静态工作点稳定电路

模拟电子技术教学课件河北科技大学信息学院基础电子教研室2-3-2内容回顾基本要求：1、掌握晶体管的等效模型；2、掌握等效法分析动态指标。2-3-3ubeibuceicrbeibibbcecbeicubeuce1、晶体管的等效模型)mA()mV(26)1('EbbbeIrr2-3-42、直接耦合放大电路的动态分析bebLurRR'AbebirRRCORRRLIC（1）画出放大电路的微变等效电路（2）动态参数：2-3-53、阻容耦合放大电路的动态分析：（1）画出放大电路的微变等效电路beLu'rRAbebi//rRRCORR（2）动态参数：2-3-6beLu'rRAbebi//rRRCORR放大电路及动态参数对比：bebLurRR'AbebirRRCORR2-3-72-3-82.4静态工作点的稳定影响Q的因素：bBEQCCBQRUVIBQCQIICCQCCCEQRIVU根据静态工作点(Q)的计算:影响Q稳定的因素:电路电源VCC、电路参数RC、Rb、以及晶体管的性能指标UBEQ,β。2-3-9放大电路Q变化时对电路工作性能的影响。利用图解法简单分析——直观形象。图解法:就是利用晶体管的特性曲线和放大电路其他元件的特性，用作图的方法来分析电路。2-2-10图解法的应用1.确定静态工作点（静态分析）。2.计算电压放大倍数(动态参数的分析)。3.分析放大电路的非线性失真。4.分析电路参数放大电路的影响。5.分析放大电路最大输出电压。2-3-11线性部分：外围电路非线性部分：T，即iB和uBE、iC和uCE的关系外电路内电路外电路2-3-12iBuBE1.输入回路：IBQ和UBEQ的求解静态工作点的分析（ui=0）——确定Q2-3-13iBuBEbBBBBERiVuVBBbBBRVQBQIBEQU输入回路直流负载线方程2-3-142.输出回路：ICQ和UCEQ的求解iCuCE2-3-15一、静态工作点的分析（ui=0）iCuCEVCCCCCRVQCQICEQUBQICCCCCERiVu输出回路直流负载线方程2-3-16利用作图法确定Q的方法步骤：1、画出晶体管的输入、输出特性曲线;2、根据输入回路得到输入回路负载线确定IBQ；3、根据输出回路得到输出回路负载线确定Q；2-3-17分析电路参数对放大电路Q的影响。1.Rb对放大电路Q的影响—Rb增大Q沿曲线向下移—输入负载线斜率减小。RbQQbBEQBBBQRUVI2-3-18Rb对放大电路Q的影响—Rb增大Q沿负载线向下移。RbQQ2-3-192.RC对放大电路Q的影响—RC增大Q沿输出特性曲线线向左移(负载线斜率变小）。RCQQCCQCCCEQRIVU2-3-203.VCC对放大电路Q的影响—VCC增大Q沿输出特性曲线线向右移(负载线斜率不变）。VCCQQCCQCCCEQRIVU2-3-211、引起放大电路非线性失真的原因1）晶体管特性的非线性；2）Q点的位置不合适：Q点偏低或Q点偏高；3）输入信号太大均可以引起非线性失真。放大电路的非线性失真2-3-22Q点偏低产生非线性失真-------截止失真（对于uO顶部平顶失真）Q交流负载线iC0t0iCiBuCEuCE0t(a)2-3-23Q点偏高产生的非线性失真-------饱和失真（对于uO底部平顶失真）Q交流负载线iCiCiB0tuCEuCE0(b)t02-3-24？思考：Q点合适，如果输入信号过大，——会发生什么现象？2、非线性失真的类型：1）Q点偏低引起的截止失真；2）Q点偏高引起的饱和失真；3）输入信号过大引起的双失真。2-3-253、避免晶体管放大电路产生非线性失真采取的手段：1）选择线性好的晶体管；2）选择放大电路合适的Q;Q如果偏高，要使Q降低，可以使Rb增大；Q如果偏低，要使Q升高，可以使Rb减小。3）输入信号不能太大，放大电路放大的是小信号。2-3-26通常情况调整Rb如果Q偏高,出现饱和失真(电压下平顶波形);增大Rb使Q降低,消除失真。如果Q偏低,出现截止失真(电压上平顶波形)，减小Rb使Q升高,消除失真。*由以上分析可知：在实际工作中如何调整电路参数找到电路合适的静态工作点：2-3-27为了保证放大电路的正常稳定工作，电路必须有合适的、稳定的静态工作点。电源电压的波动、元件的老化以及因温度变化所引起晶体管参数的变化，都会造成静态工作点的不稳定。其中温度对晶体管参数的影响是最主要。TUBEICEOIC2.4.1静态工作点稳定的必要性2-3-28iCuCEQQ´温度上升时，输出特性曲线上移，造成Q点上移。为了避免由于晶体管参数受温度影响而引起Q变化，常常要引入直流负反馈或温度补偿的方法来保证放大电路Q的稳定。2-3-29Rb1+VCCRCC1C2Rb2CeReRLuiuo基极分压电阻，保证UB的稳定。交流旁路电容，减少交流信号的损失。发射极电阻,具有直流负反馈，稳定Q的作用。1、电路组成：2.4.2典型静态工作点稳定电路一、电路组成和Q稳定原理2-3-30Rb1+VCCRCC1C2Rb2CeReRLuiuo电路称为分压式电流负反馈Q点稳定电路。2-3-31Rb1+VCCRCC1C2Rb2CeReRLuiuo直流通路2、Q稳定原理---利用直流通路分析2-3-32直流通路BQ1II1）稳定条件：①基极电位UB基本稳定:设计电路要求：I1=(5~10)IBQ时，IBQ可以忽略。2-3-33BQ12IIICCb2b1b1BQVRRRU又因为：12IIRb1、Rb2可以看成是串联关系UBQ与T参数无关，电路参数稳定，UBQ稳定。2-3-34②IEQ基本稳定eBEQBQEQRUUI由电路可知：当UBQUBEQ，(UBQ=(3~5)UBEQ时，UBEQ可以忽略。eBQEQRUIIEQ基本稳定。2-3-35温度UBEIBICUEIC2）静态工作点Q的稳定过程：当温度升高时最终保证ICQ基本稳定，达到Q稳定的目的。2-3-36**3）静态工作点的估算CCb2b1b1BQVRRRUeBEQBQEQCQRUUII)(eCCQCCCEQRRIVU1EQBQII方法1：近似计算2-3-37方法2：利用戴维宁定理，得到放大电路的等效电路。2-3-38CCb2b1b1BBVRRRVebBEQBBBQ)1(RRUVI)(eCCQCCCEQRRIVUBQCQIIb2b1b//RRR根据输入回路方程：eEQBEQbBQBBRIURIV2-3-39+VCCuoRb1RCC1C2Rb2CeReRLui1、当Ce存在时，①画出交流等效电路：a、直流电源VCC短路；b、电容C1、C2短路；c、T微变等效。二、动态分析—动态参数的计算2-3-40放大电路的微变等效电路+VCCuoRb1RCC1C2Rb2CeReRLui微变等效电路uoRb1RCRLuiRb2交流通路2-3-41放大电路的微变等效电路②计算电路的动态参数：beb2b1i////rRRRCORRbeLiour'RUUA)//'(LCLRRR2-3-42+VCCuoRb1RCC1C2Rb2CeReRLui2、当Ce不存在时，①画出交流等效电路：a、直流电源VCC短路；b、电容C1、C2短路；c、T微变等效。X2-3-43ebbebeebebi)1(RIrIRIrIU'LCORIU)//'(LCLRRRebeLu)1('RrRAebeb2b1i)1(////RrRRRCORR放大电路的微变等效电路:②计算电路的动态参数：2-3-44)//'(LCLRRReLebeLu')1('RRRrRAebeb2b1i)1(////RrRRRCORR电路的动态参数：时：当bee)1(rR2-3-45除前面典型Q稳定电路利用负反馈稳定Q以外，还常常采用温度补偿方法来稳定Q。二极管的反向特性进行温度补偿稳定Q点。2.4.3稳定静态工作点的措施2-3-461、将Rb1用反向二极管代替，即利用二极管的反向特性进行温度补偿稳定Q点。bCCbBEQCCRbRVRUVIBQRRbIIITICIDIBIC2-3-47TICUBUEUDICUBE2、在Rb1上串联正向二极管，即利用二极管的正向特性进行温度补偿稳定Q点。2-3-48小结1、掌握静态工作点稳定电路的Q计算；2、会用等效法分析动态指标。作业:P141习题2.11题2.13题注意按要求画图习题集锦-492.1判断电路是否能放大交流正弦波信号。说明原因。（a）将－VCC改为＋VCC。（b）在＋VCC与基极之间加Rb。＋VCCRb习题集锦-50解:将电容开路即为直流通路。2.2画出如图所示各电路的直流通路和交流通路。设所有电容对交流信号均可视为短路。习题集锦-51各电路的交流通路如图所示；