分压式偏置放大电路

2 分压式偏置放大电路

2．1 分压式偏置放大电路的组成

分压式偏置放大电路如图所示。V 是放大管；R B1、R B2是偏置电阻，R B1、R B2组成分压式偏置电路，将电源电压U CC 分压后加到晶体管的基极；R E 是射极电阻，还是负反馈电阻；C E 是旁路电容与晶体管的射极电阻R E 并联，C E 的容量较大，具有“隔直、导交”的作用，使此电路有直流负反馈而无交流负反馈，即保证了静态工作点的稳定性，同时又保证了交流信号的放大能力没有降低。

． 图a 图b 2．2 稳定静态工作点的原理

分压式偏置放大电路的直流通路如图a 所示。当温度升高，I C 随着升高，I E 也会升高，电流I E 流经射极电阻R E 产生的压降U E 也升高。又因为U BE=U B-U E ，如果基极电位U B 是恒定的，且与温度无关，则U BE 会随U E 的升高而减小，I B 也随之自动减小，结果使集电极电流I C 减小，从而实现I C 基本恒定的目的。如果用符号“ ”表示减小，用“ ”表示增大，则静态工作点稳定过程可表示为：

要实现上述稳定过程，首先必须保证基极电位U B 恒定。由图b 可见，合理选择元件，使流过偏置 电阻R B1的电流I 1比晶体管的基极电流I B 大很多，则U CC 被R B1、R B2分压得晶体管的基极电位U B ：

分压式偏置放大电路中，采用了电流负反馈，反馈元件为R E 。这种负反馈在直流条件下起稳定静态工作点的作用，但在交流条件下影响其动态参数，为此在该处并联一个较大容量的电容C E ，使R E 在交流通路中被短路，不起作用，从而免除了R E 对动态参数的影响。

．2．3 电路定量分析

1．静态分析

根据定理可得输出回路方程

↓↓→↓−−−−−−→−↑↑→↑→↑→-=C B BE U U U U E

E C I I U U I I T B E B BE 恒定

且CC

B B B B U R R R U 2

12

+=↑↓

2．4动态分析

由分压式偏置放大电路图A 可得交流通路如图C 所示及微变等效电路如图D 所示

图C 分压式偏置电路的交流通路 图D 分压式偏置电路的交流微变等效电路 （1）电压放大倍数K

输入电压

sr i i b be

U ir i r == 输出电压

''sc c L b L

U i R i R β=-=-⋅

//'sc b L C L

sr b be be

R i r U i R R K U r ββ-⋅⋅===-

⋅

（2）输入电阻sr r

12////sr b b be

r R R r =

（3）输出电阻sc r

sc C

r R =

设计举例：

要求设计一个工作点稳定的单管放大器，已知放大器输出端的负载电阻6fz R K =Ω，晶体管的电流

E

E CE C C CC

R I U R I U ++=

放大系数β=50，信号频率f=1KH z,电压放大倍数K ≥100，放大器输出电压的有效值U SC ≥ 2.5V 。

(1) 电路结构采用工作点稳定的典型电路。

(2) 由于设计要求满足一定的输出幅度，所以采用图解法来设计是比较方便的。具体如下：

按设计要求，输出的电压峰值 1.4 2.5 3.5scm sc U V V =≥⨯=

考虑留有一定的余量，按4scm U V =设计。因此，输入电压的峰值.

scm srm U U K

=

按设计要求.

K =100设计，所以

.

scm srm U U K

=

=

40.0440100

V

V mV == 如果集电极静态电流选在（1--2）mA ，晶体管的输入电阻be r 近似按1k Ω估计，则基极电流的峰值 40401srm bm be U mV

I A r k μ=

≈=Ω

已知β=50，所以集电极的峰值电流

50402cm bm I I A mA βμ=≈⨯=

根据设计指标明确提出了4scm U V =和2cm I mA =的要求以后，就可以在晶体管的输出特性曲线上（如果手头没有特性曲线，也可以直接在ce c U I -的坐标系上）画出2scm U 和2cm I 所规定的一个矩形，见

图E

考虑到晶体管有1V 左右的饱和压降，对硅管ceo I 可以忽略不计，所以矩形的垂直边'

JJ 选在

1ce U V =的地方，矩形的下底边JH 选在0c I =的横轴上。显然，通过矩形的两个顶点H 和'J 所画的对

角线'

HJ 就应该是满足输出幅度和放大倍数要求的一条交流负载线。而通过交流负载线斜率的计算，就可以确定放大器输出端的总负载电阻'

fz R ，即

''21

tan 2cm scm fz

I JJ HJ U R α===

所以

'422scm fz

cm U V

R

k I mA

=

==Ω 已知'

//fz fz c R R R =，而且6fz R k =Ω，所以

'

111fz fz c

R R R == 或

'111111263c fz fz R R R k k k =-=-=ΩΩΩ

也就是说，为满足输出幅度和放大倍数的要求，应选3c R k =Ω。 （3）根据工作点稳定的条件（3-19），即

(510)(35)b be U U V ≥-=- （硅管） 所以选 4.7b U V =。