電工技術(shù) 第15章4,靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定

1、合理設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)是保證放大電路正常工作的合理設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)是保證放大電路正常工作的先決條件。但是放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)常因外界條先決條件。但是放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)常因外界條件的變化而發(fā)生變動(dòng)。件的變化而發(fā)生變動(dòng)。前述的固定偏置放大電路，簡(jiǎn)單、容易調(diào)整，但前述的固定偏置放大電路，簡(jiǎn)單、容易調(diào)整，但在溫度變化、三極管老化、電源電壓波動(dòng)等外部因在溫度變化、三極管老化、電源電壓波動(dòng)等外部因素的影響下，將引起靜態(tài)工作點(diǎn)的變動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)將素的影響下，將引起靜態(tài)工作點(diǎn)的變動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)將使放大電路不能正常工作，其中影響最大的是溫度使放大電路不能正常工作，其中影響最大的是溫度的變化。的變化。15.4.1 溫度變化對(duì)

2、靜態(tài)工作點(diǎn)的影響溫度變化對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響三極管是一種對(duì)溫度十分敏感的元件。溫度變化對(duì)三極管是一種對(duì)溫度十分敏感的元件。溫度變化對(duì)管子參數(shù)的影響主要表現(xiàn)有：管子參數(shù)的影響主要表現(xiàn)有：1. UBE 改變。改變。UBE 的溫度系數(shù)約為的溫度系數(shù)約為 2 mV/ C，即溫，即溫度每升高度每升高 1 C，UBE 約下降約下降 2 mV 。2. 改變。改變。溫度每升高溫度每升高 1 C， 值約增加值約增加 0.5% 1 %， 溫度系數(shù)分散性較大。溫度系數(shù)分散性較大。3. ICBO 改變。改變。溫度每升高溫度每升高 10 C ，ICBO 大致將增加一大致將增加一倍，說明倍，說明 ICBO 將隨溫度按指數(shù)規(guī)

3、律上升。將隨溫度按指數(shù)規(guī)律上升。 在固定偏置放大電路中，在固定偏置放大電路中，當(dāng)溫度升高時(shí)，當(dāng)溫度升高時(shí)，UBE 、 、 ICBO 。 上式表明，當(dāng)上式表明，當(dāng)UCC和和 RB一定時(shí)，一定時(shí)， IC與與 UBE、 以及以及 ICEO 有關(guān)有關(guān)，而這三個(gè)參數(shù)隨溫度而變化。，而這三個(gè)參數(shù)隨溫度而變化。CBOBBECCCEOBC)1( IRUUIII 溫度升高時(shí)，溫度升高時(shí)， IC將增加，使將增加，使Q點(diǎn)沿負(fù)載線上移。點(diǎn)沿負(fù)載線上移。iCuCEQ溫度升高時(shí)，輸溫度升高時(shí)，輸出特性曲線上移出特性曲線上移Q 固定偏置電路的工作點(diǎn)固定偏置電路的工作點(diǎn)Q點(diǎn)是不穩(wěn)定的，為此需要改進(jìn)偏置電路。當(dāng)溫度升點(diǎn)是不穩(wěn)定

4、的，為此需要改進(jìn)偏置電路。當(dāng)溫度升高使高使 IC 增加時(shí)，能夠自動(dòng)減少增加時(shí)，能夠自動(dòng)減少IB，從而抑制，從而抑制Q點(diǎn)的變點(diǎn)的變化，保持化，保持Q點(diǎn)基本穩(wěn)定。點(diǎn)基本穩(wěn)定。結(jié)論：結(jié)論： 當(dāng)溫度升高時(shí)，當(dāng)溫度升高時(shí)， IC將增將增加，使加，使Q點(diǎn)沿負(fù)載線上移，點(diǎn)沿負(fù)載線上移，容易使晶體管容易使晶體管 T進(jìn)入飽和進(jìn)入飽和區(qū)造成飽和失真，甚至引區(qū)造成飽和失真，甚至引起過熱燒壞三極管。起過熱燒壞三極管。O15.4.2 分壓式偏置電路分壓式偏置電路1. 穩(wěn)定穩(wěn)定Q點(diǎn)的原理點(diǎn)的原理B2II 若若滿滿足足： 基極電位基本恒定，基極電位基本恒定，不隨溫度變化。不隨溫度變化。2B2BRIV 2B1BCC21RRU

5、II CC2B1B2BBURRRV VBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB+UCCuiuo+ICRSeS+15.4.2 分壓式偏置電路分壓式偏置電路1. 穩(wěn)定穩(wěn)定Q點(diǎn)的原理點(diǎn)的原理VBEBEBECRUVII BEBUV 若若滿滿足足：EBEBEBEC RVRUVII 集電極電流基本恒定，集電極電流基本恒定，不隨溫度變化。不隨溫度變化。RB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB+UCCuiuo+ICRSeS+從從Q點(diǎn)點(diǎn)穩(wěn)定的角度來穩(wěn)定的角度來看似乎看似乎I2、VB越大越好。越大越好。但但 I2 越大，越大，RB1、RB2必須取得較小，將增加必須取得較小，將增加損耗，降低輸入電

6、阻。損耗，降低輸入電阻。而而VB過高必使過高必使VE也增也增高，在高，在UCC一定時(shí)，勢(shì)必一定時(shí)，勢(shì)必使使UCE減小，從而減小放減小，從而減小放大電路輸出電壓的動(dòng)態(tài)大電路輸出電壓的動(dòng)態(tài)范圍。范圍。在估算時(shí)一般選取：在估算時(shí)一般選?。篒2= (5 10) IB，VB= (5 10) UBE， RB1、RB2的阻值一般為幾十千歐。的阻值一般為幾十千歐。參數(shù)的選擇參數(shù)的選擇VEVBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB+UCCuiuo+ICRSeS+Q點(diǎn)穩(wěn)定的過程點(diǎn)穩(wěn)定的過程VEVBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB+UCCuiuo+ICRSeS+TUBEIBICVEICVB

7、 固定固定RE 的作用：的作用：直流負(fù)反饋直流負(fù)反饋 關(guān)于反饋的概念：關(guān)于反饋的概念： 將輸出量通過一定的方式將輸出量通過一定的方式引回輸入回路，稱為反饋。反饋的結(jié)果使凈輸入量引回輸入回路，稱為反饋。反饋的結(jié)果使凈輸入量減小的稱為負(fù)反饋，反之稱為正反饋。減小的稱為負(fù)反饋，反之稱為正反饋。 將輸出量中的直流分量反饋到輸入回路，稱為將輸出量中的直流分量反饋到輸入回路，稱為直流反饋。直流反饋。RE：溫度補(bǔ)償電阻溫度補(bǔ)償電阻對(duì)直流：對(duì)直流：RE越大越大, ,反饋越強(qiáng)，穩(wěn)定反饋越強(qiáng)，穩(wěn)定Q點(diǎn)效果越好；點(diǎn)效果越好； 對(duì)交流：對(duì)交流：RE越大越大, ,交流損失越大交流損失越大, ,為避免交流損失為避免交流損

8、失加旁路電容加旁路電容CE。2. 靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算CC2B1B2BURRRVB EBEBECRUVII CBII EECCCCCERIRIUU 估算法估算法: :VBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB+UCCuiuo+ICRSeS+3. 動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析 對(duì)交流：對(duì)交流：旁路電容旁路電容 CE 將將RE 短路短路， RE不起不起作用作用， Au，ri，ro與固定偏置電路相同與固定偏置電路相同。如果去掉如果去掉CE ，Au，ri，ro ？旁路電容旁路電容RB1RCC1C2RB2CERERL+UCCuiuo+RSeS+RB1RCC1C2RB2CERERL+UCCuiu

9、o+RSeS+去掉去掉CE后的后的微變等效電路微變等效電路2B1BB/ RRR 短路短路對(duì)地對(duì)地短路短路如果去掉如果去掉CE ，Au，ri，ro ?iUiIbIcIoUbISEeIBRI無旁路電容無旁路電容CE有旁路電容有旁路電容CEEbeL) 1(RrRAu Au減小減小beLrRAu EbeB2B1i)1 (R/R/Rrr CoRr beBir/Rr CoRr ri 提高提高ro不變不變 固定偏流電路與射極偏置電路的比較固定偏流電路與射極偏置電路的比較 共射極放大電路靜態(tài)：bBECCBRVVI BCII cCCCCERIVV CCb2b1b2BVRRRV eBEBECRVVII )RR(I

10、VVecCCCCE CBII 固定偏流電路與射極偏置電路的比較固定偏流電路與射極偏置電路的比較 固定偏流共射極放大電路電壓增益：beLc)/(rRRAV ebeLcV)1()/(RrRRA RbviRcRLiVbIcIOVbI固定偏流共射極放大電路輸入電阻：bebiii/rRIVR ebeb2b1i)1(/RrRRR 輸出電阻：Ro = Rc coRR ？即即： Sos EUAu對(duì)信號(hào)源電壓的對(duì)信號(hào)源電壓的放大倍數(shù)？放大倍數(shù)？信號(hào)源信號(hào)源考慮信號(hào)源內(nèi)阻考慮信號(hào)源內(nèi)阻RS 時(shí)時(shí)iSibeLs rRrrRAu 所以所以SosEUAu SiioEUUU SiEUAu iSiSirRrEU irRB1

11、RCC1C2RB2CERERL+UCCuiuo+RSeS+ 在圖示放大電路中，已知在圖示放大電路中，已知UCC=12V, RC= 6k, RE1= 300， RE2= 2.7k， RB1= 60k， RB2= 20k RL= 6k ，晶體管，晶體管=50， UBE=0.6V, 試求試求: :(1) (1) 靜態(tài)工作點(diǎn)靜態(tài)工作點(diǎn) IB、IC 及及 UCE；(2) (2) 畫出微變等效電路；畫出微變等效電路；(3) (3) 輸入電阻輸入電阻ri、ro及及 Au。RB1RCC1C2RB2CERE1RL+UCCuiuo+RE2解解: :(1)由直流通路求靜態(tài)工作點(diǎn)。由直流通路求靜態(tài)工作點(diǎn)。V3V122

12、06020CCB2B1B2B URRRVmA8 . 0 mA36 . 03EBEBEC RUVII A16 A500.8CB IIV8 . 4V38 . 068 . 012)(1E1EECCCCCE RRIRIUU直流通路直流通路RB1RCRB2RE1+UCCRE2+UCEIEIBICVB(2) 由微變等效電路求由微變等效電路求Au、 ri 、 ro。k6Co Rrk86. 18 . 02651200I26) 1(200Ebe rk 15/2B1BB RRR其其中中 EbeBi) 1 (/RrRr k03.8 EbeL) 1 (RrRAu 69. 8 微變等效電路微變等效電路iUiIbIcIoUbISEeIBRI 例例2 電路如下圖所示，已知電路如下圖所示，已知=60=60。 （1 1）用估算法計(jì)算用估算法計(jì)算Q Q點(diǎn)；點(diǎn)； （2 2）求輸入電阻）求輸入電阻； （3 3）用小信號(hào)模型分析法求電壓增益。用小信號(hào)模型分析法求電壓增益。 解：解：(1)(1)靜態(tài)工作點(diǎn)靜態(tài)工作點(diǎn)VVRRRV4CCb2b1b2BmARVVII65. 1eBEBECVCE