5稳定静态工作点的放大电路

ui
_
稳定静态工作点Biblioteka Baidu条件
(b)
UB>>UBE
UB=(3~5) V UB=(1~3) V
（硅管） （锗管，取绝对值）
U B U BE U B IC I E Re Re
-----------也是稳定的
+ ui _
+Vcc RB1 RC C2 + I1 C1 + UB + T IB I2 UE uo IE RB2 Re _ IC
+Vcc RB1 C1 + I1 + ui _ RB2 I2
RB 2 UB VCC RB1 RB 2
Rc UB IB RE
IC + T UE IE _ C2 UE+ ERE =I uo
U BE U B U E
iB RB1 C1 + + ui Rc + T
+Vcc uCE C2
+
uo _ uBE
1
+
I b ( RC // RL ) I b rbe
+
50
T
+ RL
ui _
RB2
3 // 1 32.6 + uo 1.15 E R
CE_
当改用=100的三极管后，其Q点为：
VB VBE 3.5 0.7 IC I E 1.4m A RE 2
+ +输出电阻 ui _ RB2
C1
+
输入电阻 Ui Ui Ri I B1 I B 2 I b Ii
RB1 // RB 2 //rbe (1 ) RE
T
+
uo RE U Ro RC _ I
2、动态分析
电压增益 Uo I c Rc Au I r I R Ui b be e E
+ ui _
rbe 200 (1 )

B
T
RF RB2
8.2K
390 3K
IE
RE
C1 +
26 T I RF E
+
RL
10K
RB2
8.2K
390 200 (1 40) RE 3K
26 + 1.3K CE 0.97
uo
_
电压增益
Uo Au U
Ii
+
Ib
15K RB1
C1
+Vcc 3K (+12V) RC + C2
T RE 2K
+
+ ui _ RB2 6.2K
+
+ uo CE_ RL 1K
6.2 RB 2 解： U B VCC 12 3.5V RB1 RB 2 15 6.2
U B U BE 3.5 0.7 IC I E 1.4m A RE 2
RE
T UE IE
UCE
IB
IC
U CE VCC I C RC I E RE VCC I C ( RC RE )

方法2：用戴维南定理进行变换后如图所示
U CC
R B1
VB
RB 2
Rb RB1 // RB 2
I B Rb UBE I E RE VB
RB 2 VB U CC RB1 RB 2
1. 温度变化对输入特性曲线的影响
UBE UBE(T0 25C) (T T0 ) 2.2 103 V
温度T 输入特性曲线左移
温度变化对Q点的影响
2. 温度变化对输出特性曲线的影响 ①温度变化对ICBO的影响 ICBO ICBO( T0 25 C) e k (T T0 )
增加元件的作用
RB1、RB2——分压电阻，保证UB恒定。
+Vcc
+ ui _
IC Rb1 RC C2 + I1 C1 + UB + T IB I2 UE uo IE Rb2 Re
_
Re——把输出端IC 的变化引回输入 端，与UB比较， 使IB产生相应的 变化。
（2）温度补偿电路
VCC R B1 VB RB 2 t0 RT RB3 RE RC
U CE VCC I C RC I E RE VCC I C ( RC RE )
12 1.4 (3 2) 5V
15K RB1
C1
+Vcc 3K (+12V) RC + C2 T RE 2K + + uo CE_ RL 1K
1.4 IB 28A 50
rbe
Ic
I b
RF
I
+
RC
I c ( Rc // RL ) I b rbe I e RF i I b ( Rc // RL ) I b rbe (1 ) I b RF

固定基流偏置电路的缺点
①IB随温度变化很小→固定基流偏置电路的名字的由来
VCC U BE IB Rb
一方面，温度变化对UBE的影响 很小；由输入特性曲线的特点决 定。另一方面，RB往往很大。
ui
uo
固定基流偏置电路的缺点 ②环境温度对IC和UCE的影响很大 →输出特性曲线在温度升高时明 显上移的结果。
26 rbe 200 (1 ) IE 2.1K
+
+ ui _ RB2 6.2K
1K
Ib
+
Ui
Ic
I b
+
RC
RL U o
RB
2
RB
1
rbe
电压增益 +Vcc 15K 3K (+12V) RB1 R I R // Uo Cc ( + CC2 RL ) I b ( RC // RL ) AuC 1 U b rbe I I b rbe +i + T + RL + vo 3 // R100 RE 1 35.7 B2 vi 1K CE_ 2.1 6.2K 2K _
电源电压的改变
晶体管老化引起管子参数变化
温度变化
影响静态工作点的因素
电源电压的改变
VCC 直流负载线向右平移 Q点右上移
影响静态工作点的因素
温度变化对Q点的影响 温度变化会引起管子参数变化，例如温度上升 会导致： 输入特性曲线左移 ICBO增大 增大
温度变化对Q点的影响
IC I B
RB2 0
RE
_
UB固定
ToC IC (IE ) UE UBE IB
IC
U E U BE
U B U BE U E U E
+Vcc
UE UB IC I E RE RE
+ ui _
RB1 RC C2 + I1 C1 + UB + T IB I2 UE uo IE RB2 RE _
的电压增益 Au ，输入电阻Ri ，输出电阻Ro
RB 2 UB VCC RB1 RB 2
+Vcc RB1
33K
RC
10K
20V
8.2 20 3.98V 33 8.2 +Vcc 20V URB1 U BE R 3.98 0.7 0.97mA B C C2 IE + RE RF 10K 0.39 3 33K
-
例题2：在如图所示电路中，已知 =40，试求放大器
的电压增益 Au ，输入电阻Ri ，输出电阻Ro
+Vcc RB1 C1 + + RF ui _ RB2
8.2K
390 RE 3K
RC
10K
20V
33K
+ T
C2
+
RL
10K
+C E
uo
_
例题2：在如图所示电路中，已知 =40，试求放大器
RC
VB U BE IB Rb (1 ) RE
I C I B
RE
UCE UCC I C ( RE Rc )
(1 )RE RB与I1、I 2 I B等价
可用(1 ) RE Rb1 // Rb2判断稳定工作点的条件
I BQ
U CC
RC
∴固定基流偏置电路不具有自动稳 定静态工作点Q的功能。
iC/mA
Q1 Q
IB iB =0 vCE/V
工作点电流电压的改变会使BJT小信号参数改变，从而使放 大器的性能指标不稳定。因此，工作点的稳定非常重要。
ui
uo
改进思路：当温度升高时，IB能自动降低。
三、稳定放大器工作点的方法 (1)分压式偏置电路
RB1 // RB 2 //rbe (1 ) RE
输出电阻
U Ro RC I
射极偏置电路做如何改进，既可以使其 具有温度稳定性，又可以使其具有与固定 偏流电路相同的动态指标？
例题：在图示电路中，已知 =50，试求 （1）Q点 （2）电压放大倍数 （3）若换用 =100的三极管，重新计算Q点及电压放大 倍数。
I b Rc I b rbe (1 ) I b RE
Rc RB1r (1 ) R C RC 2 be E
Ii
+
Ib
rbe
RB2
RB1
Ic
I b
RE
I
+ + U -
Ui
+Vcc
I B 2 I B1
Ie
RC U o
I b Rc I b rbe (1 ) I b RE
Rc rbe (1 ) RE
Ii
+
Ib
rbe
RB2
RB1
Ic
I b
RE +
Ui
-
I B 2 I B1
Ie
RC U o
-
输入电阻 Ui Ui Ri I B1 I B 2 I b Ii
2.4 放大电路静态工作点的稳定
工作点的设置 稳定工作点Q的方法 典型的静态工作点稳定电路
一、工作点的设置
1、静态工作点Q不设不行 ui 0 t ui Q 0
设Q点 放大、隔直
t
交流输入
交、直流叠加
交流输出
2、Q点设得不合理不行
可能引起饱和失真
Q点偏高 Q点偏低
可能引起截止失真
二、影响静态工作点的因素
1.4 IB 14A 100
U CE VCC I C RC I E RE VCC I C ( RC RE )
15K RB1
C1
IC
+Vcc 3K (+12V) RC + C2 T RE 2K + + uo CE_ RL
12 1.4 (3 2) 5V
IC
I2 RB2
IB RE
T UE IE
UCE
+ ui _
三、典型的静态工作点稳定电路
1、静态分析 方法1:估算法
RB 2 UB VCC RB1 RB 2
+Vcc RB1 I1 I2 RB2 RC UB
IC
UE IC I E RE U B U BE RE UB RE
IB
工程上(1 )RE 10RB与I1、I 2 10I B等价
工程上，通常将该关系式作为分压偏置电路 的稳定偏置条件。该式也是选取基极偏置电 阻和发射极偏置电阻的依据。
Rb
VB RE
2、动态分析
电压增益 Uo I c Rc Au I r I R Ui b be e E
IC
稳定静态工作点的条件
(a) I2>> IB
可以忽略IB
I2=(5~10) IB
（硅管）
I2=(10~20) IB （锗管）
IC Rb1 RC C2 + I1 C1 + UB + T IB I2 UE uo IE Rb2 Re _
+Vcc
RB 2 UB VCC RB1 RB 2
+
-----是稳定的
26 rbe 200 (1 ) IE 1.15K
IC
+
+
ui _
RB2 6.2K
Ib
+
Ui
Ic
I b
+
RC
RL U o
RB
2
RB
1
rbe
电压增益 +Vcc
-
I o URB1 R c ( RC // RL ) Au C + C2 Ui I b rbe C
ICEO (1 ) ICBO
iC/mA
Q1 Q
IB iB =0 vCE/V
温度T 输出特性曲线上移 ②温度变化对 的影响
温度每升高1°C， 要增 加0.5%1.0%
温度T 输出特性曲线族间距 增大
温度变化对Q点的影响
总之：
ICBO ICEO
T UBE IB IC
RB2 RT // RB3 UB VCC RB1 RB2 RT // RB3
IEQ
分压式偏置电路又加上温度补偿热敏电阻， 工作点的稳定性很好。
UB UBE RE
静态工作点稳定电路
四、典型的静态工作点稳定电路
1、静态分析 方法1:估算法 RB1 I1 +Vcc RB1 RC C2 + I1 C1 + UB + T IB I2 UE uo IE RB2 RE _ IC RC UB +Vcc