测试振荡器静态工作点的影响-KC03171206-h02(精)
LC实验报告
实验一 LC 与晶体振荡器实验报告一、实验目的1、了解三点式振荡器和晶体振荡器的基本电路及工作原理。
2、比较静态工作点和动态工作点，了解工作点对振荡波形的影响。
3、测量振荡器的反馈系数等参数。
4、比较LC 与晶体振荡器的频率稳定度。
二、实验原理三点式振荡器包括电感三点式振荡器（哈脱莱振荡器）和电容三点式振荡器（考毕兹振荡器），其交流等效电路如图1-1。
1、起振条件1）相位平衡条件：Xce 和Xbe 必需为同性质的电抗，Xcb 必需为异性质的电抗，且它们之间满足下列关系：2）幅度起振条件：LCX X X X Xc oC L cebe 1 |||| )(=-=+-=ω，即'ie 1*()AuL m oe q Fu q qq >++式中：qm ——晶体管的跨导， FU ——反馈系数， AU ——放大器的增益，qie ——晶体管的输入电导， qoe ——晶体管的输出电导， q'L ——晶体管的等效负载电导， FU 一般在0.1~0.5之间取值。
2、电容三点式振荡器1）电容反馈三点式电路——考毕兹振荡器图1-2是基本的三点式电路，其缺点是晶体管的输入电容Ci 和输出电容Co 对频率稳定度的影响较大，且频率不可调。
2）串联改进型电容反馈三点式电路——克拉泼振荡器电路如图1-3所示，其特点是在L 支路中串入一个可调的小电容C3，并加大C1和C2的容量，振荡频率主要由 C3和L 决定。
C1和C2主要起电容分压反馈作用，从而大大减小了Ci 和Co 对频率稳定度的影响，且使频率可调。
L1L13）并联改进型电容反馈三点式电路——西勒振荡器 电路如图1-4所示，它是在串联改进型的基础上，在L1两端并联一个小电容C4，调节C4可改变振荡频率。
西勒电路的优点是进一步提高电路的稳定性，振荡频率可以做得较高，该电路在短波、超短波通信机、电视接收机等高频设备中得到非常广泛的应用。
本实验箱所提供的LC 振荡器就是西勒振荡器。
静态工作点的选择和稳定
根据系统稳定性分析结果，调整电路的工作点，优化相关参数，以提高系统的稳定性和性能。
考虑干扰和噪声
在实际应用中，干扰和噪声可能对系统的工作点稳定性产生影响。在设计过程中应充分考虑这些 因素，采取相应的措施来降低干扰和噪声对系统稳定性的影响。
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考虑信号的逻辑电平
在数字电路中，信号的逻辑电平是关键参数。选择合适的工作点可以确保信号的逻辑电平 符合设计要求，避免逻辑错误和信号失真。
优化功耗和速度
选择合适的工作点可以优化数字电路的功耗和速度，以满足实际应用的需求。
系统级工作点稳定性考虑
系统稳定性分析
在系统级设计时，需要考虑整个系统的稳定性。通过分析系统的传递函数和频率响应，评估系统 在不同工作点下的稳定性表现。
根据元件的规格参数，如 最大和最小工作电压、电 流等，选择安全可靠的工 作点。
元件性能
考虑元件的性能参数，如 放大倍数、输入阻抗等， 以优化电路性能为目标选 择工作点。
元件匹配
为确保电路中各元件的性 能得到充分发挥，需考虑 元件间的匹配关系，选择 合适的工作点。
根据系统稳定性选择
负反馈
01
在负反馈电路中，选择合适的工作点可以增强系统的稳定性，
负载阻抗的变化会导致交流工作点的偏移。
频率变化对工作点的影响
信号源频率的变化会影响交流工作点的稳定 性。
工作点稳定性的测试与评估
测试方法
通过实际测量电路在不同条件下 的工作点，分析其变化情况。
数据处理
对测试数据进行整理、分析和处 理，得出工作点稳定性的结论。
评估标准
根据工作点变化的大小和范围， 制定相应的评估标准，如最大允 许偏移量等。
谈静态工作点Q在放大电路中的作用和影响
职教与成教
谈静态工作点 Q 在放大电路中的作用和影响
达州职业技术学院 岳晓礼
［摘 要］正确全面认识静态工作点 Q 在放大电路中的作用和影响，是理解、设计运用放大电路的基础和前提，对学习模拟电子线路 具有十分重要的意义。 ［关键词］静态工作点 作用 影响 失真 温度
分析放大电路，主要进行直流和动态性能指标两个方面的分析。直
即放大区、截止区、饱和区，如图 2。Q 点设置合理，那么交流小信号 Vi
在输入的整个周期内，都被放大电路放大，然后输出一个完整的正弦波
形供给负载 R（L 见图 1）。若 Q 点设置过高或过低，在 Vi 信号作用下，晶
体管一段时间工作在饱和区或截止区、一段时间工作在放大区，这样放
大电路输出波形就出现失真。因在动态时（Vi≠0），电路中的电流、电压
（上接第 596 页） 相互的讨论，也可以是教师参与的共同讨论，首先 提出完成任务需要做哪些事情，需要解决哪些问题。这些问题可以在教 师的引导下由学生自己提出来，也可以根据实际情况由教师主动提出， 采用先粗后细，逐步求精的方法逐级分解任务。最终将任务分解成子任 务，安排小组成员完成各自完成子任务。
（3）总结评定 当任务完成后，各小组将本组完成任务的思路、方案、方法、最终作 品及获得的知识、技能、经验与体会等与全班同学共同分享。教师做出 点评，并与同学们共同讨论，引导大家说出自己的感受，指出作品的优 点与不足之处，提出改进建议和方法，以便在进一步的学习中不断完善 与提高，甚至可能产生新的任务，使学习成为一个连续发展的过程。总 之，要在相互交流和经验总结的过程中取长补短、共同进步，使学生的 思考意识进一步提高。 三、结束语 学生的思考意识的形成是一个长期的过程，最终要达到的目标就
施，引入反馈，即常见的分压式偏置放大电路，如图 5。这样，当温度变化
静态工作点的稳定及其偏置电路wzl
在模拟计算电路中，如模拟乘法器、 对数放大器等，静态工作点的设置和 偏置电路的设计对于提高计算精度和 稳定性具有重要作用。需要根据具体 电路的特点和要求，合理选择和调整 静态工作点及偏置电路参数。
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集电极-基极偏置电路
通过改变集电极电阻或电源电压来 调整晶体管的静态工作点，适用于 需要大范围调整工作点的场合。
Part
03
静态工作点稳定性分析
温度对静态工作点影响
温度升高会导致半导体器件的参数发生变化，如晶体管的 电流放大系数增大，基极-发射极间电压降减小等，从而使 得静态工作点发生偏移。
温度的变化还会影响电路中的其它元件，如电阻的阻值随 温度升高而增大，电容的容值随温度升高而减小等，这些 变化也会对静态工作点产生影响。
常见偏置电路类型
固定偏置电路
采用固定电阻为晶体管提供基极 偏置电流，适用于温度变化不大 且对稳定性要求不高的场合。
发射极偏置电路
在发射极回路中接入电阻或稳压管来稳 定发射极电流，从而提高晶体管的稳定 性，适用于对稳定性要求较高的场合。
分压式偏置电路
采用电阻分压器为晶体管提供基极 偏置电压，具有较好的稳定性，适 用于温度变化较大的场合。
重要性
静态工作点的设置直接影响到放大器的性能，如线性度、失真度、效率等。合理的静态 工作点设置是确保放大器正常工作的基础。
影响因素及稳定性要求
电源电压波动
电源电压的波动会导致静态工作 点的偏移，进而影响放大器的性 能。
温度变化
温度变化会影响半导体器件的参 数，如电阻、电容等，从而导致 静态工作点的漂移。
为了减小电源电压波动对静态工作点的影响，可以采用稳压电源或电源滤 波电路。
静态工作点的稳定问题
IEQ = uEQ
= uBQ - UBEQ
Re+RF
Re+RF
= 3 – 0.7 ≈ 1 mA
2+ 0.1
Rb2
120kΩ
Rc
3.9kΩ
IB
+VCC
12V
IC
uB
VT
Rb1
39kΩ
uE
RF
IE
100Ω
Re
2kΩ
ICQ ≈ IEQ = 1 mA
UCEQ = VCC - ICQ Rc - IEQ ( Re + RF ) ≈ VCC - ICQ ( Rc + Re + RF ) =6V
-
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ii
+ Rs
ui us
-
Ri
b ib
rbe
Rb1 Rb2
e
RF
ic c
io
+
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
输出电阻为
Ro= Rc
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ii
+ Rs
ui us
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b ib
rbe
Rb1 Rb2
e
RF
ic c
io
+
βib Rc RL uo
实验二 三极管静态工作点对特性的影[1]
![实验二 三极管静态工作点对特性的影[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/8c041710c281e53a5802ff66.png)
实验二：三极管静态工作点对特性的影响1 学时22 实验目的了解三极管的静态工作点的不同，对三极管的工作特性的影响。
3 实验内容NPN 三极管共射极电路的实现三极管的静态工作点处于放大区时，信号的放大，不失真。
静态工作点处于较低的位置时，没有放大作用。
静态工作点处于较高的位置时，信号放大时有失真。
4 实验原理（1）当三极管处于放大区时，三极管有一个合适的工作点，保证信号能够不失真的放大。
并具有下面的关系： II BC =β，其中I C 为静态集电极电流，I B 为静态基极电流。
发射极电流I I I B C E +=，故I I ICE C−=β。
图2.1图2.2（2）当静态工作点太低时，管子截止，没有放大作用或者当信号特别大时，正半周才可能导通，这时放大的信号也是严重失真。
I BQ（3） 当静态工作点太高时，管子饱和，当信号处于负半周时，信号有较好的放大作用。
而正半周时信号得不到适当的放大，造成严重失真。
5 实验环境实验箱。
6 准备工作实验的原理和实验的安全注意事项。
7 实验步骤7.1 首先从原理上了解实验的目的；7.2 搭接电路，搭接完后，通知老师，确认后，可以通电。
记录下图2.2开关接通时，并适当调整R2,使三极管工作在放大区，记下三极管的工作点；将R2的阻值调成0欧，这时三极管处于饱和区，记下这时的工作点；断开开关，这时三极管处于截止状态，记下这次的三极管的工作点； 8 思考题测试中需要注意的安全问题是什么？o ce//VI。
静态工作点稳定地放大电路分析报告
静态工作点稳定的放大电路分析一、课题名称静态工作点稳定的放大电路分析二、设计任务及要求分析静态工作点、失真分析、动态分析、参数扫描分析、频率响应等。
（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）三、电路分析1.静态工作点Q的分析（1）什么是静态工作点Q静态工作点就是输入信号为零时，电路处于直流工作状态，这些直流电流、电压的数值在三极管特性曲线上表示为一个确定的点，设置静态工作点的目的就是要保证在被被放大的交流信号加入电路时，不论是正半周还是负半周都能满足发射结正向偏置，集电结反向偏置的三极管放大状态。
可以通过改变电路参数来改变静态工作点，这样就可以设置静态工作点。
若静态工作点设置的不合适，在对交流信号放大时就可能会出现饱和失真（静态工作点偏高）或截止失真（静态工作点偏低）。
如图1为阻容耦合电路图1晶体管型号BC107BP参数 .MODEL BC107BP NPN IS =1.8E-14 ISE=5.0E-14 NF =.9955 NE =1.46 BF =400 BR =35.5+IKF=.14 IKR=.03 ISC=1.72E-13 NC =1.27 NR =1.005 RB =.56 RE =.6 RC =.25 VAF=80+VAR=12.5 CJE=13E-12 TF =.64E-9 CJC=4E-12 TR =50.72E-9 VJC=.54 MJC=.33 在放大电路中，当有信号输入时，交流量与直流量共存。
将输入信号为零，即直流电流源单独作用时晶体管的基极电流I B，集电极电流I C，b-e之间电压U BE,管压降U CE称为放大电路的静态工作点Q，常将四个物理量记作I BQ,I CQ,U BEQ,U CEQ。
在近似估算中常认为U BEQ为已知量，对于硅管U BEQ=0.7V，锗管U BEQ=0.2V。
为了稳定Q点，通常使参数的选取满足I1>>I BQ因此B点电位U BQ=Rb1/(Rb1+Rb2)·Vcc静态工作点的估算U BQ= Rb1/(Rb1+Rb2)·VccI EQ=(U BQ-U BEQ)/ReU CEQ=V CC-I CQ(Rc+Re)（2）为什么要设置合适的静态工作点对于放大电路最基本的要求，一是不失真，二是能够放大。
静态工作点的图解分析KC03121124-h01
输出特性
Q 直流负载线
由静态工作点 Q 确定的 ICQ、UCEQ 为静态值。
6
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7
静态工作点的 图解分析
1
知识结构页
静态工作点的图解分析
• 什么静态工作点？ • 分析方法有哪些？ • 图解法分析作点
静态：输入信号为零（ui= 0 ）时，放大电路的 工作状态，也称直流工作状态。 电路处于静态时，三极管各电极的电流、电压在特性曲线上确定 为一点，称为静态工作点，常称为Q点。
一般用IB、 IC、和UCE （或IBQ、ICQ、和UCEQ ）表示。
3
图解分析 由于(IB,UBE) 和( IC,UCE )分别对应于输入、输出 特性曲线上的一个点，所以称为静态工作点（Q点）。
IB IBQ Q ICQ UBE UBEQ
输入特性曲线
4
IC
Q
IBQ UCE
UCEQ
输出特性曲线
图解分析
静态工作点的分析方法
静态：输入信号为零（ui= 0 ）时，放大电路的
工作状态，也称直流工作状态；可用估算法和图解
法进行分析。
5
Rb Cb 1
+
Rc T
+VC C Cb 2
+
静态工作点的图解法
uo -
图解分析
uCE = VCC - iCRc
+
ui +
RL
输出回路
iC 0，uCE VCC uCE 0，iC VCC RC
静态工作点的作用
静态工作点的作用
静态工作点是什么
静态工作点是指三极管放大电路中，三极管静态工作点就是交流输入信号为零时，电路处于直流工作状态，这些电流、电压的数值可用BJT特性曲线上一个确定的点表示，该点习惯上称为静态工作点Q 。
设置静态工作点的目的就是要保证在被放大的交流信号加入电路时，不论是正半周还是负半周都能满足发射结正向偏置，集电结反向偏置的三极管放大状态。
静态工作点的作用
1）确定放大电路的电压和电流的静态值
2）选取合适的静态工作点可以防止电路产生非线性失真。
保证有较好的放大效果
静态工作点的确定
静态工作点是直流负载线与晶体管的某条输出特性曲线的交点。
随IB的不同而静态工作点沿直流负载线上下移动。
根据式Uce=Ucc-RcIc，在Ic/Ucc图上画出直流负载线，再画出在IB情况下的晶体管输出特性曲线，交点即静态工作点。
克拉泼振荡器测试要求
克拉泼振荡器测试要求
克拉泼振荡器测试内容
1.静态工作点变化对振荡器工作的影响：
调节电位器W1以改变晶体管工作点I EQ，观察振荡波形，测量相应的输出振荡电压峰峰值U PP，并以频率计数器读取相应的频率值，填入下表中。
每次改变都要停止仿真，然后重新启动仿真，等参数稳定后再记录。
I EQ（mA）0.8 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0
F（MHz）
U PP（V）
记录一个正常的输出波形和一个出现畸变的输出波形及其相应的参数。
2.克拉泼电容C5变化对振荡器工作的影响：
改变C5，使其分别为51PF、100PF、150PF，且把示波器探头接到OUT段，观察振荡波形，测量相应的输出振荡电压峰峰值U PP，并读取相应的频率值。
填入相应的表格。
3.电压反馈系数（分压比）变化对振荡器工作的影响：
同步改变C3/C4，使其分别为100/1000PF、120/680PF、680/120PF，且把示波器探头接到OUT段，观察振荡波形，测量相应的输出振荡电压峰峰值U PP，并读取相应的频率值。
填入相应的表格。
4.回路谐振电阻变化对振荡器工作的影响：
改变电阻R5，使其分别为110KΩ、10、1（也就改变了回路的谐振电阻），观察振荡波形，测量相应的输出振荡电压峰峰值U PP，并读取相应的频率值。
填入相应的表格。
KC03121116-h04-测试β变化对静态工作点影响.
图 共射基本放大电路 3
测试程序：
① 不接ui，接入VCC = +20V，调节RB（RP），使UCE = 10V。 ② 保持步骤①，输入端接入ui（fi =1kHZ ，Ui =10mV），用示波器同时 观察此时输入、输出电压的波形，并记录输出电压波形有无明显失真 。 ③ 保持步骤②，调节ui（Ui）大小，使输出电压最大且输出电压波形无明显 失真。 ④ 保持步骤③，调节RB（RP），增大UCE，即减小工作点电流IB或IC ，直到 输出电压波形出现明显失真。此时输出波形的失真为 （顶部/底部）失 真，而放大器的工作点Q则更接近于 （饱和区/截止区）。 ⑤ 保持步骤④，调节RB（RP），增大工作点电流IB或IC ，直到输出电压波 形出现明显失真。此时输出波形的失真为 （顶部/底部）失真，而放大 器的工作点Q则更接近于 （饱和区/截止区）。
保持步骤输入端接入ufi1khz10mv用示波器同时观察此时输入输出电压的波形并记录输出电压波形有无明显失真大小使输出电压最大且输出电压波形无明显失真
测试β变化对静态工作点影响
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知识结构页
测试β变化对静态工作点影响
2
*
项目：静态工作点对输出波形影响的测试 项目编号：MNC2-9 任务要求：按测试程序要求完成所有测试内容，并撰写测试报告。 测试设备：模拟电路综合测试台1台，函数信号发生器1台，双踪示波器1台， 0～30V直流稳压电源1台，数字万用表1块。 测试电路：图P2.37所示电路，其中RB由51k电阻与500k电位器（RP）相 串联构成，RC=1k，RL=1k，VT为S9013。
4 图 共射基本放大电路
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5Leabharlann
《模电实验》验证静态工作点
验证静态工作点对振荡器性能的影响
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学号：
验证静态工作点对振荡器性能的影响
一、实验目的
1、更深入了解电容反馈三点式振荡器的工作原理
2、验证静态工作点对振荡器起振，输出幅度以及波形失真的影响。
二、实验原理
实验电路
对于一个振荡器，在反馈系数F确定的情况下，静态工作点位置的的选取对振荡器的起振以及波形的好坏有着决定性作用。
静态工作点偏高，振荡器三极管容易进入饱和区，输出阻抗降低，使得波形严重失真，甚至不能起振。
静态工作点偏低，已进入截止区，使得波形
失真，也会不起振。
实际中Ic的静态电流一般取0.8~2.5mA。
三、实验步骤
1、按照电路图焊接电路。
2、调节Ic=2mA，观察波形，幅度，频率，记入表格。
3、上下改变R7的大小，即改变静态工作点的大小。
观察波形，幅度，频率，记入表格。
四、实验数据记录与处理
Ic（mA）Ub（V）f（MHz）Uo（Vpp）
0.832 1.505 0 0.04
1.603
2.408 15.89 1.57
2.012 2.675 16.03 1.84
2.455
3.103 16.01 2.18
3.123 3.978 15.94 2.86
4.106 4.763 0 0.06
结论：工作点偏高或偏低都不起振。
起振时，Ic电流越高，Uo越高。
五、心得体会及意见建议
实验太多，很多实验一个人完成需要很多时间。
所以希望能通过实验难易程度分组做实验。
实验培养了我们的动手能力，更加了解一些仪器的使用方法，从实际中去理会书本上的知识。
静态工作点对放大器_性能的影响
e
图 2.4.12 单管共射放大电路的等效电路
Au 所以
Uo Ui
Au
而
Uo Ui
Ui Ibrbe
RL
rbe
Uo IcRL Ib
(RL Rc // RL ) Ri = rbe // Rb ，
Ro = Rc
(二) rbe 的近似估算公式
VCC 不变；
iC
iC
Q1
IB
Q2
O
图 2.4.9 (c)
uCE
增大 Rc ，直流负载 线斜率改变，则 Q 点向
饱和区移近。
Q2
IB
Q1
O
图 2.4.9 (d)
uCE
增 大 ， ICQ 增 大 ，
UCEQ 减小，则 Q 点移近饱 和区。
图解法小结
1. 能够形象地显示静态工作点的位置与非线性 失真的关系；
3
60 µA
静态工作点
40 µA
2
Q
20 µA
1
M iB = 0 µA
0
2
4
6
8
10 12
uCE /V
图 2.4.3(b)
由 Q 点确定静态值为：
IBQ = 40 µA ，ICQ = 2 mA，UCEQ = 6 V.
(二) 图解分析动态
1. 交流通路的输出回路 输出通路的外电路是 Rc 和 RL 的并联。
解：首先估算 IBQ
IBQ
VCC
UBEQ Rb
(12 0.7 )mA 40 μA 280
做直流负载线，确定 Q 点
根据 UCEQ = VCC – ICQ Rc
iC = 0，uCE = 12 V ； uCE = 0，iC = 4 mA .
放大器静态工作点对动态范围的影响
一、实验目的
1．学习创建、编辑电路的方法。
2．练习虚拟模拟仪器的使用。
3．通过观察和测试不同静态工作点下动态范围的不同，了解静态工作点的设置对晶体管放大电路动态范围的影响。
二、实验内容
1．创建如下图所示的仿真实验电路。
实验电路中晶体管的参数选用默认值，电位器阻值变化一次的幅度设置为5﹪。
图4.6.1 放大器静态工作点对动态范围的影响实验电路2．调节Rp 使它等于3KΩ，运行电路，测出Ic，用示波器观察输出电压波形，并测量输出电压动态范围。
3. 调节Rp 使它分别等于1.5KΩ、15KΩ、30KΩ，测出相应的Ic值和输出电压动态范围。
三、实验报告
1．自拟表格，整理实验数据。
2．分析总结放大器静态工作点对动态范围的影响。
3．回答思考题。
静态工作点测量方法的分析与改进
静态工作点测量方法的分析与改进相乾;刘积学;石家栋【摘要】静态工作点是"模拟电子技术"课程的难点,也是教学的重点.静态工作点的变化不仅影响输出波形是否失真,而且会影响增益等其他动态参数.所以在放大电路中找到稳定且合适的静态工作点至关重要.实验中对静态工作点的测量方法有很多,但误差较大,往往与理论计算值不符.本文提出一种可靠的静态工作点测试方法,并总结出一种新的静态模型加以验证.【期刊名称】《赤峰学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(034)004【总页数】2页(P20-21)【关键词】静态工作点;测量;模型【作者】相乾;刘积学;石家栋【作者单位】阜阳师范学院物理与电子工程学院, 安徽阜阳 236037;阜阳师范学院物理与电子工程学院, 安徽阜阳 236037;阜阳师范学院物理与电子工程学院, 安徽阜阳 236037【正文语种】中文【中图分类】TN722;G6420 引言静态工作点（简称Q点）的计算一直贯穿着整个模拟电子技术课程，在分析放大电路时，总是遵循“先静态”“后动态”的原则，只有获得稳定且合适的Q点，动态参数才有意义，才有可能得到理想的输出的波形[1].因此，加深对Q点的理解至关重要.教学中一般通过理论与实验相结合，但是在Q点的测量实验中往往误差较大，测量值与理论计算值不相符，很容易造成学生对Q点的理解偏差.本文以单级共射放大电路为例对静态工作点的测量方法进行研究探讨.1 静态工作点测量中的误差分析放大电路最终的目标是获得不失真的输出信号，若波形产生失真，则分析其他的参数无意义.Q点设置的偏高或者偏低，容易出现饱和失真或截止失真.但Q点的偏高或偏低不是绝对的，而是相对输入信号的幅度而言的，如果输入信号幅度很小，即使Q点设置的偏高或偏低也不一定会出现失真，同样，如果输入信号的幅度很大，即使Q点设置的很接近中点，也很可能出现失真.因此确切的说，波形的失真是由输入信号的幅度与Q点的设置不匹配造成的，即“理想的不一定合适、合适的不一定理想”[2].通常为了满足大多数信号的要求，Q点一般设置在交流负载线的中点位置.图1 单级共射放大电路在实验中对Q点的调试有很多方法：(1)测量集电极电流法.以图1单级共射放大电路为例，由于放大电路需要工作在放大区，基极电流IB，集电极电流IC分别是微安级、毫安级.一般通过调节RW1使IC=1mA，来确定静态工作点.（2）测量发射极电压法.可以通过测量发射极电压UE=1V，同样可以确定IC大约为1mA左右，来确定静态工作点.（3）测量集电极-发射极电压.调节RW1，使集电极-发射极电压，保证静态工作点在交流负载线的中点位置.在实验中，我们使用MF47型模拟指针式万用表来测量静态工作点.我们分别使用不同的直流电压档测量UBQ、UCQ和UEQ，同时我们通过理论计算得出计算值，如表1所示.表1 静态工作点的测量值与理论计算值测量值电压档位 UBQ/V UEQ/V UCQ/V ICQ/mA 2.5V1.4V1V—1mA 10V 1.6V 0.95V 8.4 1mA 50V 1.2V 1V 8V 1mA计算值— UBQ/V UEQ/V UCQ/V ICQ/mA—1.7V 1V 7.8V 0.951mA从表1中我们看出，当选用50V的直流电压档测量时，UBQ=1.2V，UEQ=1V，UCQ=8V，由测量数据可以看出 UCEQ=UCQ—UEQ=7V，表明三极管工作在放大状态，但是UBE=UBQ—UEQ=0.2V，我们所用的三极管为NPN9014硅型管，这表明测量的UBE的值小于三极管的开启电压.三极管工作在截止区，这就与前面分析出的三极管工作在放大区自相矛盾.学生在做实验时，往往会误认为0.2V的电压也可以使硅管导通.对此，我们需要进行详细的分析.由于我们使用的是模拟磁电指针式万用表，具有较高的灵敏度（20KΩ/V）和输入阻抗.电压表的输入电阻RV的大小与档位有关，RV=灵敏度*档位.当使用电压档测量电压时，相当于给被测电路并联上一个RV的电阻.这就使得电压测量引入了误差，并且电压表的内阻RV越小，引入的误差越大，引入的误差为负值，即UBQ的测量值总是小于计算值.因此从减小测量误差的角度来看，选用越大量程测量越精确.但从表1中可以看出事实并非如此，在选用50V的电压档位测量时误差更大，而选用10V的电压档位测量时误差反而小一点.对于所使用的磁电式万用表来讲，表头指针的偏转角度理论上正比于流过它的电流值，但实际上总会有一些与流过表头无关的固有误差，同时在读数时难免有视差，这些误差的产生都与被测量无关，总是等于量程的±β%，称为满量程误差(MF47万用表的满量程误差为2.5%）.因此当选择的电压量程为Un，被测量的电压值为Ux时，测量值的相对误差为：由此可知，量程越大，由万用表精度引入的相对误差也就越大.综上所述，在选择电压档位测量静态工作点时，既要考虑电压表内阻的影响，也要考虑大量程引入误差的影响.在万用表内阻大于被测电阻的十倍以上的前提下，尽量选择较小量程，以减小相对误差[3].2 静态模型的提出与分析为了更加精确的测量静态工作点，我们对误差的产生进行了深入的分析，由上述分析可知，选择合适的电压档量程能够有效的降低误差，使测量更加精确.因此，测量前需要对被测电阻的进行准确的估算，所以构建准确的静态模型来替换直流通路中的三极管显得尤为重要.同时，在检波、整流以及开关电路中，都是属于大信号的范畴，所以建立合适的静态模型也具有很大的应用意义.这在里我们以图1共射放大电路为例构建静态模型(如图2所示).图2 共射放大电路的静态等效模型三极管的输入端所对应的等效模型是由一个二极管D、一个电阻RB和一个电压源V0构成.当VBE≥V0时，二极管D导通，基极电流基区体电阻RB较小.当VBE＜V0时，二极管D截止，IB=0.在三极管的输出端等效成两部分，第一部分是由二极管D1和电阻R1构成，第二部分是由二极管D2、电阻R2、恒流源Is和受控电流源βIB构成.当VCE＞VBE，且VBE≥V0时，二极管 D1导通，D2截止，其中IC＞I s+βIB，电流在R1和R2上的压降恰好等于集-射间的电压VCE，相当于三极管工作在放大状态.当0＜VCE≤VBE，且VBE≥V0时，二极管D1和D2都导通，二极管D2导通以后，造成了输出端第二部分的短路.IC与βIB不再有直接关系，IC=由于R1的值很小，所以这时的电流IC受VCE影响很大，VCE微小的变化都会引起很大的电流变化，相当于三极管工作在饱和状态.当VCE＜0时，二极管D1截止，IC=0.由上述分析可知，此静态模型满足三极管在大信号下的输出特性.3 静态工作点测量方法的改进从共射放大电路的静态模型如图2可知，在测量基极电压UB时，由于基极端的等效电阻由三部分组成，第一，基区的体电阻RB，第二，射极电阻Re折合到基极端的电阻等于(1+β)Re，第三，基极下偏置电阻Rb1，其阻值很大.所以基极端等效电阻（几十千欧）比较大，如果直接将万用表并接在基极测量UB，则会严重的影响测量的准确度.这时我们需采用间接测量方法，由静态模型可知，在三极管输入端导通以后其输入端电阻RB较小，这样用较大内阻的万用表并接在B-E极来测量UBE，其引入的误差会很小，因此我们就可以通过测量UBE和UE的值，间接的测量出UB的值，UB=UBE+UE.这样就解决了学生在实验时遇到与理论不相符的问题.在测量发射极电压UE时，从发射极看进去的等效内阻由两部分组成，第一，发射极电阻Rb1和Re1，都比较小，第二，基区电阻RB折合到发射极RB/(1+β).所以发射极电阻较小，另一方面，由于并接万用表在发射极后，相当于引入了一个电压串联负反馈，可以稳定发射极电压.所以可以使用万用表直接并接测量UE.在测量集电极电压UC时，由静态模型可知，R2（几千欧）比较小，同时UC的电位相对UE的电位比较大，所以可以使用较大电压档并接在集电极直接测量UC.4 结论本文通过对静态工作点测量的误差分析，提出了新的测量方法，解决了实验测量与理论计算不相符的问题.并根据三极管的输入输出特性，建立了大信号的静态模型，进一步深刻理解新的测量方法的意义.同时三极管的静态模型，在分析检波、整流以及开关电路时同样有着很重要的意义.〔1〕康华光.电子技术基础模拟部分（第六版）[M].北京：高等教育出版社,2013. 〔2〕刘积学,朱勇.模拟电子线路实验与课程设计[M].长沙：中国科学技术大学出版社,2016.〔3〕冯向莉,韩芝侠.对放大电路静态工作点测量的分析[J].陕西工学院学报,2000,16(1).。
静态工作点不同的设置对放大电路动态工作的影响
静态工作点不同的设置对放大电路动态工作的影响
工作点Q 点设置合适能实现线性放大；共射基本放大电路中，设负载电阻开路，当输入电压为正弦波时，如工作点Q 点设置合适,在输入信号幅值较小时，基极动态电流也为正弦波。
i C 与v CE 将沿交流负载线变化。
当i C 增大时，v CE 下降；当i C 下降时，v CE 上升。
工作点Q 点设置偏高会产生饱和失真若工作点Q 点设置偏高，虽然基极动态电流i b 为不失真的正弦波，但是由于在输入信号正半周，靠近峰值的某段时间内晶体管进入了饱和区，导致集电极动态电流i C 产生顶部失真，集电极电阻R c 上的电压波形必然随之产生同样的失真。
由于输出电压v o 与R c 上电压的变化相位相反，从而导致v o 波形产生底部失真，此种由于晶体管进入饱和区工作而产生的失真现象称为饱和失真。
工作点Q 点设置偏低会产生截止失真。
若工作点Q 点设置偏低，在输入信号负半周靠近峰值的某段时间内，晶体管b-e 间电压总量v BE 小于其导通电压（开启电压），BJT 截止。
因
此基极电流i b 将产生底部失真。
集电极电流i C 和集电极电阻R c 上电压的波形必然会随之产生同样的失真，从而导致v o 波形产生顶部失真。
这种由于BJT 进入截止区工作而产生的失真称为截止失真。