静态工作点的计算方法
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在学习之前,我们先来了解一个概念:
什麽是Q点?它就是直流工作点,又称为静态工作点,简称Q点.我们在进行静态分析时,主要是求基极直流电流I B、集电极直流电流I C、集电极与发射极间的直流电压U CE
一:公式法计算Q点
我们可以根据放大电路的直流通路,估算出放大电路的静态工作点.下面把求I B、I C、U CE的公式列出来
三极管导通时,U BE的变化很小,可视为常数,我们一
般认为:硅管为0。
7V
锗管为0.2V
例1:估算图(1)放大电路的静态工作点。
其中R B=120千欧,R C=1千欧,U CC=24伏,ß=50,三极管为硅管解:I B=(U CC-U BE)/R B=24—0.7/120000=0.194(mA)
I C=ßI B=50*0.194=9。
7(mA)
U CE=U CC—I C R C=24—9.7*1=14.3V
二:图解法计算Q点
三极管的电流、电压关系可用输入特性曲线和输出特性曲线表示,我们可以在特性曲线上,直接用作图的方法来确定静态工作点。
用图解法的关键是正确的作出直流负载线,通过直流负载线与i B=I BQ的特性曲线的交点,即为Q点。
读出它的坐标即得I C和U CE
图解法求Q点的步骤为:
(1):通过直流负载方程画出直流负载线,(直流负载方程为U CE=U CC-i C R C)
(2):由基极回路求出I B
(3):找出i B=I B这一条输出特性曲线与直流负载线的交点就是Q点。
读出Q点的坐标即为所求.
例2:如图(2)所示电路,已知Rb=280千欧,Rc=3千欧,Ucc=12伏,三极管的输出特性曲线如图(3)所示,试用图解法确定静态工作点.
解:(1)画直流负载线:因直流负载方程为U CE =U CC —i C R C
i C =0,U CE =U CC =12V ;U CE =4mA ,i C =U CC /R C =4mA ,连接这两点,即得直流负载线:如图(3)中的兰线 (2)通过基极输入回路,求得I B =(U CC —U BE )/R C =40uA (3)找出Q 点(如图(3)所示),因此I C =2mA ;U CE =6V
三:电路参数对静态工作点的影响
静态工作点的位置在实际应用中很重要,它与电路参数有关。
下面我们分析一下电路参数Rb ,Rc ,Ucc 对静态工作点的影响。
改变Rb 改变Rc 改变Ucc Rb 变化,只对I B 有影响。
Rb 增大,I B 减小,工作点沿直流负载线下移。
Rc 变化,只改变负载线的纵
坐标
Rc 增大,负载线的纵坐标上
移,工作点沿i B =I B 这条特性
曲线右移
Ucc 变化,I B 和直流负载线同时变
化
Ucc 增大,IB 增
大,直流负载线
水平向右移动,
工作点向右上方移动
Rb 减小,I B 增大,工作点沿直流负载线上移
Rc 减小,负载线的纵坐标下移,工作点沿i B =I B 这条特Ucc 减小,IB 减小,直流负载线
性曲线左移水平向左移动,
工作点向左下方
移动
例3:如图(4)所示:要使工作点由Q1变到Q2点应使()
A。
Rc增大C.Ucc增大B。
Rb增大D。
Rc减小
答案为:A
要使工作点由Q1变到Q3点应使()
A。
Rb增大B。
Rc增大 C.Rb减小D.Rc 减小
答案为:A
注意:在实际应用中,主要是通过改变电阻Rb来改变静态工作点。
我们对放大电路进行动态分析的任务是求出电压的放大倍数、输入电阻、和输出电阻.
一:图解法分析动态特性
1。
交流负载线的画法
交流负载线的特点:必须通过静态工作点交流负载线的斜率由R”L表示(R”L=Rc//R L)
交流负载线的画法(有两种):
(1)先作出直流负载线,找出Q点;
作出一条斜率为R”L的辅助线,然后过Q点作它的平行线即得。
(此法为点斜式)
(2)先求出U CE坐标的截距(通过方程U”CC=U CE+I C R"L)
连接Q点和U"CC点即为交流负载线。
(此法为两点式)
例1:作出图(1)所示电路的交流负载线.已知特性曲线如图(2)所示,Ucc=12V,Rc=3千欧,R L=3千欧, Rb=280千欧。
解:(1)作出直流负载线,求出点Q.
(2)求出点U”cc.U"cc=Uce+IcR”L=6+1。
5*2=9V
(3)连接点Q和点U"cc即得交流负载线(图中黑线即为所求)。