静态工作点的计算方法
最新静态工作点的计算方法资料
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 Ci 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。
共射放大电路 静态工作点 计算
共射放大电路静态工作点计算共射放大电路是一种常见的放大电路,其在电子设备中得到广泛应用。
静态工作点是指电路中晶体管的基极电压和集电极电流的稳定状态,也是共射放大电路的重要参数之一。
本文将从共射放大电路的基本原理、静态工作点的计算方法以及其在电路设计中的应用等方面进行阐述。
一、共射放大电路的基本原理共射放大电路由一个NPN型晶体管、输入电阻、输出电阻和耦合电容等组成。
其工作原理是通过控制输入电压,使晶体管的输出电流发生放大,从而实现信号的放大功能。
在共射放大电路中,输入信号通过耦合电容输入到基极,通过基极电流的变化使晶体管的集电极电流发生相应的变化,从而实现信号放大。
输出信号则从集电极输出,经过输出电阻传递到负载。
二、静态工作点的计算方法静态工作点的计算是为了确定晶体管的偏置电压和工作状态,以保证电路的稳定工作。
静态工作点通常由输入电阻、输出电阻以及直流电源电压等参数决定。
1. 确定电源电压:首先需要确定电源的电压,即集电极与基极之间的电压。
一般情况下,电源电压取值为晶体管的额定电压。
2. 确定电阻值:根据电路的要求,选择合适的电阻值。
输入电阻决定了输入信号的电压,输出电阻决定了输出信号的电流。
3. 计算基极电流:根据电路中的电阻和电源电压,可以计算出基极电流。
基极电流的计算可以通过欧姆定律或基尔霍夫定律等方法进行。
4. 计算基极电压:基极电压可以通过基极电流和输入电阻的乘积得到。
5. 计算集电极电流:根据晶体管的参数和基极电流,可以计算出集电极电流。
集电极电流的计算可以通过晶体管的静态工作曲线来确定。
6. 计算静态工作点:根据基极电流和集电极电流的值,可以确定静态工作点的坐标。
三、静态工作点在电路设计中的应用静态工作点的确定对于共射放大电路的设计和性能影响至关重要。
合理的静态工作点可以保证电路在稳定工作状态下具有较好的线性放大特性。
1. 确定放大倍数:通过调整静态工作点,可以实现不同的放大倍数。
直接耦合静态工作点的计算
直接耦合静态工作点的计算一、引言直接耦合静态工作点是电子设备设计中重要的一个概念。
在设计电路时,为了保证电路的正常工作,需要确定电路的工作点。
直接耦合静态工作点是指电路在静态条件下的电压和电流数值。
通过计算直接耦合静态工作点,可以帮助工程师设计出更加稳定可靠的电路。
二、直接耦合静态工作点的计算方法1. 理论基础直接耦合静态工作点的计算是基于晶体管的静态特性曲线的。
在计算过程中,需要使用晶体管的三个基本参数:β(放大因子)、VBE (基极-发射极电压)和VCE(集电极-发射极电压)。
2. 计算步骤(1)确定电路的拓扑结构,包括晶体管的放置位置和连接方式。
(2)根据电路的拓扑结构,写出电路的直流分析方程。
(3)根据电路的拓扑结构和晶体管的放大因子,通过计算,确定电路的直流工作点的电压和电流数值。
(4)检查计算结果是否符合电路的要求,如电流是否过大或电压是否过高,如果不符合要求,需要调整电路参数或拓扑结构。
(5)重复上述步骤,直到得到满足电路要求的直接耦合静态工作点。
三、直接耦合静态工作点计算的注意事项1. 晶体管的参数选择要准确。
晶体管的放大因子β和基极-发射极电压VBE是计算直接耦合静态工作点的关键参数,选择不准确会导致计算结果不准确。
2. 电路的拓扑结构要合理。
电路的拓扑结构包括晶体管的放置位置和连接方式,对于不同的电路应用,需要选择合适的拓扑结构,以满足电路的要求。
3. 计算过程中要考虑温度的影响。
晶体管的参数会受到温度的影响,因此在计算直接耦合静态工作点时,需要考虑温度变化对参数的影响。
4. 检查计算结果是否符合电路的要求。
计算得到的直接耦合静态工作点的电压和电流数值需要与电路的要求进行比较,如果不符合要求,需要进行调整。
四、直接耦合静态工作点计算的应用直接耦合静态工作点的计算方法广泛应用于电子设备的设计和调试过程中。
通过计算直接耦合静态工作点,可以帮助工程师设计出更加稳定可靠的电路,并且可以根据需要进行调整,以满足电路的要求。
静态工作点的计算
_
e
hreUce
_
e
微变等效电路中的 电量都是信号电压、 信号电流。
h参数必须用Q点的 值求出。Q点改变, 参数也改变。
(四)简化h参数微变等效电路
. Ib
b+
.
Ic
c
+
..
Ib Ib
b+
b
+
第三节
. Ic
+c+ c
hie
1
.
Ube
hoe
.
hfeIb
hreUce
_
e
rbe rbb (1 ) UT
把由信号引起的增量用交流正弦复数量代替
Ube hieIb hreUce
第三节
Ic hfeIb ho U e ce
根据这两个方程画出晶体管的h参数微变等效电路
. Ib
b+
.
Ic
c
+
hie
1
.
Ube
.
hoe hfeIb
.
Uce
hreUce
_
_
e
e
(二)h参数的物理意义
第三节
1.hie
在 Ube hieIb hreUce 中令
..
Ic
Io
+
.
.
β Ib Rc RL Uo
_
Ro
式中,Rb+rbe就是放大电路的
输入电阻,用Ri表示。A us A u •
Ri
Rs Ri
A us RL • Rb rbe RL
Rb rbe Rs Rb rbe Rs Rb rbe
(二)计算电流放大倍数
静态工作点的计算方法
正在教习之前,咱们先去相识一个观念:什麽是Q面?它便是直流处事面,又称为固态处事面,简称Q面.咱们正在举止固态分解时,主假如供基极直流电流IB、集电极直流电流IC、集电极取收射极间的直流电压UCE 一:公式法估计Q面咱们不妨根据搁大电路的直流利路,估算出搁大电路的固态处事面.底下把供IB、IC、UCE的公式列出去之阳早格格创做例1:估算图(1)搁大电路的固态处事面.其中RB=120千欧,RC=1千欧,UCC=24伏,ß=50,三极管为硅管二:图解法估计Q面三极管的电流、电压闭系可用输进个性直线战输出个性直线表示,咱们不妨正在个性直线上,间接用做图的要领去决定固态处事面.用图解法的闭键是精确的做出直流背载线,通过直流背载线取iB=IBQ的个性直线的接面,即为Q面.读出它的坐标即得IC战UCE图解法供Q面的步调为:(1):通过直流背载圆程绘出直流背载线,(直流背载圆程为UCE=UCC-iCRC)(2):由基极回路供出IB(3):找出iB=IB那一条输出个性直线取直流背载线的接面便是Q面.读出Q面的坐标即为所供.例2:如图(2)所示电路,已知Rb=280千欧,Rc=3千欧,Ucc=12伏,三极管的输出个性直线如图(3)所示,试用图解法决定固态处事面.解:(1)绘直流背载线:果直流背载圆程为UCE=UCC-iCRCiC=0,UCE=UCC=12V;UCE=4m A,iC=UCC/RC=4mA,对接那二面,即得直流背载线:如图(3)中的兰线(2)通过基极输进回路,供得IB=(UCC-UBE)/RC=40uA(3)找出Q面(如图(3)所示),果此IC=2 mA;UCE=6V三:电路参数对于固态处事面的做用固态处事面的位子正在本质应用中很要害,它取电路参数有闭.底下咱们分解一下电路参数Rb,Rc,Ucc对于固态处事面的做用.改变Rb改变Rc改变UccRb变更,只对于IB有做用.Rb删大,IB减小,处事面沿直流背载线下移.Rc变更,只改变背载线的纵坐标Rc删大,背载线的纵坐标上移,处事面沿iB=IB那条个性直线左移Ucc变更,IB战直流背载线共时变更Ucc删大,IB删大,直流背载线火仄背左移动,处事面背左上圆移动Rb减小,IB删大,处事面沿直流背载线上移Rc减小,背载线的纵坐标下移,处事面沿iB=IB那条个性直线左移Ucc减小,IB减小,直流背载线火仄背左移动,处事面背左下圆移动例3:如图(4)所示:要使处事面由Q1变到Q2面应使()问案为:A要使处事面由Q1变到Q3面应使( )问案为:A注意:正在本质应用中,主假如通过改变电阻Rb去改变固态处事面.咱们对于搁大电路举止径背分解的任务是供出电压的搁大倍数、输进电阻、战输出电阻.一:图解法分解动背个性接流背载线的个性:必须通过固态处事面接流背载线的斜率由R"L表示(R"L=Rc//RL)接流背载线的绘法(有二种):(1)先做出直流背载线,找出Q面;做出一条斜率为R"L的辅帮线,而后过Q面做它的仄止线即得.(此法为面斜式)(2)先供出UCE坐目标截距(通过圆程U"CC=UCE+ICR"L)对接Q面战U"CC面即为接流背载线.(此法为二面式)例1:做出图(1)所示电路的接流背载线.已知个性直线如图(2)所示,Ucc=12V,Rc=3千欧,RL=3千欧,Rb=280千欧.解:(1)做出直流背载线,供出面Q.(2)供出面U"cc.U"cc=Uce+IcR"L=6+1.5*2=9V(3)对接面Q战面U"cc即得接流背载线(图中乌线即为所供)。
ocl功放电路 静态工作点
ocl功放电路静态工作点静态工作点是指电路中的某一状态,在该状态下电路各个元件的电压和电流都保持不变。
在OCL功放电路中,静态工作点的确定对于保证电路的正常工作至关重要。
本文将以静态工作点为主题,介绍OCL功放电路静态工作点的相关知识。
一、静态工作点的定义和意义静态工作点是指在直流条件下,电路中各个元件的电压和电流的稳定值。
在OCL功放电路中,静态工作点的确定直接影响电路的线性度、失真度以及功率输出等性能指标。
因此,正确地确定和调整静态工作点对于保证电路的正常工作和优化性能至关重要。
二、静态工作点的确定方法确定OCL功放电路的静态工作点需要考虑电源电压、电路的工作状态以及各个元件的参数。
以下将介绍两种常用的静态工作点确定方法。
1. 固定偏置电流法固定偏置电流法是一种常见的静态工作点确定方法。
其基本思想是通过设置偏置电流,使得放大器的输入和输出信号都能够在电源电压的正负范围内得到放大。
具体步骤如下:(1)根据电路参数计算出理论上的静态工作点。
(2)通过调整电阻值或电源电压,使得实际的静态工作点接近理论值。
(3)使用示波器等测试仪器对电路的静态工作点进行实时监测和调整,以确保其稳定性。
2. 变阻器调整法变阻器调整法是另一种常用的静态工作点确定方法。
其基本思想是通过调整电路中的变阻器,改变电路的工作状态,从而确定合适的静态工作点。
具体步骤如下:(1)根据电路参数计算出理论上的静态工作点。
(2)通过调整变阻器的阻值,改变电路的工作状态。
(3)使用示波器等测试仪器对电路的静态工作点进行实时监测和调整,以确保其稳定性。
三、静态工作点的调整注意事项在调整OCL功放电路的静态工作点时,需要注意以下几点:1. 静态工作点的稳定性:静态工作点应该在整个工作过程中保持稳定,不受温度变化、电源电压波动等因素的影响。
2. 静态工作点的合理选择:静态工作点的选择应该考虑到电路的线性度、功率输出和失真度等性能指标,以实现最佳的工作效果。
射极跟随器静态工作点的计算方法
射极跟随器静态工作点的计算方法射极跟随器作为一种常见的放大电路,其静态工作点的计算方法是非常重要的。
在实际应用中,静态工作点对于电路的性能和稳定性都有非常大的影响。
本文将详细介绍射极跟随器静态工作点的计算方法。
射极跟随器静态工作点的基本原理射极跟随器是一种基本的晶体管放大电路,由一个PNP晶体管和一个电阻组成。
其基本原理是通过对集电极进行负反馈,使输出信号不受输入信号的影响,从而实现输出电流等于输入电流的效果。
射极跟随器静态工作点的计算方法在实际工作中,射极跟随器的静态工作点可以通过如下公式进行计算:IB = (VCC - VBE) / (RB + Re)其中,IB为射极电流,VCC为电源电压,VBE为基极-发射极电压,RB为基极电阻,Re为射极电阻。
通过此公式可以计算出射极跟随器的静态工作点电流IB,进而确定出晶体管的工作状态,即饱和区、放大区或截止区。
具体来说,在射极跟随器中,如果IB过大,则晶体管会进入饱和区,输出信号将会失真;如果IB过小,则晶体管会进入截止区,输出信号将会非常弱。
因此,通过计算射极跟随器的静态工作点,可以很好地控制晶体管的工作状态,从而保证输出信号的质量和稳定性。
射极跟随器静态工作点的注意事项需要注意的是,在实际应用中,射极跟随器的静态工作点还需要考虑其它一些因素,例如温度、晶体管的参数变化等。
因此,在进行射极跟随器的设计和使用时,需要仔细考虑这些因素,同时进行充分的测试和调试,以确保电路的性能和稳定性。
总之,射极跟随器静态工作点的计算是一项非常重要的工作,它直接影响了电路的输出质量和稳定性。
通过了解射极跟随器的基本原理和计算方法,我们可以更好地掌握此电路的使用和设计,同时注意其它一些因素的影响,以确保电路的正常工作和输出质量的良好表现。
三极管静态工作点的计算
Part Two
三极管静态工作点 的计算步骤
确定输入信号
确定输入信号的频率和幅度 选择合适的放大倍数 计算静态工作点 选择合适的电阻和电容值
确定偏置电路
确定三极管类型和电极关系
计算集电极电流
添加标题
添加标题
计算基极电流
添加标题
添加标题
计算发射极电流
计算基极电流
计算公式:Ib = (Vcc - Vbe)/Rb
04 三 极 管 静 态 工 作 点 的调整方法
Part One
三极管静态工作点 的基本概念
静态工作点的定义
静态工作点是指 三极管在工作时 所处的工作状态, 包括基极电流、 集电极电流和发 射极电压等参数。
静态工作点是三 极管放大电路的 重要参数之一, 它决定了放大电 路的性能和稳定 性。
静态工作点的选 择对于放大电路 来说至关重要, 如果选择不当, 可能会导致放大 电路出现失真、 截止或饱和等现 象。
计算集电极电压和发射极电压
计算集电极电压:根据基极电流和β值计算集电极电压
计算发射极电压:根据基极电流和发射极电阻计算发射极电压
Part Three
三极管静态工作点 的影响因素
温度对静态工作点的影响
温度变化会影响三极管的放 大倍数β,进而影响静态工 作点。
温度对三极管内部热噪声也 有影响,可能导致静态工作
记录波形数据,计算静态工作点
添加标题
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调整示波器参数,观察信号波形
添加标题
添加标题
验证测量结果的准确性
使用专业的测试仪器测量静态工作点
使用示波器观察输 入和输出波形
使用万用表测量管 脚电压和电流
使用信号发生器和 频谱分析仪测试频 率响应
模电静态工作点
模电静态工作点模拟电子技术是现代电子技术的基础,静态工作点是模拟电子电路中一个非常重要的概念。
本文将详细介绍模拟电子电路中的静态工作点,包括静态工作点的定义、求解方法以及静态工作点的重要性等方面。
1. 静态工作点的定义静态工作点是指模拟电子电路在稳定状态下的工作状态。
在稳定状态下,电路中的电流、电压和功率等参数保持不变。
静态工作点可以用来描述电路的基本性能和稳定性,并且对于电路的分析和设计都具有重要的意义。
2. 求解静态工作点的方法求解静态工作点是分析和设计模拟电子电路的基础。
常用的方法包括基于直流分析的解析法和基于仿真的数值法。
2.1 基于直流分析的解析法基于直流分析的解析法是通过对电路进行等效替代,利用网络定理、电流电压关系和元件特性等进行求解。
通常可以采用符号法或代数法进行计算,得到电路中各个元件的电流、电压和功率等参数。
2.2 基于仿真的数值法基于仿真的数值法是通过使用电子设计自动化(EDA)软件进行模拟分析,利用矩阵方程或迭代算法求解电路方程组,得到电路中各个节点的电压和电流等参数。
这种方法适合于复杂的电路或无法用解析法求解的电路。
3. 静态工作点的重要性静态工作点对于模拟电子电路的性能和稳定性具有重要影响。
一个合理的静态工作点可以保证电路在正常工作范围内,避免过饱和或过截止等失真现象的发生。
静态工作点也可以用来描述电路的功耗、偏置电压和动态范围等参数。
4. 静态工作点的应用举例静态工作点广泛应用于模拟电子电路的分析和设计中。
下面举两个例子来说明其应用。
4.1 放大电路的静态工作点在放大电路中,静态工作点决定了放大器的增益、非线性失真等性能。
通过调整静态工作点,可以使放大器在合适的工作状态下实现最大增益和最小失真。
4.2 直流稳压电路的静态工作点直流稳压电路的静态工作点决定了稳压器的输出电压和负载调节性能。
通过合理选择电路元件参数,可以使稳压器在稳定的静态工作点附近提供稳定的输出电压。
音频功率放大电路第一二级静态工作点计算
音频功率放大电路第一二级静态工作点计算
音频功率放大电路第一二级静态工作点的计算过程如下:
1.计算第一级电流放大倍数。
根据电路图,第一级由两个并联的电
阻R1和R2组成。
通过计算可得,第一级电流放大倍数为电流放大倍数= (R2 // R1) / (R1 // R2) = 3.75 / (23.75) = 0.65。
2.计算第一级电压放大倍数。
根据电路图,第一级由两个串联的电
阻R3和R4组成。
通过计算可得,第一级电压放大倍数为电压放大倍数= R4 / R3 = 20k / 4.7k = 4.29。
3.计算第二级电流放大倍数。
根据电路图,第二级由两个并联的电
阻R5和R6组成。
通过计算可得,第二级电流放大倍数为电流放大倍数= (R5 // R6) / (R6 // R5) = 20k / (4.7k * 2) = 1.07。
4.计算第二级电压放大倍数。
求放大器静态工作点的方法
求放大器静态工作点的方法
放大器静态工作点是指放大器在没有输入信号的情况下的直流工作状态。
正确的静态
工作点能够使放大器在接收到输入信号之后输出的信号有最大幅度,同时也能避免放大器
过热或损坏。
下面介绍一些求放大器静态工作点的方法。
第一种方法是直接测量放大器的直流电压。
在设置静态工作点之前,需要关闭输入信
号源,将示波器连接到放大器的输出端口并打开。
通过示波器可以读取输出的直流电压,
可以通过调整放大器的电路来改变电压。
典型的方法是通过改变电阻器的值来调整电压。
当直流电压达到预期的值时,可以认为静态工作点被设置正确了。
第二种方法是通过计算来确定电路的工作点。
为了计算这个点,首先需要确定电流源,电容和输出电阻等参数。
为了计算这些参数,需要测量直流电压,然后根据欧姆定律来计
算电流。
接下来,可以使用工具分析器(如Multisim软件)来模拟放大器的电路。
模拟可以帮助确定将要设置的静态工作点,并且根据计算来调整电路和电阻器的值。
第三种方法是使用调节电阻器的方法来调整放大器的工作点。
在这个方法中,需要调
节电路中的多个电阻器,直到达到目标静态工作点。
这种方法需要不断地调整电路,并不
断地取样,因此需要相当的时间来完成。
无论使用哪种方法求放大器的静态工作点,都需要进行实验测试来验证设置的工作点。
只有当放大器处于正确的静态工作点时,才能获得最佳的输出信号。
静态工作点的计算
稳定性问题探讨
温度稳定性
晶体管参数受温度影响较大,静态工作点会随温度变化而漂移, 影响放大电路的稳定性。
电源稳定性
电源电压的波动会导致静态工作点的变化,从而影响放大电路的 性能。
元器件老化
随着使用时间的延长,元器件参数可能发生变化,导致静态工作 点漂移。
改善措施与建议
合理选择晶体管
采用稳压电源
选用具有高稳定性、低温度系数的晶体管 ,以降低温度对静态工作点的影响。
https://
THANKS
感谢观看
曲线形状与特点
输出特性曲线反映了集电极电流 IC与集电极-发射极电压VCE之间 的关系,通常呈现饱和、放大和
截止三个区域。
曲线族与IB关系
不同基极电流IB下的输出特性曲线 形成一族曲线,随着IB增大,曲线 向上移动。
曲线应用
通过输出特性曲线可以确定晶体管 的放大倍数β、饱和压降VCE(sat)和 截止电压VCE(cut-off)。
结果展示和讨论环节
结果展示
将实验测量数据和计算结果以图表形式进行展示,包括电压-电流曲线图、静态 工作点参数表等。通过直观的图表展示实验结果,便于分析和比较。
结果讨论
根据实验结果,对静态工作点的计算方法和理论进行验证和评估。分析实验误差 来源及影响因素,提出改进意见和建议。同时,可将实验结果与理论预测值进行 比较,进一步探讨相关理论和方法的适用性和局限性。
搭建电路模型
在仿真软件中搭建与实际电路相对应 的电路模型,设置相关参数。
运行仿真
运行仿真软件,观察仿真结果中晶体 管的静态电流和电压,确定静态工作 点。
分析结果
通过对仿真结果的分析,可以了解电 路的性能和稳定性,为后续设计提供 参考。
MOS管的静态工作点的计算
MOS管的静态⼯作点的计算据场效应管的上述特点,利⽤双极型三极管与场效应管的电极对应关系,即b→G,e→S,c→D,即可在单管共射放⼤电路的基础上,组成共源极放⼤电路。
上图是⼀个由N沟道增强型MOS场效应管组成的单管共源极放⼤电路的原理电路图。
为了使场效应管⼯作在恒流区以实现放⼤作⽤,对于N沟道增强型MOS管来说,应满⾜以下条件:uGS>UTuDS>uGS-UT其中UT为N沟道增强型MOS场效应管的开启电压。
⼀、静态分析为了分析共源极放⼤电路的静态⼯作点,可以利⽤近似估算法或图解法。
(⼀)近似估算法在上图中,由于MOS场效应管的栅极电流为零,因此电阻RG上没有电压降,则当输⼊电压等于零时UGSQ=VGG (2.7.1)由上图可得UDSQ=VDD-IDQRD (2.7.4)(⼆)图解法为了⽤图解法确定静态⼯作点,应先画出直流负载线。
由上图电路的漏极回路可列了以下⽅程:uDS=VDD-iDRD根据以上⽅程,在场效应管的输出特性曲线上画出直流负载线,如下图所⽰。
直流负载线与uGS=UGSQ=VGG的⼀条输出特性的交点即是静态⼯作点Q。
由图可得静态时的IDQ和UDSQ,见下图。
⼆、动态分析同样可以利⽤微变等效电路法对场效应管放⼤电路进⾏动态分析。
⾸先讨论场效应管的等效电路。
由于漏极电流iD是栅源电压uGS和漏源电压uGS 的函数,根据式(2.7.8)可画出场效应管的微变等效电路,如下图所⽰。
图中栅极与源极之间虽然有⼀个电压Ugs,但是没有栅极电流,所以栅极是悬空的。
D、S之间的电流源gmUgs也是⼀个受控源,体现了Ugs对Id的控制作⽤。
等效电路中有两个微变参数:gm和rDS。
它们的数值可以根据式(2.7.6)和(2.7.7)中的定义,在场效应管的特性曲线上通过作图的⽅法求得。
⼀般gm的数值约为0.1⾄20mS。
rDS的数值通常为⼏百千欧的数量级。
当漏极负载电阻RD⽐rDS⼩得多,可认为等效电路中的rDS开路。
放大电路中静态工作点与波形失真的关系
I BQ I EQ
U BQ-U BEQ
U CEQ VCC I CQ Rc I EQ Re VCC I EQ ( Rc Re )
1.5 放大电路中静态工作点与波形失真的关系
1.5.2 波形失真与静态工作点的关系
+ VCC
1M 20k
RP
Rc
Cb 2
Rb
ui
Cb 1
t
1、波形失真的类型
底部失真
顶部失真
上下失真
1.5 放大电路中静态工作点与波形失真的关系
1.5.2 波形失真与静态工作点的关系
2、静态工作点的作用
+ VCC
Rb Cb 1
uBE
UBE t t t
Rc
Cb 2
uo
ui
1.5 放大电路中静态工作点与波形失真的关系
1.5.2 波形失真与静态工作点的关系
3、波形失真的原因
1.5 放大电路中静态工作点与波形失真的关系
1.5.1 静态工作点的计算
1、基本放大电路的静态工作点的计算
直流通路
I BQ=
VCC-U BEQ Rb
I CQ I BQ U CEQ VCC I CQ Rc
1.5 放大电路中静态工作点与波形失真的关系
1.5.1 静态工作点的计算
2、分压式放大电路的静态工作点的计算
单管放大电路静态工作点(公式法计算)
单电源固定偏置电路:选择合适的Rb,Rc,使电路工作在放大状态。
工作点稳定的偏置电路:该方法为近似估算法。
分压式偏置电路:
稳定工作点的另一种解释:温度T↑→IC↑→IE↑→VE↑(=IERe)↓(VB固定) ,则IC↓ IB↓ VBE↓ (=VB-VE)。
在静态情况下,温度上升引起IC增加,由于基极电位VB基本固定,该电流增量通过Re产生负反馈,迫使IC自动下降,使Q点保持稳定。
Re愈大,负反馈作用愈强,稳定性也愈好。
但Re过大,输出的动态范围(ΔVCE)变小,易引起失真。
Rb1、Rb2愈小,VB愈稳定。
但它们过小将使放大能力下降。
工程设计时,应综合考虑电阻阻值的影响。
经验公式:I1=(5~10)IBQ,VEQ=IEQRe=0.2VCC(或VEQ=1~3V)。
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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这条特性
曲线左移
Ucc减小,IB减小,
直流负载线水平
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)。