第6讲静态工作点稳定电路

1、1第第6讲讲 静态工作点稳定电路静态工作点稳定电路 2uce回顾回顾 等效模型等效模型ubeibiccberbe ibibbceic交流等效交流等效模型模型EQTbbbeIUrr)1 ( CQTbbIUr 3共射放大电路动态参数分析共射放大电路动态参数分析交流通路交流通路交流等效电路交流等效电路基本共射放大电路基本共射放大电路uA、电电压压放放大大倍倍数数1bebciourRRUUA iR、输输入入电电阻阻2oR、输输出出电电阻阻3CoRR bebirRR IO4交流等效电路交流等效电路阻容耦合阻容耦合共射放大电路共射放大电路交流通路交流通路 bebirIU LboRIU beLurRA LC

2、LRRR/ 2、输入电阻、输入电阻RiiiiIUR bebrR / CoooRIUR 3、输出电阻、输出电阻Ro1、电压放大倍数、电压放大倍数Au4、电压放大倍数、电压放大倍数AussiiosousUUUUUUA siiuusRRRAA Ri5工作在放大区工作在放大区例例:已知：阻容耦合共射放大电路已知：阻容耦合共射放大电路, VCC=12V, Rb=510K, Rc=3K, rbb=150, =80, UBEQ=0.7V， RL=3K, 求求AU、Ri、Ro Rs=2k,求求AUSbBEQCCBQRUVI BQCQII cCQCCCEQRIVU AA 2 .22)105107 . 012(3

3、 mAA77. 12 .2280 V69. 6377. 112 解：求静态工作点。解：求静态工作点。BEQCEQUU 求求AU、Ri、Ro、 AUS先求先求rbeCQTbbbeIUrr 33. 1=)77. 12680+150(=KbeLCbeLurRRrRA/ 9033. 15 . 180 bebirRR/ Krbe33. 1 kRRco3siiuusRRRAA 233. 133. 190 36 bebirIU LboRIU 6练习练习 7892.9 已知图已知图P2.9所示电路中晶体管的所示电路中晶体管的102.4.1. 静态工作点稳定的必要性静态工作点稳定的必要性 （1 1）必要性）必要

4、性静态工作点决定放大电路是否产生失真；静态工作点决定放大电路是否产生失真；静态工作点影响电压放大倍数、输入电阻等动态参数；静态工作点影响电压放大倍数、输入电阻等动态参数；静态工作点的不稳定，将导致动态参数不稳定，甚至使放静态工作点的不稳定，将导致动态参数不稳定，甚至使放大电路无法正常工作。大电路无法正常工作。（2 2）影响静态工作点稳定的因素）影响静态工作点稳定的因素 电源电压波动、元件老化、环境温度变化等，都会引电源电压波动、元件老化、环境温度变化等，都会引起晶体管和电路元件参数的变化，造成静态工作点的不稳起晶体管和电路元件参数的变化，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

5、为主要的。定。其中，温度对晶体管参数的影响是最为主要的。11（3 3）温度对静态工作点的影响）温度对静态工作点的影响QvCE/ViC/mAiB =0IBQ1(a) 温度变化对温度变化对ICBO的影响的影响(b) 温度变化对输入特性曲线的影响温度变化对输入特性曲线的影响温度温度T T 10 10 o oC CI ICBOCBO 1 1倍倍, ,输出特性曲线上移输出特性曲线上移(c) 温度变化对温度变化对 的影响的影响温度每升高温度每升高1 1 o oC C ， 要增加要增加0.5%0.5% 1.0%1.0%温度温度T T 输出特性曲线族间距增大输出特性曲线族间距增大QvCE/ViC/mAiB =

6、0IBQ1温度温度T T 1 1 o oC C U UBE BE 2.5mv2.5mv输入特性曲线左移输入特性曲线左移在同样的在同样的U UBEBE下下 IB 总之：总之： ICBO ICEO T UBE IC 122.4.2. 典型的静态工作点稳定电路典型的静态工作点稳定电路 一、电路组成和一、电路组成和Q Q点稳定原理点稳定原理C Ce e旁路电容旁路电容阻容耦合放大电路阻容耦合放大电路直接耦合放大电路直接耦合放大电路直流通路直流通路13目标目标：温度变化时，使：温度变化时，使I IC C维持恒定。维持恒定。 如果温度变化时，如果温度变化时，基极基极电位能电位能基本不变基本不变，则可实现静

7、态工作点的，则可实现静态工作点的稳定。稳定。基极电位基本不变的条件：基极电位基本不变的条件：I1 IBQCCb2b1b1BQVRRRU+T ICQ IEQ ICQ UEQ 、UBQ不变不变 UBE IBQ （负反馈）（负反馈）（一般取（一般取 I1 =(510)IBQ ， UBQ =3V5V ）则：则：14二、二、Q Q点的估算点的估算CCb2b1b1BQVRRRUCQeBEQBQEQIRUUI)(ecCQCCeEQcCQCCCEQRRIVRIRIVU1EQIIICQBQ15三、动态参数的估算三、动态参数的估算画出如图所示阻容耦合电路画出如图所示阻容耦合电路的交流通路和微变等效电路的交流通路和

8、微变等效电路若将若将Rb1/Rb2看成一个电阻看成一个电阻Rb则右图与则右图与阻容耦合共射放大电路阻容耦合共射放大电路的交流等效电路完全相同的交流等效电路完全相同beLurRAiiiIURbebrR /CoooRIURLCLRRR/bebbrRR/211Rb216ebeLouRrRUUAi)1 (ebeb2b1iRrRRR)1 (/coRR 若没有旁路电容若没有旁路电容Ce，则，则ebbebeebebiRIrIRIrIU1LbLcoRIRIU则则且且若若, 1,)1(bee rR LcLeLou/ RRRRRUUAi iI1Rb217例：如图所示，例：如图所示，VCC=12V，Rb1=5k，R

9、b2=15k ，Re=2.3k ，Rc=5.1k ，RL=5.1k ；=50，rbe=1.5k，UBEQ= 0.7V。(1).估算静态工作点估算静态工作点Q(2).分别求有、无分别求有、无Ce时的时的Au和和Ri解：解： (1)静态工作点静态工作点:CCb2b1b1BQVRRRU eBEQBQEQCQRUUII )(ecCQCCCEQRRIVU V3121555 mA13 . 27 . 03 V6 . 4)3 . 21 . 5(112 1BQEQIImA02. 05011 18Rb1+VCCRcC1C2TRb2CeRe1RLuiuoRe2+ +- -+ +- -(2)求求AU和和Ri 当有当有

10、Ce时时:beLurRA bebbirRRR/21 当无当无Ce时，因为时，因为(1+)Rerbe且且1，所以，所以 eLuRRA ebebbiRrRRR 1/21可以看出，当无可以看出，当无Ce时，时，电压放大倍数很低电压放大倍数很低 855 . 12/ 1 . 550/ becLrRR kkkk07. 15 . 1/15/57 .13 .22/1 .5 k75. 33 . 25015 . 1/15/5解决办法如图：解决办法如图：Re1较小，直流通路中较小，直流通路中Re1与与Re2均起作用均起作用交流通路中只有交流通路中只有Re1起作用起作用这样既能保证静态工作点这样既能保证静态工作点稳定

11、又能使电路有较高的稳定又能使电路有较高的放大倍数放大倍数iI19I1I2IBRb1+ECRcTRb2Re1Re2直直流流通通路路交流通路交流通路Rb1RcRLuiuoRb2Re1微变等效电路：微变等效电路：rbeRcRLoURe1iUiIbIcIbIRbRb1+VCCRcC1C2TRb2CeRe1RLuiuoRe2+ +- -+ +- -20四、稳定静态工作点的方法：四、稳定静态工作点的方法：1、引入直流负反馈。引入直流负反馈。2、温度补偿温度补偿：利用对温度敏感的元件：利用对温度敏感的元件在温度变化时直接影响输入回路。在温度变化时直接影响输入回路。 例如，例如，Rb1或或Rb2采用热敏电阻。

12、采用热敏电阻。 Rb1应具有负温度系数，应具有负温度系数， Rb2应具应具有正温度系数。有正温度系数。 Bb1CBBEEC )(URIIUUIT 利用二极管的反向特性进行温度补偿。利用二极管的反向特性进行温度补偿。 CBCI )(IIITR利用二极管的正向特性进行温度补偿。利用二极管的正向特性进行温度补偿。2122232.5.1. 2.5.1. 基本共集放大电路基本共集放大电路 ( (射极输出器）射极输出器） 一、电路组成一、电路组成直接耦合共集放大电路直接耦合共集放大电路直接耦合共射放大电路直接耦合共射放大电路24阻容耦合共集放大电路阻容耦合共集放大电路阻容耦合共射放大电路阻容耦合共射放大电

13、路25二、静态分析二、静态分析 eBQBEQbBQeEQBEQbBQBBRIURIRIURIV 1 ebBEQBBBQRRUVI 1 BQEQII 1eEQCCCEQRIVU 直接耦合共集放大电路直接耦合共集放大电路直流通路：直流通路：26三、动态分析三、动态分析eebebi)(RIrRIUb ebeeiO)1 ()1 (RrRRUUAbU 从式中可看出从式中可看出, ,Au小于小于1,1,若若(1+(1+)R)Re eR Rb b+r+rb be e, ,则则Au接近于接近于1 1，故常称共集放大电路为故常称共集放大电路为射集跟随射集跟随器器. .eb)1(RI beebebbiiIRIrR

14、IIUR )(iebebiRrRR)1( RLRi与负载有关！与负载有关！)/)(1(LebebiRRrRR 带负载电阻后带负载电阻后eeoRIU 27bebobrRUI )1(/o beberRRR)1 ()1 (o bebbeberRRrRR所所以以一一般般.0 SUoooIUR输出电阻：输出电阻： beboerRUI 1eRoIIIe bebebebOeOOOOrRRrRURUUIUR 11111o 28例例2.5.1：已知射极输出器的参数如下：已知射极输出器的参数如下： VBB=6V, VCC=12V, Rb=15k ，Re=5k ，UBEQ=0.7V, rbb=200 ， =150，

15、估算估算Q点、点、Au 、 Ri 和和Ro 。P113 ebBEQBBBQRRUVI 1 BQEQII 1eEQCCCEQRIVU 解：解：估算估算Q点点 AmA 88. 651501157 . 06 mAA04. 188. 61501 V8 . 6504. 112 CQTbbbeIUrr K1 . 4)126150200(29ebee)1 ()1 (RrRRAbU ebebiRrRR)1( )1(/o beberRRR)1 ( bebrR例例2.5.1：已知射极输出器的参数如下：已知射极输出器的参数如下： VBB=6V, VCC=12V, Rb=15k ，Re=5k ，UBEQ=0.7V,

16、rbb=200 ， =150，估算估算Q点、点、Au 、 Ri 和和Ro 。P113求求Au 、 Ri 和和Ro 975. 0515011 . 41551501 KK77451511 . 415 1261511 . 415K小于小于1 1，约等于，约等于1 1比较大比较大很小很小30Rb+VCCC1C2ReRLuiuoRb+VCCRe直流通道直流通道阻容耦合电路共集放大电路阻容耦合电路共集放大电路:31静态分析：静态分析：IBIEebBEQCCBQRRUVI)1( BQEQII)1 ( eEQCCCEQRIVU Rb+VCCRe直流通道直流通道 eBQBEQbBQeEQBEQbBQCCRIUR

17、IRIURIV 132动态分析：动态分析：Rb+VCCC1C2ReRLuiuoRbReRLuiuorbeiUbIReRLRboUcIbIiI33LeoRIU LeLRRR/ LbRI ）（ 1LebebiRIrIU LbbebRIrI )1( LbbebLbuRIrIRIA )1()1( LbeLRrR )1(1 ）（1. 电压放大倍数：电压放大倍数：rbeiUbIReRLRboUcIbIiI1,)1(接接近近于于则则若若uLbeARr 342. 输入电阻：输入电阻：bRbiIII LbebiiiRrRIUR )1(/ rbeiUbIReRLRboUcIbIiIbRILbbebiRIrIU)1

18、( 353. 输出电阻：输出电阻： 用加压求流法求输出电阻。用加压求流法求输出电阻。RobIiIrbeReRbcIbIrbeReRbbIbIeIUIebbIIII ebebeRUrUrU 电源置电源置0IURo )11(1ebeRr 1/beerR一般：一般： 1beerR所以：所以： 1beorR36Rb+VCCC1C2ReRLuiuo例例2.5.2：已知射极输出器的参数如下：已知射极输出器的参数如下：Rb=570k ，Re=5.6k ， rbb=300 , RL=5.6k ， =100，VCC=12V求求:Au 、 Ri 和和Ro 。ebBECCBRRUVI)1( BEII)1( k9 . 201. 126101300解：解： AmA 106 . 51