三极管静态工作点
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Rc等参数来确定静态工作点。但是由于这 种电路的基极电流是基本固定的，当环境 温度变化（或更换管子）引起管子参数变 化时，会造成静态工作点不稳定，从而引 起放大信号失真。
放大器静态工作点的稳定
由于温度的变化是影响静态工作点稳定的 主要因素，下面我们就来讨论温度对静态 工作点的影响。
1.温度对静态工作点的影响
的温度特性对ICQ的影响，但不利于克服β变化对
ICQ的影响
分压式偏置放大电路
分压式偏置放大电路及实物图如下。其中， 基极下偏置电阻Rb2可以使电源电压Vcc经 Rb1与Rb2串联分压后为基极提供稳定电压 UBQ，发射极电阻Re的作用是稳定静态电流 IEQ（ICQ），发射极旁路电容CE的作用是提 供交流信号的通道，减少信号的损耗，使 放大器放大能力不会因为RE而降低。
传感器与检测技术
三极管基本放大电路
----------------静态工作点
一、旧知回顾(3分钟）
1.基本共射放大电路
提问 ：该电路有什么 特点？
1只有一个三极管作 为放大元件 2 输入回路和输出回 路的公共端是发射极
一、旧知回顾
直流通路和交流通路
【直流通路】指静态时放大电路直流电流通 过的路径。
分压式偏置放大电路
稳定静态工作点的原理
稳定静态工作点的原理
(1)温度升高，则引起ICQ增大，则IEQ流经Re产生的 电压UEQ也随之增大； (2)而UEQ=UBQ-UBEQ，因为UBQ是电源电压Vcc经Rb1、
Rb2串联分压后得到的稳定值，所以UBEQ将减小。此 时，IBQ减小，ICQ也将减小。 上述过程可表示为：
实验表明，温度升高会造成三极管的 特性参数的变化,主要会引起ICQ增大， 造成静态工作点不稳定。温度对静态 工作点的影响，如右下图所示。
具体过程
（1）温度升高，特性参数ICBO 增大，使ICQ增大；
（2）温度升高，特性参数值
增大，即使IB不变，由于
IC=βIB，则ICQ增大；
（3）温度升高，特性参数
(b)直流通路
(c)交流通路
二、新授课
（1）放大器的静态工作点 静态是指放大器没有交流输入信号时放大电 路的直流工作状态。 动态是指放大器有交流信号输入时放大电路 的工作状态。 静态工作点是指在静态情况下，放大器输入 端的电流IBQ和电压UBEQ及输出端的电流ICQ和 电压UCEQ在三极管输入输出特性曲线族上所
稳定静态工作点的原理
所以，分压式偏置放大电路具有自动调整 功能，当ICQ要增加时，电路不让其增加； 当ICQ要减小时，电路不让其减小；从而迫 使ICQ稳定。所以该电路具有稳定静态工作 点的作用。
【稳定条件】IRb2>>IBQ
静态工作点的估算
计算静态工作点时，固定偏置电路是先计
算IBQ,再算ICQ,最后计算UCEQ.分压式偏置电
确定的点，用Ｑ表示。如下图所示:
二、新授课
二、新授课
（2）设置合适静态工作点的必要性
放大器只有当静态工作点在放大区时，三极管才能
不失真地对信号进行放大。放大器的Ｑ点设置不合
适，将导致放大输出的信号产生失真。例如，在音 频放大中表现为声音失真，在电视扫描放大电路中
将表现为图像比例失真。由Ｑ点设置不合适引起的
UCEQ VCC ICQRC 12V 1.5103 4103 6V
放大器的工作原理
在单管共射放大电路中，如下图所示，输 入弱小的交流信号ui通过电容Cl的耦合送到 三极管的基极和发射极，相当于基-射极间 电压uBE发生了变化，于是引起iB、iC、uCE 随之发生变化。uCE通过电容C２隔离了直流 成分，输出的只是放大信号的交流成分uo， 而且uo与ui反相。
小结
温度对稳定静态工作点有何影响？ 分压式偏置电路的特点？它是如何对静态
工作点进行动态稳定的？
作业
1、画出分压式偏置电路以及其直流通路 2、对分压式偏置电路静态工作点进行估算
画直流通路原则 ：将电容视为开路.
【交流通路】指输入交流信号时放大电路
交流信号流通的路径。
画交流通路的原则：直流电源、电容视作短
路
直流通路
Rb IBQ
UBEQ IEQ
Rc UCBQ
交流通路
练习 【例2-5】画出下面图放大电路的直流通路和
交流通路。
(a)放大电路
解析
【解析】画直流通路的原则是交流信号视为零、 电容视作开路，画交流通路的原则是直流电源电 源、电容视作短路。画法如图所示
（硅管UBEQ≈0.7V，锗管UBEQ≈0.3V）,可 以推导得：
Rc
IBQ
UBE
Q IE
Q
UCB
Q
二、新授课
Rc
IBQ
IBQ VCC UBEQ VCC
Rb
Rb
UBE
Q IE
Q
UCBQ
ICQ＝βIBQ UCEQ ＝ VCC－ICQRC
由上述公式求得的IB、 IC和UCE值即是静态工作点Q。
案例分析
【例2-5】用估算法计算静态工作点。已知：
VCC＝12V，RC=4k，Rb=300k，=37.5， 忽略UBEQ。
【解析】
I BQ
VCC Rb
12 300 103
4 10 5
40A
R
IB
c
Q
UB
EQ IE
U
CB Q
Q
ICQ IBQ 37.54105 1.5103 1.5mA
二、新授课
2.静态工作点的近似计算
静态时，放大电路中各处的电压、电流 均为直流量。对直流通路作电路分析， 求解输入、输出电路的电流、电压即放 大电路的静态分析，从而确定出静态工 作点Q。
二、新授课
以单管共射放大电路为例，其直流通路如
右下图所示。设电路参数VCC、Rb、RC和三
极管放大倍数β已知，忽略三极管的UBEQ
失真主要有截止失真和饱和失真两类。一般来说，
Ｑ点总是设在三极管输出特性曲线放大区的中央。 Ｑ点过高或过低都将造成输出信号产生失真，可以
通过调节电阻Rb来解决,如下表所示：
二、新授课
二、新授课
注意：当输入信号幅度过大时，即使设置 了合适静态工作点Ｑ，输出波形仍然会产 生失真。因此共发射极放大电路一般在小 信号下工作。
路则是先计算ICQ，再计算IBQ，最后计算
UCEQ。根据
U BQ
Rb2 Rb1 Rb2
VCC
得到：
静态工作点的估算
ICQ
I EQ
U BQ
U BEQ Re
U BQ Re
I BQ
I CQ
U CEQ VCC ICQ Rc I EQ Re
VCC ICQ (Rc Re )
放大器的工作原理
放大器的工作原理
归纳：在单管共射放大电路中，输出 信号电压与输入信号电压频率相同， 相位相反，幅度被放大，所有这种电 路除了有电压放大作用还有电压倒相 作用。
放大器静态工作点的稳定
在前面学到，放大电路要想实现放大不失 真，必须设置合理的静态工作点Q。在共发
射极基本放大电路中，可以通过VCC、Rb 、
UBEQ下降，由于IBQ
VCC，则I U BEQ NhomakorabeaRb
CQ
增大。
小结
可见，共发射极基本放大电路受温度影响极 易造成静态工作点不稳定，因此，在实际应 用中很少采用。为了能自动稳定静态工作点， 常用的偏置电路包括分压式偏置电路、集电 极-基极偏置电路等。
集电极-基极偏置电路能够克服三极管的ICBO和UBE
放大器静态工作点的稳定
由于温度的变化是影响静态工作点稳定的 主要因素，下面我们就来讨论温度对静态 工作点的影响。
1.温度对静态工作点的影响
的温度特性对ICQ的影响，但不利于克服β变化对
ICQ的影响
分压式偏置放大电路
分压式偏置放大电路及实物图如下。其中， 基极下偏置电阻Rb2可以使电源电压Vcc经 Rb1与Rb2串联分压后为基极提供稳定电压 UBQ，发射极电阻Re的作用是稳定静态电流 IEQ（ICQ），发射极旁路电容CE的作用是提 供交流信号的通道，减少信号的损耗，使 放大器放大能力不会因为RE而降低。
传感器与检测技术
三极管基本放大电路
----------------静态工作点
一、旧知回顾(3分钟）
1.基本共射放大电路
提问 ：该电路有什么 特点？
1只有一个三极管作 为放大元件 2 输入回路和输出回 路的公共端是发射极
一、旧知回顾
直流通路和交流通路
【直流通路】指静态时放大电路直流电流通 过的路径。
分压式偏置放大电路
稳定静态工作点的原理
稳定静态工作点的原理
(1)温度升高，则引起ICQ增大，则IEQ流经Re产生的 电压UEQ也随之增大； (2)而UEQ=UBQ-UBEQ，因为UBQ是电源电压Vcc经Rb1、
Rb2串联分压后得到的稳定值，所以UBEQ将减小。此 时，IBQ减小，ICQ也将减小。 上述过程可表示为：
实验表明，温度升高会造成三极管的 特性参数的变化,主要会引起ICQ增大， 造成静态工作点不稳定。温度对静态 工作点的影响，如右下图所示。
具体过程
（1）温度升高，特性参数ICBO 增大，使ICQ增大；
（2）温度升高，特性参数值
增大，即使IB不变，由于
IC=βIB，则ICQ增大；
（3）温度升高，特性参数
(b)直流通路
(c)交流通路
二、新授课
（1）放大器的静态工作点 静态是指放大器没有交流输入信号时放大电 路的直流工作状态。 动态是指放大器有交流信号输入时放大电路 的工作状态。 静态工作点是指在静态情况下，放大器输入 端的电流IBQ和电压UBEQ及输出端的电流ICQ和 电压UCEQ在三极管输入输出特性曲线族上所
稳定静态工作点的原理
所以，分压式偏置放大电路具有自动调整 功能，当ICQ要增加时，电路不让其增加； 当ICQ要减小时，电路不让其减小；从而迫 使ICQ稳定。所以该电路具有稳定静态工作 点的作用。
【稳定条件】IRb2>>IBQ
静态工作点的估算
计算静态工作点时，固定偏置电路是先计
算IBQ,再算ICQ,最后计算UCEQ.分压式偏置电
确定的点，用Ｑ表示。如下图所示:
二、新授课
二、新授课
（2）设置合适静态工作点的必要性
放大器只有当静态工作点在放大区时，三极管才能
不失真地对信号进行放大。放大器的Ｑ点设置不合
适，将导致放大输出的信号产生失真。例如，在音 频放大中表现为声音失真，在电视扫描放大电路中
将表现为图像比例失真。由Ｑ点设置不合适引起的
UCEQ VCC ICQRC 12V 1.5103 4103 6V
放大器的工作原理
在单管共射放大电路中，如下图所示，输 入弱小的交流信号ui通过电容Cl的耦合送到 三极管的基极和发射极，相当于基-射极间 电压uBE发生了变化，于是引起iB、iC、uCE 随之发生变化。uCE通过电容C２隔离了直流 成分，输出的只是放大信号的交流成分uo， 而且uo与ui反相。
小结
温度对稳定静态工作点有何影响？ 分压式偏置电路的特点？它是如何对静态
工作点进行动态稳定的？
作业
1、画出分压式偏置电路以及其直流通路 2、对分压式偏置电路静态工作点进行估算
画直流通路原则 ：将电容视为开路.
【交流通路】指输入交流信号时放大电路
交流信号流通的路径。
画交流通路的原则：直流电源、电容视作短
路
直流通路
Rb IBQ
UBEQ IEQ
Rc UCBQ
交流通路
练习 【例2-5】画出下面图放大电路的直流通路和
交流通路。
(a)放大电路
解析
【解析】画直流通路的原则是交流信号视为零、 电容视作开路，画交流通路的原则是直流电源电 源、电容视作短路。画法如图所示
（硅管UBEQ≈0.7V，锗管UBEQ≈0.3V）,可 以推导得：
Rc
IBQ
UBE
Q IE
Q
UCB
Q
二、新授课
Rc
IBQ
IBQ VCC UBEQ VCC
Rb
Rb
UBE
Q IE
Q
UCBQ
ICQ＝βIBQ UCEQ ＝ VCC－ICQRC
由上述公式求得的IB、 IC和UCE值即是静态工作点Q。
案例分析
【例2-5】用估算法计算静态工作点。已知：
VCC＝12V，RC=4k，Rb=300k，=37.5， 忽略UBEQ。
【解析】
I BQ
VCC Rb
12 300 103
4 10 5
40A
R
IB
c
Q
UB
EQ IE
U
CB Q
Q
ICQ IBQ 37.54105 1.5103 1.5mA
二、新授课
2.静态工作点的近似计算
静态时，放大电路中各处的电压、电流 均为直流量。对直流通路作电路分析， 求解输入、输出电路的电流、电压即放 大电路的静态分析，从而确定出静态工 作点Q。
二、新授课
以单管共射放大电路为例，其直流通路如
右下图所示。设电路参数VCC、Rb、RC和三
极管放大倍数β已知，忽略三极管的UBEQ
失真主要有截止失真和饱和失真两类。一般来说，
Ｑ点总是设在三极管输出特性曲线放大区的中央。 Ｑ点过高或过低都将造成输出信号产生失真，可以
通过调节电阻Rb来解决,如下表所示：
二、新授课
二、新授课
注意：当输入信号幅度过大时，即使设置 了合适静态工作点Ｑ，输出波形仍然会产 生失真。因此共发射极放大电路一般在小 信号下工作。
路则是先计算ICQ，再计算IBQ，最后计算
UCEQ。根据
U BQ
Rb2 Rb1 Rb2
VCC
得到：
静态工作点的估算
ICQ
I EQ
U BQ
U BEQ Re
U BQ Re
I BQ
I CQ
U CEQ VCC ICQ Rc I EQ Re
VCC ICQ (Rc Re )
放大器的工作原理
放大器的工作原理
归纳：在单管共射放大电路中，输出 信号电压与输入信号电压频率相同， 相位相反，幅度被放大，所有这种电 路除了有电压放大作用还有电压倒相 作用。
放大器静态工作点的稳定
在前面学到，放大电路要想实现放大不失 真，必须设置合理的静态工作点Q。在共发
射极基本放大电路中，可以通过VCC、Rb 、
UBEQ下降，由于IBQ
VCC，则I U BEQ NhomakorabeaRb
CQ
增大。
小结
可见，共发射极基本放大电路受温度影响极 易造成静态工作点不稳定，因此，在实际应 用中很少采用。为了能自动稳定静态工作点， 常用的偏置电路包括分压式偏置电路、集电 极-基极偏置电路等。
集电极-基极偏置电路能够克服三极管的ICBO和UBE