静态工作点稳定电路

I BQ
VCC
U BEQ Rb
ICQ IBQ
U CEQ VCC I CQ RC
影响 Q 稳定的因素:电路电源VCC、 电路参数RC 、 Rb、
以及晶体管的性能指标UBEQ ,β。
2-3-8
放大电路Q变化时对电路工作性能的影 响。利用图解法简单分析——直观形象。
图解法:就是利
2 - 3 - 47
作业:P141习题 2.11题2.13题 小结
1、掌握静态工作点稳定电路的Q计算；
2、会用等效法注分意析动态指标。
按要求画图
2 - 3 - 48
2.1判断电路是否能放大交流正弦波信号。说明原因。
＋
VCC
Rb
（a）将－VCC改为＋VCC 。
（b）在＋VCC 与基极 之间加Rb。
2 - 3 - 28
2.4 .2 典型静态工作点稳定电路 一、电路组成和Q 稳定原理
1、电路组成：
基极分压电阻， 保证UB 的稳定。
Rb1
RC
C1
发射极电阻,具有
直流负反馈，稳
定Q的作用。
ui Rb2
Re
交流旁路电容，减少
交流信号的损失。
2 - 3 - 29
+VCC
C2
RL uo
Ce
Rb1
RC
C1
方法1：近似计算
U BQ

Rb1 Rb1 Rb2
VCC
I CQ

I EQ

U BQ
U BEQ Re
I BQ

I EQ
1
U CEQ VCC ICQ (RC Re )
2 - 3 - 36
方法2：利用戴维宁定理，得到放大电路的等效电路。
2 - 3 - 37
VBB

Rb1 Rb1 Rb2
用晶体管的特性曲线 和放大电路其他元件 的特性，用作图的方 法来分析电路。
2-3-9
图解法的应用 1. 确定静态工作点（静态分析）。 2. 计算电压放大倍数(动态参数的分析)。 3. 分析放大电路的非线性失真。 4. 分析电路参数放大电路的影响。 5. 分析放大电路最大输出电压。
2 - 2 - 10
2 - 3 - 24
3、避免晶体管放大电路产生非线性失真采取的 手段： 1）选择线性好的晶体管； 2）选择放大电路合适的Q;
Q如果偏高，要使Q降低，可以使Rb增大； Q如果偏低，要使Q升高，可以使Rb减小。 3）输入信号不能太大，放大电路放大的是小信 号。
2 - 3 - 25
*由以上分析可知：在实际工作中如何调整 电路参数找到电路合适的静态工作点：
模拟电子技术教学课件
河北科技大学信息学院基础电子 教研室
内容回顾
基本要求： 1、掌握晶体管的等效模型； 2、掌握等效法分析动态指标。
2-3-2
1、晶体管的等效模型 c ic
ib
b
uce
ube
ib
b
ube rbe
ic c
ib
uce
e
e
rbe

rbb '(1

)
26(mV ) IE (mA )
2-3-3
2、直接耦合放大电路的动态分析
（1）画出放大电路的微变等效电路
IC RL
（2）动态参数：
Au


R' L Rb rbe
2-3-4
Ri Rb rbe RO RC
3、阻容耦合放大电路的动态分析：
（1）画出放大电路的微变等效电路
（2）动态参数：
A u
RL '
rbe
RL ' (1 )Re
(RL ' RC // RL )
Ri Rb1 // Rb2 // rbe (1 )Re RO RC
2 - 3 - 43
电路的动态参数：
当(1 )Re rbe时：
Au
rbe
RL ' (1 )Re
RL ' Re
1、当 Ce 存在时，
Rb1
RC
C2
①画出交流等效电路： C1
a、直流电源VCC短路； b、电容C1、C2短路；ui Rb2 Re
c、T 微变等效。
RL
Ce
uo
2 - 3 - 39
放大电路的微变等效电路
Rb1 RC C1
+VCC C2
Rb1 ui
ui Rb2 Re
RL uo
Ce
Rb2
RL
uo RC
习题集锦 - 49
2.2 画出如图所示各电路的直流通路和交流通路。设所 有电容对交流信号均可视为短路。 解:将电 容开路 即为直 流通路。
习题集锦 - 50
各电路的交流通路如图所示；
习题集锦 - 51
+VCC C2
ui Rb2
Re
RL
uo Ce
电路称为分压式电流负反馈Q点稳定电路。
2 - 3 - 30
2、Q稳定原理---利用直流通路分析
+VCC
Rb1
RC
C2
C1
ui Rb2
Re
RL
uo Ce
2 - 3 - 31
直流通路
通直 路流
1）稳定条件：
①基极电位UB基本稳定:
设计电路要求：I1 IBQ
VCC
Q Q
U CEQ VCC I CQ RC
2 - 3 - 20
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
放大电路的非线性失真
1、引起放大电路非线性失真的原因 1）晶体管特性的非线性； 2）Q点的位置不合适：
Q点偏低或 Q点偏高； 3）输入信号太大均可以引起非线性失真。
2 - 3 - 21
Q点偏低产生非线性失真-------截止失真（对于uO

U BQ
U BEQ Re
当UBQ>>UBEQ，
(UBQ=(3~5)UBEQ时，
UBEQ可以忽略。
I EQ

U BQ Re
IEQ 基本稳定。
2 - 3 - 34
2）静态工作点Q的稳定过程：
当温度升高时
温 度
IC
UE
UBE
IC
IB
最终保证ICQ基本稳定， 达到Q稳定的目的。
2 - 3 - 35
**3）静态工作点的估算
2 - 3 - 13
U BEQ VBB
uBE
2. 输出回路：ICQ和UCEQ的求解 iC
uCE
2 - 3 - 14
iVCCC
RC
Q
I CQ
IB Q
u V i R 一、静态工作UC点EQ的VC分C析（uui=C0）E CE
CC C C
输出回路直流负载线方程
2 - 3 - 15
利用作图法确定Q的方法步骤：
I1=(5~10)IBQ时， IBQ可以忽略。
2 - 3 - 32
又因为：I2 I1 IBQ
I2 I1
Rb1、Rb2可以看 成是串联关系
U BQ

Rb1 Rb1 Rb2
VCC
UBQ与T参数无关，电 路参数稳定， UBQ稳定。
2 - 3 - 33
② IEQ 基本稳定
由电路可知：I EQ
b、电容C1、 C2 短路；ui Rb2
Re
c、T 微变等效。
X
+VCC C2
RL
Ce
uo
2 - 3 - 42
放大电路的微 变等效电路:
②计算电路的动态参数：
Ui Ibrbe Ie Re Ibrbe Ib (1 )Re U O IC RL '
Au


rbe
顶部平顶失真）
iC
iC
交流负载线
Q
0
t0
0
2 - 3 - 22
(a) t
iB
uCE uCE
Q点偏高产生的非线性失真-------饱和失真（对于uO
底部平顶失真）
iC
iC
iB
Q
0
t0
0
(b)
交流负载线
uCE uCE
t 2 - 3 - 23
？思考： Q点合适，如果输入信号过大，
——会发生什么现象？
2、非线性失真的类型： 1） Q点偏低引起的截止失真； 2） Q点偏高引起的饱和失真； 3） 输入信号过大引起的双失真。
Ri Rb // rbe
RO RC
2-3-5
放大电路及动态参数对比：
A u

R'L Rb rbe
Ri Rb rbe
RO RC
2-3-6
Au


RL '
rbe
Ri Rb // rbe
RO RC
2-3-7
2.4 静态工作点的稳定
影响 Q的因素：
根据静态工作点(Q)的计算:
VCC
Rb Rb1 // Rb2
根据输入回路方程：
VBB IBQRb UBEQ IEQ Re
I BQ

VBB U BEQ
Rb (1 )Re
ICQ IBQ
U CEQ VCC ICQ (RC Re )
2 - 3 - 38
二、动态分析—动态参数的计算
+VCC
2 - 3 - 17
Rb对放大电路Q的影响—Rb增大Q沿负载线向下移。
Q
Rb
Q
2 - 3 - 18
2.RC对放大电路Q的影响—RC增大Q沿输出特性曲 线线向左移(负载线斜率变小） 。
RC
Q Q
U CEQ VCC I CQ RC
2 - 3 - 19
3.VCC对放大电路Q的影响—VCC增大Q沿输出特性 曲线线向右移(负载线斜率不变）。
通常情况调整Rb 如果Q偏高,出现饱和失真(电压下平 顶波形);增大Rb使Q降低,消除失真。 如果Q偏低,出现截止失真(电压上 平顶波形)，减小Rb使Q升高,消除失真。
2 - 3 - 26
2.4 .1 静态工作点稳定的必要性
为了保证放大电路的正常稳定工作，
电路必须有合适的、稳定的静态工作点。
电源电压的波动、元件的老化以及因温度变化
1、画出晶体管的输入、输出特性曲线; 2、根据输入回路得到输入回路负载线确定IBQ； 3、根据输出回路得到输出回路负载线确定Q；
2 - 3 - 16
分析电路参数对放大电路Q的影响。 1.Rb对放大电路Q的影响—Rb增大Q沿曲线向下移
—输入负载线斜率减小。
Rb
Q
I BQ

VBB
U BEQ Rb
Q
外电路
内电路
外电路
线性部分：外围电路
非线性部分：T，即iB和uBE、iC和uCE的关系
2 - 3 - 11
静态工作点的分析（ui=0）——确定Q
1. 输入回路：IBQ和UBEQ的求解 iB
uBE
2 - 3 - 12
VBB iB
Rb
I BQ
Q
uBE VBB iB Rb
输入回路直流负载线方程
交流通路
2 - 3 - 40
微变等效电路
放大电路的微变等效电路
②计算电路的动态参数：
Au
Uo Ui

RL' rbe
Ri Rb1 // Rb2 // rbe
2 - 3 - 41
(RL' RC // RL )
RO RC
2、当 Ce 不存在时，
Rb1 C1
RC
①画出交流等效电路：
a、直流电源VCC短路；
所引起晶体管参数的变化，都会造成静态工作
点的不稳定。其中温度对晶体管参数的影响是
最主要。
UBE
T

IC
2 - 3 - 27
ICEO
iC
Q´
温度上升时，
输出特性曲线 上移，造成Q 点上移。
Q
uCE
为了避免由于晶体管参数受温度影响而 引起Q变化，常常要引入直流负反馈或温度 补偿的方法来保证放大电路Q的稳定。
1、将Rb1用反向二极管代替，即利用二极管的反 向特性进行温度补偿稳定Q点。
IRb
VCC
U BEQ Rb
VCC Rb
I R b I R I BQ
T IC
ID
IB IC
2 - 3 - 46
2、在Rb1上串联正向二极管，即利用二极管的正向特 性进行温度补偿稳定Q点。
T IC UE UD UB UBE IC
(RL ' RC // RL )
Ri Rb1 // Rb2 // rbe (1 )Re
RO RC
2 - 3 - 44
2.4.3 稳定静态工作点的措施
除前面典型Q稳定电路利用负反馈 稳定Q以外，还常常采用温度补偿方法 来稳定Q。二极管的反向特性进行温度 补偿稳定Q点。
2 - 3 - 45