静态工作点及其稳定课件

,电子技术基础与技能,三极管基本放大电路,-,静态工作点,提问,：该电路有什么,特点？,一、旧知回顾(3分钟）,1.,基本共射放大,电路,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。,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,I,BQ,R,b,I,BQ,U,BEQ,I,EQ,R,c,U,CBQ,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,(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,I,BQ,和电压,U,BEQ,及输出端的电流,I,CQ,和,电压,U,CEQ,在三极管输入输出特性曲线族上所,确定的点，用,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,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,点设置不合适引起的,失真主要有,截止失真,和,饱和失真,两类。一般来说,，,点总是设在三极管输出特性曲线放大区的中央。,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,R,b,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，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。,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,V,CC,、,R,b,、,R,C,和三极管放大倍数,已知，忽略三极管的,U,BEQ,（硅管,U,BEQ,0.7V，锗管,U,BEQ,0.3V）,可以推导得：,二、,新授课,I,CQ,I,BQ,U,CEQ,V,CC,I,CQ,R,C,由上述公式求得的,I,B,、,I,C,和,U,CE,值即是静态工作点,Q,。,I,BQ,U,BEQ,I,EQ,R,c,U,CBQ,案例分析,【例2-5】,用估算法计算静态工作点。已知：,V,CC,12V，R,C,=4k,，,R,b,=300k,，,=37.5，忽略,U,BEQ,。,【解析】,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,u,i,通过电容,C,l,的耦合送到三极管的基极和发射极，相当于基-射极间电压,u,BE,发生了变化，于是引起,i,B,、,i,C,、,u,CE,随之发生变化。,u,CE,通过电容,C,隔离了直流成分，输出的只是,放大信号,的交流成分,u,o,，而且,u,o,与,u,i,反相,。,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,V,CC,、,R,b,、,R,c,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,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,I,CQ,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,I,CBO,增大，使,I,CQ,增大,；,（,2,）,温度升高,，特性参数值增大，即使,I,B,不变,，,由于,I,C,=,I,B,，则,I,CQ,增大；,（,3,）温度升高，特性参数,U,BEQ,下降，由于,，则,I,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,I,CBO,和,U,BE,的温度特性对,I,CQ,的影响，但不利于克服,变化对,I,CQ,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,R,b2,可以使,电源电压,Vcc,经,R,b1,与,R,b2,串联分压后为,基极,提供稳定电压,U,B,Q,，发射极电阻,Re,的作用是,稳定静态电流,I,E,Q,（,I,C,Q,）,，,发射极旁路电容,C,E,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,R,E,而降低。,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,I,CQ,增大，则,I,EQ,流经,Re,产生的,电压,U,EQ,也随之增大；,(2),而,U,EQ,=U,BQ,-U,BEQ,，因为,U,BQ,是电源电压,Vcc,经,R,b1,、,R,b2,串联分压后得到的,稳定值,，所以,U,BEQ,将减小。此,时，,I,BQ,减小，,I,CQ,也将减小。,上述过程可表示为：,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,I,CQ,要增加时，电路不让其增加；当,I,CQ,要减小时，电路不让其减小；从而迫使,I,CQ,稳定,。所以该电路具有稳定静态工作点的作用。,【,稳定条件,】,I,R,b2,I,BQ,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I,BQ,再算,I,C,Q,最后计算U,CEQ,.分压式偏置电路则是,先计算,I,C,Q,，再计算,I,BQ,，最后计算,U,CEQ,。,根据,得到：,静态工作点的估算,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,