基本放大电路的静态分析

、
VCC / (Rc + Re)
4. 在输出特性曲线上确定两个特殊点.2.4 电阻归算的概念
以上在推导基极电流表达式时
V 'CC = I B R ' b +U BE + I E R e V 'CC = I B R ' b +U BE + (1 + β ) I B R e
R b1 Rc
V ' CC =
VCC Rb2 ≈UB ， Rb1 + Rb2 UE ， Re
IB = IC β
U E = U B U BE
U CEQ = VCC I C RC
IC ≈ IE =
3.2.2 直流通路和交流通路
即能通过直流的通道。从C、B、E向外 若直流电源内阻为零，交流电流流过直 看，有直流负载电阻， Rc 、 Re 、 Rb1、 Rb1 。 流电源时，没有压降。设C1、 C2 足够大，对 信号而言，其上的交流压降近似为零。在交 能通过交流的电路通道。如从C、 流通道中，可将直流电源和耦合电容短路。 B、E向外看，有等效的交流负载电阻， Rc//RL和偏置电阻Rb1、 Rb2 。
3.2.5 分压偏置的优点
V CC
图示共射组态分压偏置基本放大电
+ & U
i
路，它有稳定工作点的特点，这是因为 Re的串入有稳定工作点的作用。如果集电极电流 C2 三极管是一种对温度非常敏感的半导体 + C1 UB 随温度升高而增大，则发射极对地电位升高，因基极 + + 元件。温度升高，集电极电流增大；温 VT 电位基本不变，故UBE减小。从输入特性曲线可知， RL & 度降低，集电极电流减小。这将造成静 Uo R b2 UBE的减小基极电流将随之下降，根据三极管的电流 Re + 态工作点的移动，有可能使输出信号产 C e 控制原理，集电极电流将下降，反之亦然。这就在一 生失真。在实际电路中，要求流过Rb1和 定程度上稳定了工作点。分压偏置基本放大电路具有 Rb2串联支路的电流远大于基极电流IB。 稳定工作点的条件，是流过Rb1和Rb2串联支路的电流 远大于基极电流IB（一般大于十倍以上）。可以用下 这样温度变化引起的IB的变化，对基极电位就没有多大的影响了， 列方法计算工作点的参数值 就可以用Rb1和Rb2的分压来确定基极电位。
V 'CC U BE IB = R ' b + (1 + β ) R e
IB表达式中 表达式中分母中的(1+β)Re的物理概念可以这样理解。 这是放大电路中经常使用的电阻归算的概念，将发射极 所以将Re乘以(1+β)，是因为对于上图，写列基极电流方程时 回路的电阻归算到基极回路，要乘以(1+β)；将电阻从基极回 ，在基极电流流过的电路网眼中电流不等，在基极是IB，在发 路归算到发射极回路要除以(1+β)。 射极是IE，为了保证基极电流流过Re，产生的电压降与IE流过 时一样，所以要将Re乘以(1+β)。
V 'CC = I B R ' b +U BE + I E R e V 'CC = I B R ' b +U BE + (1 + β ) I B R e
IB = V 'CC U BE R ' b + (1 + β ) R e
IC = β IB U CE = V CC I C R c
IBB、IC和UCEBE是变量，对硅管 BE ≈0.6~0.8V，对锗管 用Q表示。往往 是变量，对硅管U 表达式中 这些量代表的工作状态称为静态工作点 ，对锗管U 表示 I 表达式中U 这些量代表的工作状态称为静态工作点， BE ≈0.2~0.3V， 静态工作点， 表示。 ， 一般在几伏，可满足V’ 的条件。所以可以将 而V’CC一般在几伏，可满足 CC >> UBE的条件。所以可以将UBE 用固定值替 改写为I 将IB、IC和UCE改写为 BQ、ICQ和UCEQ。 代，这既简化了计算，又不会造成太大的误差。 这既简化了计算，又不会造成太大的误差。
图 3-2-3 放大电路静态工作状态的图解分析
由于三极管的非线性，所以可以使用图解的方 法对放大电路进行分析。放大电路的静态工作状态 的图解分析如图3-2-4所示。 两个特殊点
两个特殊点
图 3-2-4 放大电路静态工作状态的图解分析
直流负载线的确定方法： 直流负载线的确定方法：
1. 在输入回路列方程式 CC－ UBE= IB[R’b + (1+β) Re] 在输入回路列方程式V’ β 2. 在输入特性曲线上，作出输入负载线，两线的交点 在输入特性曲线上，作出输入负载线， 即是Q 由此可确定I 也可通过计算得到。 即是 ，由此可确定 BQ 。 IBQ也可通过计算得到。 3. 在输出回路由直流负载列出方程 UCE=VCC－ IC (Rc +Re) 直流负载线。 直流负载线。 5. 得到 点的参数 BQ、ICQ和UCEQ。 得到Q点的参数 点的参数I VCC
3.2.1 静态和动态
静态—— u i = 0 时，放大电路的工作状态，也称直流工作状态。 放大电路的工作状态，也称直流工作状态 直流工作状态。 静态 动态—— u i ≠ 0 时，放大电路的工作状态，也称交流工作状态。 放大电路的工作状态，也称交流工作状态 交流工作状态。 动态 放大电路建立正确的静态，是保证动态工作的前提。 放大电路建立正确的静态，是保证动态工作的前提。分析放大电 路必须要正确地区分静态和动态，正确地区分直流通道和交流通道。 路必须要正确地区分静态和动态，正确地区分直流通道和交流通道
直流通道 交流通道
直流电源和耦合电容对交流相当于短路
V CC V CC V CC
R b1
C1
+
Rc
+
C2
R b1
+
Rc Rc + RL & Uo
+ & U
VT
i
R b2
Re
+
RL
& Uo
+ & UR b2
i
VT VT
R b2
Re
Ce
3.2.3 静态工作状态的分析法
静态分析是在输入信号等于零的情况下进行的，因此和放大电 路的直流通路打交道。 以共射分压偏置基本放大电路为例加以说明,根据直流通道可 以共射分压偏置基本放大电路为例加以说明 根据直流通道可 对放大电路的静态进行计算。 对放大电路的静态进行计算。 对基极偏置回路用戴文宁定理进行变换，使基极偏置电路只具 有一个网眼，以方便求解基极电流。 用戴文宁定理 进行变换
V CC V CC V CC
R b1
Rc
R b1
Rc
B
Rc
具体变换过程如下 I VT
VT
R' b IC
U BE
VT
R b2 Re R b2
U CE
U E = I E Re
Re
V'CC
Re
1.静态工作状态的计算方法如下 静态工作状态的计算方法如下: 静态工作状态的计算方法如下
V 'CC V CC R b2 = , R b1 + R b2 R b1 R b2 R 'b = R b1 + R b2
2.静态工作状态的图解分析法 静态工作状态的图解分析法
上述静态工作点的计算，是将UBE视为常数，如果 不视为常数，则需要用图解法来求解静态工作点。由 于三极管的非线性，所以可以使用输入特性曲线来表 示，与基极回路的直流通方程式进行图解，见图3-2-3。
IB =
V 'CC U BE R ' b + (1 + β ) R e
3.1 3.2 3.3
放大电路的基本概念 基本放大电路的静态分析 基本放大电路的图解分析
3.2 基本放大电路的静态分析
放大电路的静态是指输入信号为零时的状态， 放大电路的静态是指输入信号为零时的状态，电路中只包 含直流量，因此可以用放大电路的直流通路来分析。 含直流量，因此可以用放大电路的直流通路来分析。具体的 分析方法有计算法和图解法的方法。 分析方法有计算法和图解法的方法。 由于三极管的特性曲线是非线性的， 由于三极管的特性曲线是非线性的，不能用数学表达式 来描述，只能用特性曲线来表示。 来描述，只能用特性曲线来表示。在分析放大电路时可采用 图解的方法。 图解的方法。 在放大电路的输入回路，三极管的一方， 在放大电路的输入回路，三极管的一方，可以用三极管 的输入特性曲线表示；外电路的一方， 的输入特性曲线表示；外电路的一方，可以用基极回路直流 通路方程式来描述。 通路方程式来描述。 在放大电路的输出回路， 在放大电路的输出回路，可以用三极管的输出特性曲线 和输出侧直流通路的方程式来描述。 和输出侧直流通路的方程式来描述。