稳定静态工作点的放大电路

增加元件的作用
RB1、RB2——分压电阻，保证UB恒定。
+Vcc IC Rb1 RC C2 + I1 C 1 + UB + T IB I2 UE uo IE Rb2 Re _
+ ui _
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 （2）温度补偿电路
1
+
& − βI b ( RC // RL ) = & I b rbe
+
= −50 ×
T
+ RL CE_
ui _
RB2
3 // 1 = −32.6 + uo 1.15 E R
当改用β=100的三极管后，其Q点为：
VB − VBE 3.5 − 0.7 IC ≈ I E = = = 1.4mA RE 2
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
温度对Q点的影响
ICBO I1 I0 0 T0 T1 T ICEO
iC
Q’ Q
uCE
0
I CBO = I CBO (T = 25 c ) e
0
K (T − T0 )
I CEO = (1 + β ) I CBO
1.4 IB = = = 14 μA β 100
UCE = VCC − I C RC − I E RE ≈ VCC − I C (RC + RE )
15KΩ RB1
C1
IC
3KΩ RC
+ C2 T + + uo CE_ RL 1KΩ
+Vcc (+12V)
= 12 − 1.4 × ( 3 + 2) = 5V
IC
稳定静态工作点的条件
(a)
I2=(5~10) IB
（硅管）
I2>> IB
可以忽略IB
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
+ ui _
-
例题2：在如图所示电路中，已知 β =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 33K
RC
10K
20V
+ T
C2 + RL
10K
+C E
uo _
例题2：在如图所示电路中，已知 β =40，试求放大器
− β Rc R= r + (1 C β ) R C B1 R+ 2 be E
& Ii
+
& Ui
& Ib
rbe
RB2 RB1
& Ic
& I
+
& RC U o
& βI b
RE
+Vcc
& & I B 2 I B1
& Ie
+ & U -
-
+ +输出电阻 ui _ RB2
C1
+
输入电阻 & & Ui Ui Ri = = & I& B 1 + I& B 2 + I&b Ii
+Vcc uCE C2 + uo _ uBE
IC ≈ βI B
UB固定
To C IC IC (IE ) UE UBE IB
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 C 1 + UB + T IB I2 UE uo IE RB2 RE _
VCC R B1 VB RB 2 t0 RT RB3 RE RC
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
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 IC RB1 RC C2 + I1 C 1 + UB + T IB I2 UE uo IE RB2 RE _ I2 RB2 RC UB IB RE IC +Vcc
温度对ICBO的影响
ICBO I1 I0 0 T0 T1 T ICEO
iC
Q’ Q
uCE
0
I CBO = I CBO (T = 25 c ) e
0
K (T − T0 )
I CEO = (1 + β ) I CBO
温度变化对Q点的影响
温度变化对β的影响
To C
ICBO β IB
IC
ui
uo
改进思路：当温度升高时，IB能自动降低。
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 β增大
温度变化对Q点的影响 温度对输入特性的影响
U BE = U BE (T = 250 C ) − (T − T0 ) × 2.2 ×10 −3 V
0
温度变化对Q点的影响
26 rbe = 200 + (1 + β ) IE = 2.1KΩ
+ RE 2KΩ
+ ui _ RB2 6.2KΩ
& Ib
+
& Ui
& Ic & βI b
+
RC
& RL U o
RB2
RB1
rbe
电压增益 +Vcc 15KΩ 3KΩ (+12V) RB1 & & R I R // Uo − βI b ( RC // RL ) − C&c ( + CC2 RL ) & = A uC = & = 1 U & & I b rbe + I b rbe +i T + RL + o 3 // R−100 × RE 1 = −35v7 = B2 . vi 1KΩ CE_ 2.1 6.2KΩ 2KΩ _
& Ii
+
& Ui
& Ib
rbe
& Ic & βI b
RF
& I
+
RC
& − I c ( Rc // RL ) = & & I b rbe + I e RF i & − βI b ( Rc // RL ) = & & I b rbe + (1 + β ) I b RF
− β ( Rc // RL ) = rbe + (1 + β ) RF
IB =
IC
U CE = VCC − I C RC − I E RE ≈ VCC − I C ( RC + RE )
β
方法2：用戴维南定理 进行变换后如图所示。
Rb = RB1 // RB 2
I B Rb + U BE + I E RE = U B
RB 2 UB = U CC RB1 + RB 2
33K
′ C b = R B 1 //RR B 2 // rC2
i
20V
F
输出电阻 & U Ro = ≈ RC = 10 KΩ & I
=1.3 + (1+ 40) ×0.39 =17.29KΩ
& I b rbe R ( 1 + β RL& b R F )I + = F & I b 10K uo RB2 390 +C = rbe + RE + β ) R F E (1 8.2K _ 3K
C1
3KΩ RC
+ C2 T + + uo CE_ RL 1KΩ
+Vcc (+12V)
+ RE 2KΩ
+ ui _ RB2 6.2KΩ
解：
6.2 RB 2 × 12 = 3.5V UB = VCC = R B1 + R B 2 15 + 6.2
IC ≈ I E = U B − U BE 3.5 − 0.7 = = 1.4mA RE 2
= R B1 // R B 2 // [rbe + (1 + β ) R E ]
输出电阻
& 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
& − βI b Rc = & & I b rbe + (1 + β ) I b RE
-----是稳定的
稳定静态工作点的条件
(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 IC RB1 RC C2 + I1 C 1 + 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 VCC UB = R B1 + R B 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 = 0.97 mA B − =C C2 IE = + 0.39 + 3 RE + RF 33K
− 40 × (10 // 10) = 1.3 + (1 + 40) × 0.39 = −11.6
RB2 RB1
& Ie
& RL U o
r’ 输入电阻 U& r& U i′ =RB1& I R =
i
+Vcc
I&i
+ ui _
I& b r 10K + + I& e R be C1 = + & = 33 // 8.2 // 17 .29 IT b .8 K Ω =4
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 IB RE IC
UE IC ≈ I E = RE U B − U BE = RE ≈ UB RE
T UE IE
UCE
+ U CC
R B1
VB
RB 2
U B − U BE IB = Rb + (1 + β ) RE
U CC
RC
RC
I BQ
I C = βI B
U CE ≈ U CC − I C ( RE + Rc )
RE
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
三、稳定放大器工作点的方法 (1)分压式偏置电路
+Vcc RB1 C1 + I 1 + 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 _ RB2 0 RE Rc + T
U CE = VCC − I C RC − I E R E ≈ VCC − I C ( RC + R E )
15KΩ RB1
C1
3KΩ RC
+ C2 T + + uo CE_ RL 1KΩ
+Vcc (+12V)
= 12 − 1.4 × ( 3 + 2) = 5V
+ RE 2KΩ
+ ui _ RB2 6.2KΩ
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 交流输出
交流输入
交、直流叠加
2、Q点设得不合理不行 Q点偏高 Q点偏低
可能引起饱和失真
可能引起截止失真
二、影响静态工作点的因素 电源电压的改变 晶体管老化引起管子参数变化 温度变化
+ ui _
rbe = 200 + (1 + β )
=
B RF RB2
8.2K
390 RE 3K
Байду номын сангаас
T
IE
C1 +
10K
26 T I RF E
+ RL
10K
RB2
390 RE 200 + (1 + 40) 3K
8.2K
26 + CE = 1 .3 K Ω 0.97
uo _
电压增益
& Uo & Au = & U
& − βI b Rc = & & I b rbe + (1 + β ) I b RE
− β Rc = rbe + (1 + β ) RE
& Ii
+
& Ui
& Ib
rbe
RB2 RB1
& Ic & βI b
RE +
& RC U o
-
& & I B 2 I B1
& Ie
-
输入电阻 & & Ui Ui Ri = = & I& B 1 + I& B 2 + I&b Ii
= R B1 // R B 2 // [rbe + (1 + β ) R E ]
T
+
uo RE & 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 β=50，试求 （1）Q点 （2）电压放大倍数 （3）若换用 β=100的三极管，重新计算Q点及电压放大 倍数。 15KΩ RB1
1.4 IB = = = 28 μA β 50
26 rbe = 200 + (1 + β ) IE ≈ 1.15 KΩ
IC
& Ib
+
& Ui
& Ic & βI b
+
RC
& RL U o
RB2
RB1
rbe
电压增益 +Vcc
-
& & UR I & = o B1 − R c ( RC // RL ) Au C & = + C2 Ui & I b rbe C