mA
Rb2
120kΩ
Rc
3.9kΩ
IB
+VCC
12V
IC
uB
VT
Rb1
39kΩ
uE
RF
IE
100Ω
Re
2kΩ
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一、温度对静态工作点的影响
UBEQ
T
β
ICBO
iC VCC RC
ICQ
Q2 Q1
O
饱和失真 温度升高, 静态工作点移近饱和区， 使输出波形产生饱和失真。
仿真
图示 给出了最常用的静态工作点稳定电路，
通常称为分压式工作点稳定电路。
= + uB
Rb1 Rb1 Rb2
VCC
uBQ基本不变
T
ICQ
UEQ
ICQ
IBQ UBEQ
Rb2
C1 + uB ui Rb1 -
iR Rc iC
VT iB uE
Re
+VCC
C2 +
RL uo
Ce
-
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引起静态工作点波动的原因:
外因: 环境温度的变化。 内因: 三极管本身所具有的温度特性。
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二、分压式静态工作点稳定电路
UCEQ = VCC - ICQ Rc - IEQ ( Re + RF )
≈ VCC =6V
- ICQ ( Rc + Re + RF )
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IBQ ≈
ICQ β
= 17 μA
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动态分析
Rb2
C1
+ Rs
us
ui Rb1
-
Rc
+VCC C2
+ VT
RF
RL uo
Rc
IB
IC
uB
VT
Rb1
uE IE
Re
ICQ IBQ ≈ β
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应用戴维南定理
+VCC
Rb2
Rc
VT
Rb1
Re
IB
EB Rb
+VCC
Rc IC
VT
Re IE
பைடு நூலகம்
其中：
Rb = Rb1 // Rb2
EB =
Rb1 Rb1+Rb2VCC
IB =
EB -UBE Rb + (1+ β
)Re
ICQ ≈ β IBQ
EB = IB Rb + UBE + IE Re UCEQ = VCC - ICQ Rc - IEQ Re
= IB Rb + UBE + (1+ β )IB Re
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≈ VCC - ICQ ( Rc + Re )
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2. 动态分析
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βib Rc RL uo
-
Ro
ui = ib rbe + (1 + β ) ib RF
uo = - β ib Rc// RL
电压放大倍数为
Au=
uo ui
- β Rc// RL = rbe + (1 + β ) RF
输入电阻为 Ri = [ rbe + (1 + β ) RF ]//Rb1// Rb2
Re Ce
-
Rb2 Rc
VT +
Rs +
us
ui Rb1 RF
RL uo
-
-
ii
+ Rs
ui us
-
b ib
rbe
Rb1 Rb2
e
RF
ic c
io
+
βib Rc RL uo
-
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ii
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ui us
-
Ri
b ib
rbe
Rb1 Rb2
e
RF
ic c
io
+