第6講靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定電路

1、1第第6講講 靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定電路靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定電路 2uce回顧回顧 等效模型等效模型ubeibiccberbe ibibbceic交流等效交流等效模型模型EQTbbbeIUrr)1 ( CQTbbIUr 3共射放大電路動(dòng)態(tài)參數(shù)分析共射放大電路動(dòng)態(tài)參數(shù)分析交流通路交流通路交流等效電路交流等效電路基本共射放大電路基本共射放大電路uA、電電壓壓放放大大倍倍數(shù)數(shù)1bebciourRRUUA iR、輸輸入入電電阻阻2oR、輸輸出出電電阻阻3CoRR bebirRR IO4交流等效電路交流等效電路阻容耦合阻容耦合共射放大電路共射放大電路交流通路交流通路 bebirIU LboRIU beLurRA LC

2、LRRR/ 2、輸入電阻、輸入電阻RiiiiIUR bebrR / CoooRIUR 3、輸出電阻、輸出電阻Ro1、電壓放大倍數(shù)、電壓放大倍數(shù)Au4、電壓放大倍數(shù)、電壓放大倍數(shù)AussiiosousUUUUUUA siiuusRRRAA Ri5工作在放大區(qū)工作在放大區(qū)例例:已知：阻容耦合共射放大電路已知：阻容耦合共射放大電路, VCC=12V, Rb=510K, Rc=3K, rbb=150, =80, UBEQ=0.7V， RL=3K, 求求AU、Ri、Ro Rs=2k,求求AUSbBEQCCBQRUVI BQCQII cCQCCCEQRIVU AA 2 .22)105107 . 012(3

3、 mAA77. 12 .2280 V69. 6377. 112 解：求靜態(tài)工作點(diǎn)。解：求靜態(tài)工作點(diǎn)。BEQCEQUU 求求AU、Ri、Ro、 AUS先求先求rbeCQTbbbeIUrr 33. 1=)77. 12680+150(=KbeLCbeLurRRrRA/ 9033. 15 . 180 bebirRR/ Krbe33. 1 kRRco3siiuusRRRAA 233. 133. 190 36 bebirIU LboRIU 6練習(xí)練習(xí) 7892.9 已知圖已知圖P2.9所示電路中晶體管的所示電路中晶體管的102.4.1. 靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的必要性靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的必要性 （1 1）必要性）必要

4、性靜態(tài)工作點(diǎn)決定放大電路是否產(chǎn)生失真；靜態(tài)工作點(diǎn)決定放大電路是否產(chǎn)生失真；靜態(tài)工作點(diǎn)影響電壓放大倍數(shù)、輸入電阻等動(dòng)態(tài)參數(shù)；靜態(tài)工作點(diǎn)影響電壓放大倍數(shù)、輸入電阻等動(dòng)態(tài)參數(shù)；靜態(tài)工作點(diǎn)的不穩(wěn)定，將導(dǎo)致動(dòng)態(tài)參數(shù)不穩(wěn)定，甚至使放靜態(tài)工作點(diǎn)的不穩(wěn)定，將導(dǎo)致動(dòng)態(tài)參數(shù)不穩(wěn)定，甚至使放大電路無(wú)法正常工作。大電路無(wú)法正常工作。（2 2）影響靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的因素）影響靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的因素 電源電壓波動(dòng)、元件老化、環(huán)境溫度變化等，都會(huì)引電源電壓波動(dòng)、元件老化、環(huán)境溫度變化等，都會(huì)引起晶體管和電路元件參數(shù)的變化，造成靜態(tài)工作點(diǎn)的不穩(wěn)起晶體管和電路元件參數(shù)的變化，造成靜態(tài)工作點(diǎn)的不穩(wěn)定。其中，溫度對(duì)晶體管參數(shù)的影響是最

5、為主要的。定。其中，溫度對(duì)晶體管參數(shù)的影響是最為主要的。11（3 3）溫度對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響）溫度對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響QvCE/ViC/mAiB =0IBQ1(a) 溫度變化對(duì)溫度變化對(duì)ICBO的影響的影響(b) 溫度變化對(duì)輸入特性曲線的影響溫度變化對(duì)輸入特性曲線的影響溫度溫度T T 10 10 o oC CI ICBOCBO 1 1倍倍, ,輸出特性曲線上移輸出特性曲線上移(c) 溫度變化對(duì)溫度變化對(duì) 的影響的影響溫度每升高溫度每升高1 1 o oC C ， 要增加要增加0.5%0.5% 1.0%1.0%溫度溫度T T 輸出特性曲線族間距增大輸出特性曲線族間距增大QvCE/ViC/mAiB =

6、0IBQ1溫度溫度T T 1 1 o oC C U UBE BE 2.5mv2.5mv輸入特性曲線左移輸入特性曲線左移在同樣的在同樣的U UBEBE下下 IB 總之：總之： ICBO ICEO T UBE IC 122.4.2. 典型的靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定電路典型的靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定電路 一、電路組成和一、電路組成和Q Q點(diǎn)穩(wěn)定原理點(diǎn)穩(wěn)定原理C Ce e旁路電容旁路電容阻容耦合放大電路阻容耦合放大電路直接耦合放大電路直接耦合放大電路直流通路直流通路13目標(biāo)目標(biāo)：溫度變化時(shí)，使：溫度變化時(shí)，使I IC C維持恒定。維持恒定。 如果溫度變化時(shí)，如果溫度變化時(shí)，基極基極電位能電位能基本不變基本不變，則可實(shí)現(xiàn)靜

7、態(tài)工作點(diǎn)的，則可實(shí)現(xiàn)靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定。穩(wěn)定?；鶚O電位基本不變的條件：基極電位基本不變的條件：I1 IBQCCb2b1b1BQVRRRU+T ICQ IEQ ICQ UEQ 、UBQ不變不變 UBE IBQ （負(fù)反饋）（負(fù)反饋）（一般?。ㄒ话闳?I1 =(510)IBQ ， UBQ =3V5V ）則：則：14二、二、Q Q點(diǎn)的估算點(diǎn)的估算CCb2b1b1BQVRRRUCQeBEQBQEQIRUUI)(ecCQCCeEQcCQCCCEQRRIVRIRIVU1EQIIICQBQ15三、動(dòng)態(tài)參數(shù)的估算三、動(dòng)態(tài)參數(shù)的估算畫(huà)出如圖所示阻容耦合電路畫(huà)出如圖所示阻容耦合電路的交流通路和微變等效電路的交流通路和

8、微變等效電路若將若將Rb1/Rb2看成一個(gè)電阻看成一個(gè)電阻Rb則右圖與則右圖與阻容耦合共射放大電路阻容耦合共射放大電路的交流等效電路完全相同的交流等效電路完全相同beLurRAiiiIURbebrR /CoooRIURLCLRRR/bebbrRR/211Rb216ebeLouRrRUUAi)1 (ebeb2b1iRrRRR)1 (/coRR 若沒(méi)有旁路電容若沒(méi)有旁路電容Ce，則，則ebbebeebebiRIrIRIrIU1LbLcoRIRIU則則且且若若, 1,)1(bee rR LcLeLou/ RRRRRUUAi iI1Rb217例：如圖所示，例：如圖所示，VCC=12V，Rb1=5k，R

9、b2=15k ，Re=2.3k ，Rc=5.1k ，RL=5.1k ；=50，rbe=1.5k，UBEQ= 0.7V。(1).估算靜態(tài)工作點(diǎn)估算靜態(tài)工作點(diǎn)Q(2).分別求有、無(wú)分別求有、無(wú)Ce時(shí)的時(shí)的Au和和Ri解：解： (1)靜態(tài)工作點(diǎn)靜態(tài)工作點(diǎn):CCb2b1b1BQVRRRU eBEQBQEQCQRUUII )(ecCQCCCEQRRIVU V3121555 mA13 . 27 . 03 V6 . 4)3 . 21 . 5(112 1BQEQIImA02. 05011 18Rb1+VCCRcC1C2TRb2CeRe1RLuiuoRe2+ +- -+ +- -(2)求求AU和和Ri 當(dāng)有當(dāng)有

10、Ce時(shí)時(shí):beLurRA bebbirRRR/21 當(dāng)無(wú)當(dāng)無(wú)Ce時(shí)，因?yàn)闀r(shí)，因?yàn)?1+)Rerbe且且1，所以，所以 eLuRRA ebebbiRrRRR 1/21可以看出，當(dāng)無(wú)可以看出，當(dāng)無(wú)Ce時(shí)，時(shí)，電壓放大倍數(shù)很低電壓放大倍數(shù)很低 855 . 12/ 1 . 550/ becLrRR kkkk07. 15 . 1/15/57 .13 .22/1 .5 k75. 33 . 25015 . 1/15/5解決辦法如圖：解決辦法如圖：Re1較小，直流通路中較小，直流通路中Re1與與Re2均起作用均起作用交流通路中只有交流通路中只有Re1起作用起作用這樣既能保證靜態(tài)工作點(diǎn)這樣既能保證靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定

11、又能使電路有較高的穩(wěn)定又能使電路有較高的放大倍數(shù)放大倍數(shù)iI19I1I2IBRb1+ECRcTRb2Re1Re2直直流流通通路路交流通路交流通路Rb1RcRLuiuoRb2Re1微變等效電路：微變等效電路：rbeRcRLoURe1iUiIbIcIbIRbRb1+VCCRcC1C2TRb2CeRe1RLuiuoRe2+ +- -+ +- -20四、穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的方法：四、穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的方法：1、引入直流負(fù)反饋。引入直流負(fù)反饋。2、溫度補(bǔ)償溫度補(bǔ)償：利用對(duì)溫度敏感的元件：利用對(duì)溫度敏感的元件在溫度變化時(shí)直接影響輸入回路。在溫度變化時(shí)直接影響輸入回路。 例如，例如，Rb1或或Rb2采用熱敏電阻。

12、采用熱敏電阻。 Rb1應(yīng)具有負(fù)溫度系數(shù)，應(yīng)具有負(fù)溫度系數(shù)， Rb2應(yīng)具應(yīng)具有正溫度系數(shù)。有正溫度系數(shù)。 Bb1CBBEEC )(URIIUUIT 利用二極管的反向特性進(jìn)行溫度補(bǔ)償。利用二極管的反向特性進(jìn)行溫度補(bǔ)償。 CBCI )(IIITR利用二極管的正向特性進(jìn)行溫度補(bǔ)償。利用二極管的正向特性進(jìn)行溫度補(bǔ)償。2122232.5.1. 2.5.1. 基本共集放大電路基本共集放大電路 ( (射極輸出器）射極輸出器） 一、電路組成一、電路組成直接耦合共集放大電路直接耦合共集放大電路直接耦合共射放大電路直接耦合共射放大電路24阻容耦合共集放大電路阻容耦合共集放大電路阻容耦合共射放大電路阻容耦合共射放大電

13、路25二、靜態(tài)分析二、靜態(tài)分析 eBQBEQbBQeEQBEQbBQBBRIURIRIURIV 1 ebBEQBBBQRRUVI 1 BQEQII 1eEQCCCEQRIVU 直接耦合共集放大電路直接耦合共集放大電路直流通路：直流通路：26三、動(dòng)態(tài)分析三、動(dòng)態(tài)分析eebebi)(RIrRIUb ebeeiO)1 ()1 (RrRRUUAbU 從式中可看出從式中可看出, ,Au小于小于1,1,若若(1+(1+)R)Re eR Rb b+r+rb be e, ,則則Au接近于接近于1 1，故常稱(chēng)共集放大電路為故常稱(chēng)共集放大電路為射集跟隨射集跟隨器器. .eb)1(RI beebebbiiIRIrR

14、IIUR )(iebebiRrRR)1( RLRi與負(fù)載有關(guān)！與負(fù)載有關(guān)！)/)(1(LebebiRRrRR 帶負(fù)載電阻后帶負(fù)載電阻后eeoRIU 27bebobrRUI )1(/o beberRRR)1 ()1 (o bebbeberRRrRR所所以以一一般般.0 SUoooIUR輸出電阻：輸出電阻： beboerRUI 1eRoIIIe bebebebOeOOOOrRRrRURUUIUR 11111o 28例例2.5.1：已知射極輸出器的參數(shù)如下：已知射極輸出器的參數(shù)如下： VBB=6V, VCC=12V, Rb=15k ，Re=5k ，UBEQ=0.7V, rbb=200 ， =150，

15、估算估算Q點(diǎn)、點(diǎn)、Au 、 Ri 和和Ro 。P113 ebBEQBBBQRRUVI 1 BQEQII 1eEQCCCEQRIVU 解：解：估算估算Q點(diǎn)點(diǎn) AmA 88. 651501157 . 06 mAA04. 188. 61501 V8 . 6504. 112 CQTbbbeIUrr K1 . 4)126150200(29ebee)1 ()1 (RrRRAbU ebebiRrRR)1( )1(/o beberRRR)1 ( bebrR例例2.5.1：已知射極輸出器的參數(shù)如下：已知射極輸出器的參數(shù)如下： VBB=6V, VCC=12V, Rb=15k ，Re=5k ，UBEQ=0.7V,

16、rbb=200 ， =150，估算估算Q點(diǎn)、點(diǎn)、Au 、 Ri 和和Ro 。P113求求Au 、 Ri 和和Ro 975. 0515011 . 41551501 KK77451511 . 415 1261511 . 415K小于小于1 1，約等于，約等于1 1比較大比較大很小很小30Rb+VCCC1C2ReRLuiuoRb+VCCRe直流通道直流通道阻容耦合電路共集放大電路阻容耦合電路共集放大電路:31靜態(tài)分析：靜態(tài)分析：IBIEebBEQCCBQRRUVI)1( BQEQII)1 ( eEQCCCEQRIVU Rb+VCCRe直流通道直流通道 eBQBEQbBQeEQBEQbBQCCRIUR

17、IRIURIV 132動(dòng)態(tài)分析：動(dòng)態(tài)分析：Rb+VCCC1C2ReRLuiuoRbReRLuiuorbeiUbIReRLRboUcIbIiI33LeoRIU LeLRRR/ LbRI ）（ 1LebebiRIrIU LbbebRIrI )1( LbbebLbuRIrIRIA )1()1( LbeLRrR )1(1 ）（1. 電壓放大倍數(shù)：電壓放大倍數(shù)：rbeiUbIReRLRboUcIbIiI1,)1(接接近近于于則則若若uLbeARr 342. 輸入電阻：輸入電阻：bRbiIII LbebiiiRrRIUR )1(/ rbeiUbIReRLRboUcIbIiIbRILbbebiRIrIU)1

18、( 353. 輸出電阻：輸出電阻： 用加壓求流法求輸出電阻。用加壓求流法求輸出電阻。RobIiIrbeReRbcIbIrbeReRbbIbIeIUIebbIIII ebebeRUrUrU 電源置電源置0IURo )11(1ebeRr 1/beerR一般：一般： 1beerR所以：所以： 1beorR36Rb+VCCC1C2ReRLuiuo例例2.5.2：已知射極輸出器的參數(shù)如下：已知射極輸出器的參數(shù)如下：Rb=570k ，Re=5.6k ， rbb=300 , RL=5.6k ， =100，VCC=12V求求:Au 、 Ri 和和Ro 。ebBECCBRRUVI)1( BEII)1( k9 . 201. 126101300解：解： AmA 106 . 51