放大电路静态工作点的稳定、放大电路的三种接法

2.4工作点的稳定问题2.4.1温度对静态工作点的影响三极管是一种对温度十分敏感的元件。温度变化对管子参数的影响主要表现有：1.UBE改变。UBE的温度系数约为–2mV/C，即温度每升高1C，UBE约下降2mV。2.改变。温度每升高1C，值约增加0.5%~1%，温度系数分散性较大。3.ICBO改变。温度每升高10C，ICBQ大致将增加一倍，说明ICBQ将随温度按指数规律上升。温度升高，最终将导致IC增大，Q上移。波形容易失真。iCuCEOiBQCCCRVVCCQT=20CT=50C温度对Q点和输出波形的影响Q点不稳定可能会导致静态工作点靠近饱和区或截止区，从而导致失真。为此，需要改进电路，当温度升高、IC增加时，能够自动减少IB，从而抑制Q点的变化，保持Q点稳定。继续常采用分压式偏置电路来稳定静态工作点I1I2IBCCb2b1b2BRRRVU2.静态工作点稳定的放大器(p105)选I2=（5~10）IB∴I1I2ICIE+++b2Rb1b1CCTCRRVRu+-Lo-+uiCb2Rce（1）结构及工作原理继续静态工作点稳定过程：TUBEICICIEUECCb2b1b2BRRRVUUBE=UB-UE=UB-IEReUB稳定IB由输入特性曲线I1I2IBICIE+++b2Rb1b1CCTCRRVRu+-Lo-+uiCb2Rce本电路稳压的过程实际是由于加了Re形成了负反馈过程继续（2）直流通路及静态工作点估算:CCb2b1b2BVRRRUIB=IE/(1+)UCE=VCC–IC(Rc+Re)IEIC=UE/Re=（UB-UBE）/Re电容开路,画出直流通路+b2cReVRRRb1TCCkuob21bbCCb21b1bBBRRRVRRRV∥eBEQBQEQCCb21b1bBQRUUIVRRRU)(ecEQCCeEQcCQCCCEQRRIVRIRIVU1EQBQII分压式电流负反馈工作点稳定电路Rb上静态电压是否可忽略不计？eEQBEQbBQBBRIURIV?)1(eb2b1RRR∥判断方法：继续将电容短路,直流电源短路，画出电路的交流小信号等效电路（3）动态分析：++++βebbciRiRRb1berRuoC+-LRi-+ub2RRiicbiii继续电压放大倍数：RL=RC//RL++++βebbciRiRRb1berRuoC+-LRi-+ub2RRiicbiiiebeLebebLbiou)(1])(1[RβrRβRβriRiuuA＝ebbebi)1(Ririu)//(LCboRRiu继续输入电阻：ebebii)(1RβriuR＝b2b1ii////RRRRb2b1ebe////])(1[RRRβr输出电阻：coRR++++βebbciRiRRb1berRuoC+-LRi-+ub2RRiicbiiioR继续思考：若在Re两端并电容Ce会对Au、Ri、Ro有什么影响？(与p105图2.4.2(b)完全相同)继续C1RcRb2+VCCC2RL+++++CeuoRb1ReiBiCiEiRuiuEuB动态分析C1RcRb2+VCCC2RL+++++CeuoRb1ReiBiCiEiRuirbeebcRcRLoUbIcIiUbI++Rb2Rb1RcRb2+VCCRL++uiuoRb1RebeLrRAuLcL//RRRcob2b1bei////RRRRrRuoRb1RCRLuiRb2静态分析(略)RB1+VCCRCC1C2TRB2CERE1RLuiuoRE2思考：如果电路如图所示，如何分析？(静态工作点稳定且具有射极交流负反馈电阻的放大器)继续I1I2IBRB1+VCCRCC1C2TRB2CERE1RLuiuoRE2I1I2IBRB1+VCCRCC1TRB2RE1RE2静态分析：直流通路参数计算继续RB1+VCCRCC1C2TRB2CERE1RLuiuoRE2动态分析：交流通路RB1RCRLuiuoRB2RE1三种情况下都要会求静、动态参数：（1）射极仅一个电阻；（2）射极的电阻和电容并联；（3）射极的电阻和电容并联后再串一个电阻。练习：p108下：例2.4.12.52.5放大电路的三种基本组态根据放大电路的输入、输出信号所接电极的不同，放大电路可分为三种基本组态：共射组态、共集组态和共基组态。C1Rb1ReRLRSuSEC+-C2uo+-C1C2Rb1RCRLRSuSEC+Rb2ReCb-+uo-C1C2CeRb1Rb2ReRLRCRSuSEC+-+-uo共发射极组态共集电极组态共基极组态组态输入端所接电极输出端所接电极公共端共射bce共集bec共基ecb如何判断放大电路的组态？（根据输入、输出端所接电极判断）一、共集电极放大电路1、电路结构（1）发射极接负载，也称射极输出器；C1C2RbReRLRSuSEC+（2）在射极输出器中，集电极总是直接接直流电源或者直接接地。2、静态分析（1）画出直流通路，标注电量参考方向；（2）估算静态工作点Q（IB，IC，UCE）；eBBEbBCRIURIE)1(;)1(ebBECBRRUEICEBCIIII;RbReEC+-UCEIBIEICUBE+-eECCERIEUC1C2RbReRLRSuSEC+3、动态分析：（1）画微变等效电路；（2）交流参数分析ⅰ：输入电阻biiiuRbeLbbebiRRiri)//()1(Rbrbeibceb微变等效电路ReRLibRSuS+RiR'ui+-ie交流通路LbeiRrR)1(LbebibiRrRRRR)1(////LR（输入电阻大）RbrbeibcebReRLibRSuS+ROR'Oioi'ouO+-OOOiuRLR0SuOeORRR//OOOiuRbSbebiRri)1()(1//SbeeRrRⅱ：输出电阻（输出电阻很小，几十到几百欧）ⅰ：输入电阻biiiuRbeLbbebiRRiri)//()1(LbeiRrR)1(LbebibiRrRRRR)1(////LR（输入电阻大）1SbeRrⅲ：电压增益RbrbeibcebReRLibRSuS+（近似为1）uO+-ui+-ieiOuuuA1一般：1uALbRi)1(LbeLRrR)1()1()//(LeLRRR因射极输出器的uO与ui“同相”且近似相等，具有电压跟随作用，所以也称为射极跟随器，简称“射随器”。LbeRr)1(LbbebRiri)1(（没有电压放大作用）ⅳ：电流增益由于输入电阻大，虽然Au1没有电压放大作用，RbrbeibcebReRLibRSuS+uO+-ui+-iOuiiA1ioiiiiLORuRu//uLiARR但是电流增益Ai1，具有电流放大作用，功率增益AP1，具有功率放大作用。4、共集电极电路的特点•从结构上看，射极接负载，故又称射极输出器。•具有电压跟随作用，又称射随器。•输入电阻很大：当信号源为内阻较小的电压源时，可以用射随器作为输入级，提高对信号源的电压利用率；射随器还可作隔离级、缓冲级。•输出电阻很小：可提供稳定的输出电压，带负载能力强，适合作输出级C1C2RbReRLRSuSEC+二、共基极（CB）放大电路1、电路结构C1C2Rb1RCRLRSuSEC+Rb2ReCb2、静态分析CbbbBERRRU212eBEBeEECRUURUII)1/(EBIIRb1ReEC+-UCEIBIEICUBE+-Rb2RC射极输入，集电极输出。)(eCCCCERRIEU3、动态分析（1）画出微变等效电路：C1C2Rb1RCRLRSuSEC+Rb2ReCbReRLRCRSuS+ibrbeibbceRCRLReRSuS3、动态分析（1）画出微变等效电路：ibrbeibbceRCRLReRSuS（2）交流参数分析：ⅰ：输入电阻Riui+-R'iieeiiiuRbbebiri)1(1berieiRRR//1//beerR共基极放大电路的输入电阻很小，一般只有几欧到几十欧。bceRCRLReRSuS+rbeⅱ：输出电阻ibROR'OOOOiuRLR0SuOCORRR//rceibioi'ouO+-eSSRRR//ObeSSbirRRi)//()/(1beSOceObeSSorRirirRRu)//()(beSOcebOOrRiriiubeScebeSSOrRrrRRR//)/(1OOOiuRCORRCOORRR//CRi'oR'S结论：管端输出电阻很大ⅲ：电压增益iOuuuAbebLbriRiCB电路电压增益较大，输入、输出电压相位相同。iV：电流增益iOiiiAcOecieiiiiiiLCCieeRRRRRR1beLrRrbeibbceRCRLReRSuS+ibioieuO+-ui+-iiR'i结论：共基电路没有电流放大作用。CLLRRR//ic4、共基极放大电路的特点•输出电压与输入电压相位相同。•输入电阻很小：当信号源为内阻较大的电流源时，可以用共基放大电路作为输入级，提高对信号源的电流利用率。•管端输出电阻R'O很大，可以作为恒流源。•晶体管结电容的影响不显著，频率响应得到很大的改善：共基接法常用在高频或宽频带放大电路中。C1C2Rb1RCRLRSuSEC+Rb2ReCb-+uo-三、三种基本组态放大电路的比较共射CE共集CC共基CBuo与ui相位关系输入电阻管端输出电阻电压增益电流增益频率响应反相同相同相适中最大最小中等最小最大较大（）1较大较大较大1差较好好•CE电路同时具有较大的Au和Ai，Ri和RO适中，只要对Ri和RO和频率响应无特殊要求的地方，一般均常采用。•CC电路的特点是电压跟随，Ri很高、RO很低，带负载能力强，常用作输入级、输出级或作为隔离用的中间级。•CB电路的特点是Ri很低，频率特性好；R'O很高，可以用作恒流源；常用在高频放大电路和宽频带放大电路中。