放大电路静态工作点的稳定问题P课件

4双极结型三极管及放大电路基础本章内容

4.1

BJT

4.2

基本共射极放大电路

4.3

放大电路的分析方法

4.4

放大电路静态工作点的稳定问题

4.5

共集电极放大电路和共基极放大电路

4.6

组合放大电路

4.7

放大电路的频率响应4双极结型三极管及放大电路基础本章内容4.4双极结型三极管及放大电路基础本章要求

1.

了解双极结型三极管

(BJT)

的结构、工作原理、温度对参数及特性的影响，掌握其符号、电流关系、特性曲线、参数、使用和应用，三种工作状态

(

区

)

的条件、特点和判断。

2.

掌握基本共射极放大电路的组成、工作原理、静态分析和动态分析。

3.

熟悉放大电路的图解分析法、静态工作点对波形失真的影响，掌握基本共射极放大电路的动态分析、性能特点和用途。

4.

了解温度对静态工作点的影响，熟悉稳定静态工作点的措施，掌握基极分压式射极偏置放大电路的组成、工4双极结型三极管及放大电路基础本章要求1.4双极结型三极管及放大电路基础

5.

掌握共集电极放大电路和共基极放大电路的组成、工作原理、静态分析、动态分析、性能特点和用途。

6.

熟悉组合放大电路的特点及分析方法、复合管的特点和判断。

7.

了解放大电路的频率响应，幅度失真、相位失真、频率失真、线性失真、产生频率响应的原因、上限频率、下限频率、通频带。作原理、静态分析、动态分析、性能特点和用途。4双极结型三极管及放大电路基础5.掌握共4双极结型三极管及放大电路基础重点难点

重点：双极结型三极管

(BJT)

的符号、电流关系、特性曲线、参数、使用和应用；三种基本放大电路

(

共射、共集和共基

)

的组成、工作原理、静态分析

(

估算法

)、动态分析

(

小信号模型分析法

)

、性能特点和用途；稳定静态工作点的措施，基极分压式射极偏置电路的组成、工作原理、静态分析、动态分析、性能特点和用途。难点：双极结型三极管(BJT)的工作原理和特性曲线,放大电路的工作原理、静态分析

(

图解分析法、估算法

)

和动态分析

(

图解分析法、小信号模型分析法

)，放大电路的频率响应。4双极结型三极管及放大电路基础重点难点重点

4.4.1

温度对静态工作点的影响

★1.

影响Q的原因

☆2.

抑制温度影响Q的措施4.4放大电路静态工作点的稳定问题本节内容

4.4.2

射极偏置电路

1.

基极分压式射极偏置电路

2.

含有双电源的射极偏置电路

3.

含有恒流源的射极偏置电路

☆4.

温度补偿法4.4.1温度对静态工作点的影响

4.4放大电路静态工作点的稳定问题本节要求

1.

了解温度对静态工作点的影响的原因和危害，熟悉稳定静态工作点的措施。

2.

掌握基极分压式射极偏置电路稳定静态工作点的原理，静态分析方法

(

画直流通路、估算静态工作点

)

及动态分析方法(画交流通路、画等效电路、计算动态性能指标),熟悉含有双电源的射极偏置电路、含有恒流源的射极偏置电路稳定静态工作点的原理、特点，了解温度补偿法的原理、特点。4.4放大电路静态工作点的稳定问题本节要求1.了4.4放大电路静态工作点的稳定问题重点难点

重点：基极分压式射极偏置电路稳定静态工作点的原理，静态分析方法

(画直流通路、估算静态工作点)

及动态分析方法(画交流通路、等效电路，计算动态性能指标)。难点：基极分压式射极偏置电路静态分析方法

(

画直流通路、估算静态工作点

)

及动态分析方法

(

画交流通路、等效电路，计算动态性能指标)。4.4放大电路静态工作点的稳定问题重点难点4.4放大电路静态工作点的稳定问题为什么要稳定Q？A.

不稳定的危害B.

对Q的要求4.4放大电路静态工作点的稳定问题为什么要稳定Q？A.不4.4.2射极偏置电路射极偏置电路为何能稳定Q？

1.

基极分压式射极偏置电路

2.

含有双电源的射极偏置电路

3.

含有恒流源的射极偏置电路

☆4.

温度补偿法4.4.2射极偏置电路射极偏置电路为何能稳定Q？前述的固定偏置放大电路，简单、易调整，但温度变化会引起静态工作点变动，4.4.2射极偏置电路––Tvi+VCCRsvsRbRcCb1Cb2+++RL+vo+–

T℃ICQ

某种作用IBQICQ自动调节严重时将使放大电路不能正常工作。为此，需要改进偏置电路，当温度升高使ICQ增加时，希望能够自动减少IBQ，从而抑制Q点的变化，保持Q点基本稳定。固定偏置电路前述的固定偏置放大电4.4.2射极偏置电路––Tv

直流电源

VCC，基极

电阻Rb1、Rb2，射极电阻

Re

组成分压式偏置电路，

为三极管提供合适的Q点。

基极电阻Rb1、Rb2的

取值使I1

>>IBQ。4.4.2射极偏置电路1.

基极分压式射极偏置电路(1)

电路结构+++iCiBi2i1+VCCRb1RCCb1Cb2Rb2ReRLvivo+––RSvS+–

射极电阻Re与Rb1和

Rb2配合，使I1>>IBQ。虽然射极没直接接地，但还是从基极输入、从集极输出，与共射电路有相同特性，仍归为共射电路。直流电源VCC，基极

电阻Rb1、Rb2，4.4.2射极偏置电路(2)

静态工作点的估算①

画直流通路+++iCiBi2i1+VCCRb1RCCb1Cb2Rb2ReRLvivo+––RSvS+–+VBQVEQVCEQ+--VBEQI2Rb1RCRb2ReIEQI1+VCCICQIBQ思路：输入为

0、电容开路、其它照画→标出直流。4.4.2射极偏置电路(2)静态工作点的估算+++iCi

设计时取I1

>>

IBQ，∴Rb1和Rb2可近似看作串联。4.4.2射极偏置电路②

估算QIBQI2Rb1RCRb2ReIEQI1+VCCICQVBQVEQVCEQ++--VBEQ

电阻Rb1、Rb2，直流电源VCC受温度影响很小，基极电位

VBQ

基本不随温度变化，保持恒定。或分压设计时取I1>>IBQ，∴Rb14.4.24.4.2射极偏置电路IBQI2Rb1RCRb2ReIEQI1+VCCICQVBQVEQVCEQ++--VBEQ设计时取VBQ>>VBEQ

VEQ

=

VBQ

-

VBEQ

VBEQ

受温度影响变化时，射极电位

VEQ

基本恒定。

集电极电流

ICQ

基本恒定。

IBQ

=

ICQ/

VCEQ

=VCC

-

ICQRc

-

IEQRe

≈VCC

-

ICQ

(Rc

+

Re)

≈VCC

-

IEQ

(Rc

+

Re)

∴温度变化时，静态工作点基本稳定。4.4.2射极偏置电路IBQI2Rb1RCRb2ReIEQ解：①画出直流通路

已知

=100，VCC=12V，Rb1=75k，Rb2=25

k，Rc=2k，Re=1k。画直流通路，求Q点。4.4.2射极偏置电路例1+VCCRCCb1Cb2TRL

Rb2Re

+Ce

`++Rb1

vORSvS++--VBQ

RC

ICQ

Rb1

IBQ

+VCC

IEQ

Rb2

Re

VEQVCEQ+-解：①画出直流通路已知4.4.2

射极偏置电路VBQ

RC

ICQ

Rb1

IBQ

+VCC

IEQ

Rb2

Re

VEQVCEQ+-②估算静态工作点IBQ

=

ICQ

/

=

2.3mA/100

=

23µA4.4.2射极偏置电路VBQRCICQRb1IBQ

：换一个

=

80的管子，Q点有何变化?4.4.2射极偏置电路♫思考题23µA12

1086421430

2iC/mA

iB=10µA

20µA40µAvCE/V30µA23µAvBE/ViB/µA00.7

ICQ

=

(VBQ

-

VBEQ)

/Re

=

2.3mA

IBQ

=

ICQ

/

=

2.3mA

/

80

=

29µA

VCEQ

=VCC

-

ICQ

(Rc

+

Re)

=

5.1VQQ29µA29µA在输出特性上，静态工作点稳定：换一个=4.4.2射极偏置电路(3)

稳定静态工作点的原理①

更换管子+VBQVEQVCEQ+--VBEQI2Rb1RCRb2ReIEQI1+VCCICQIBQ更换

不同的管子，Q点有何变化?

ICQ

=

(VBQ

-

VBEQ)

/Re

VCEQ

=VCC

-

ICQ

(Rc

+

Re)

IBQ

=

ICQ

/

不变。

不变。随

不同而变化，

增大时IBQ

减小，

减小时IBQ

增大。更

换

不同的管

子，在

输出

特

性上Q点(VCEQ，ICQ)位置不变。4.4.2射极偏置电路(3)稳定静态工作点的原理+VBQ4.4.2射极偏置电路②

温度变化

T℃→ICQ→IEQ→VEQ

↓VBEQIBQ←ICQ←自动调节iBvBE0+VBQVEQVCEQ+--VBEQI2Rb1RCRb2ReIEQI1+VCCICQIBQ温度变化时，Q点有何变化?

VEQ

=

IEQ

Re

，VBEQ

=

VBQ

-

VEQ

。温度变化时，

在

输出

特性上Q

点(VCEQ，ICQ)

位置不变。4.4.2射极偏置电路②温度变化T℃

B.

Re

把

输出

直

流

电

流

ICQ

的变化返送回输入端，转换成直流电压VEQ

=

IEQ

Re

的变化，影响输入直

流电

压

VBEQ=

VBQ

–

VEQ

向

相4.4.2射极偏置电路③

原因+VBQVEQVCEQ+--VBEQI2Rb1RCRb2ReIEQI1+VCCICQIBQ

A.

I1>>IBQ，使基极电位基本恒定。

反方向变化，从而使

IBQ

产生相反的变化以抵消

ICQ

的变化，称为直流电流负反馈

(

详见第

7

章

)，Re

称为负反馈电阻、温度补偿电阻。B.Re把输出直流电流ICQ23µA29µA4.4.2射极偏置电路稳定静态工作点，是指静态集电极电流

ICQ

和管压降

VCEQ

基本不变，在输出特性上

Q点

(VCEQ，ICQ)

位

置

基

本不变，IBQ是会产生相反变化的，以抵消ICQ的变化。

如例1，

=100时ICQ=2.3mA，VCEQ=5.1V，IBQ=23µA；23µA12

1086421430

2iC/mA

iB=10µA

20µA40µAvCE/V30µAvBE/ViB/µA00.7Q29µAQ

=80时ICQ=2.3mA，VCEQ=5.1V，IBQ=29µA23µA29µA4.4.2射极偏置电路稳定4.4.2射极偏置电路☆(4)

参数的选择IBQI2Rb1RCRb2ReIEQI1+VCCICQVBQVEQVCEQ++--VBEQ

I1、VBQ

越大

Q点会越稳定。但

Rb1、Rb2

就

越

小,将

增

加损耗、降低输入电阻。VBQ过高使VEQ

增高，VCEQ

减小，易饱和，减小最大不失真输出电压。

工程上一般选取：

Rb1、Rb2一般取几十

k。

I1

=(

5

~

10

)

IBQ

(硅管)(

10

~

20

)

IBQ

(锗管)(

3

~

5

)V

(硅管)(

1

~

3

)V

(锗管)

VBQ

=4.4.2射极偏置电路☆(4)参数的选择IBQI2Rb1iC/mA

12

1086421430

2iB=10µA

20µA40µAvCE/V30µA4.4.2射极偏置电路IBQI2Rb1RCRb2ReIEQI1+VCCICQVBQVEQVCEQ++--VBEQ

Re

越大，VEQ

=

IEQ

Re

受温度影响变化越大，稳定Q点效果越好；VCEQ

=

VCC

-

ICQ

Rc-

IEQRe越小，越易进入饱和区,使输出电压的动态范围减小。

Re

=

几百~几千

(小电流)、几~几十

(大电流)QQ

,iC/mA1210864214302iB=10µA2IBQ恒定,

ICQ随

变化。

固定偏置电路和基极分压式射极偏置电路更换

大的三极管后

IBQ、ICQ、VCEQ

是否改变？+++iCiBi2i1+VCCRb1RcCb1Cb2Rb2ReRLvivo+––RSvS+–4.4.2射极偏置电路♫思考题+Cb1––vi+VCCRsvsRbRcCb2+++RLvo+–ICQ恒定,

IBQ随

变化。IBQ恒定,

ICQ随

变化。4.4.2射极偏置电路(5)

动态性能分析①

画交流通路

思路：电源短路、电容短路、其它照画→标出交流。

+++iCiB+VCCRb1RCCb1Cb2Rb2ReRLvivo+––RSvS+–Rb2+iCibieiiRb1RCiRb1iRb2ReRLvivo+––RSvS+–4.4.2射极偏置电路(5)动态性能分析4.4.2射极偏置电路RLRb2+iCibieiiRb1RCiRb1iRb2Revivo+––RSvS+–bcebce②画小信号等效电路

思路：交流通路

→

be间为电阻rbe、ce间为受控电流源

ib

→

标出交流。★ib、ic

别标错位置。4.4.2射极偏置电路RLRb2+iCibieiiRb1Rbce

Re能稳定静态工作点，但使放大倍数大大下降。4.4.2射极偏置电路rbe

(1+

)

Re+-ibvibe折算③

求电压增益Av

ve

=

[(1

+

)

ib]

Re

=

ib[(1

+

)

Re]bceRe能稳定静态工作点，但使放大倍数大大

Re使输入电阻增大。bce4.4.2射极偏置电路R’irbe

(1

+

)

Re+-ibvibeR’iRi=Rb1//Rb2//R’i=Rb1//Rb2//[rbe+(1+)Re]折算④

求输入电阻

RiRiRe使输入电阻增大。bce4.4.2射极偏在输出端加测试电压vt，产生测试电流4.4.2射极偏置电路ii

令信号源置零(保留其内阻和受控源)，负载开路

it

=

vt

/Rc。Ro

=

vt

/it

=

Rc+-vS+-viitRb1

rbeRb2Rcibebcic

ibieRSReRL+-vo+-vt=

0Ro⑤

求输出电阻Ro

Re

不影响输出电阻。=

0在输出端加测试电压vt，产生测试电流4.44.4.2射极偏置电路itRb1

rbeRb2Rcibebcic

ibieRSRe+-vt≠0Ro若考虑三极管输出电阻

rce

(1/hoe)R’oircerce≠

ib

得由R’Sib

=

?4.4.2射极偏置电路itRb1rbeRb2Rcibeb4.4.2射极偏置电路实际上

rce

(

≥100k

)

>>

Re

(

≤几k

)

R’oircerceitRb1

rbeRb2Rcibebcic

ibieRSRe+-vt≠0≠

ib

所以R’S很大(

＞几M)4.4.2射极偏置电路实际上rce(≥100k)4.4.2射极偏置电路ircerceitRb1

rbeRb2Rcibebcic

ibieRSRe+-vt≠0≠

ibR’oRo

一般所以R’o

RcRo

Re使三极管部分的输出电阻R’o

增大，恒流性好

(

ic

恒定

)。4.4.2射极偏置电路ircerceitRb1rbeRb4.4.2射极偏置电路(6)

与基本共射电路比较

①电路+++iCiBi2i1+VCCRb1RCCb1Cb2Rb2ReRLvivo+––RSvS+–––Tvi+VCCRsvsRbRcCb1Cb2+++RL+vo+–4.4.2射极偏置电路(6)与基本共射电路比较不能4.4.2射极偏置电路

VCC

-

IBQ

Rb

=

VBEQ=

VBEQ

+

IEQ

ReVCC

-

ICQ

(Rc

+

Re)VCC

-

ICQ

Rc

IBQIBQVBQICQVCEQ参数

基本共射电路

射极偏置电路稳定性②静态工作点

不同的电路Q点的计算式可能不同。能不能4.4.2射极偏

不同的电路动态性能指标的计算式可能不同。4.4.2射极偏置电路③动态性能RiAvRo

参数

基本共射电路射极偏置电路

=

几十

~

几百Rb1//Rb2//

[rbe+(1+

)Re]

=

十几

~

几十kRc

=

几k大小低高高高Rc

=

几kRb//rbe=

几百

~

几千

=

0.几

~

几不同的电路动态性能指标的计算式可能不同。4.已知VCC

=

12V，Rb1

=

20k，Rb2

=10k，Rc

=

2k，Re

=

2k，RL=

6k，

=

40。画小信号等效电路，求Av、Ri、Ro。+VCCRCCb1Cb2TRL

Rb2Re

`++Rb1

vORSvS++--4.4.2射极偏置电路例2解：①求IEQ、rbe已知VCC=12V，4.4.2射极偏置电路②画小信号等效电路ie-vo++ReβibviicrbeRcRLRb1Rb2bec-vsiiib-+RS③求Av、Ri、Ro很小

Re能稳定静态工作点，但使放大倍数大大下降。4.4.2射极偏置电路②画小信号等效电路4.4.2射极偏置电路ie-vo++ReβibviicrbeRcRLRb1Rb2bec-vsiiib-+RSRi

=

Rb1//Rb2//[rbe+(1+

)Re]

=

20//10//[0.846+(1+40)×2]=6.17k

Ro

=

Rc

=

2kRiRo接入

Re

能稳定静态工作点，增大输入电阻，但使放大倍数大大下降。如何解决这个矛盾？较大4.4.2射极偏置电路ie-vo++Reβibviicrb4.4.2射极偏置电路(7)

有旁路电容时

Re并联电容Ce。+++iCiBi2i1+VCCRb1RCCb1Cb2Rb2ReRLvivo+––RSvS+–Ce+①

静态分析

B.

静态工作点

A.

直流通路与Re没有并联电容

Ce时相同。

C.

稳定静态工作点与Re没有并联电容Ce时一样可以稳定静态工作点。电容Ce对直流开路。与Re没有并联电容

Ce时相同。4.4.2射极偏置电路(7)有旁路电容时4.4.2射极偏置电路Rb2+iCibieiiRb1RCiRb1iRb2RLvivo+––RSvS+–②

动态分析

Ce

对交流短路，Re

被旁路，对交流相当于

Re

=

0。

A.

交流通路+++iCiB+VCCRb1RCCb1Cb2Rb2ReRLvivo+––RSvS+–+Ce与固定偏置电路类似4.4.2射极偏置电路Rb2+iCibieiiRb1RCi4.4.2射极偏置电路B.

小信号等效电路根据交流通路画小信

号等效电路。-vo++βibviicRb2rbeRcRLRb1-vs-+RSiiibbceRLRb2+iCibiiRb1RCiRb1iRb2vivo+––RSvS+–bce与固定偏置电路类似Rb4.4.2射极偏置电路B.小信号等效电路4.4.2射极偏置电路

C.

动态性能指标-vo++βibviicRb2rbeRcRLRb1-vs-+RSiiibbce

Ri

=

Rb1//Rb2//rbe

=

Rb//rbe

Ro

=

RcRiRo与固定偏置电路类似Rb4.4.2射极偏置电路C.动态性能指标-电路参数同例2：VCC

=

12V，Rb1

=

20k，Rb2

=

10

k，Rc

=

2

k，Re

=

2k，RL

=

6k，=

40。求

Av、Ri、Ro。4.4.2射极偏置电路例3解：例2已求得

IEQ

=1.65mA，rbe=0.846k。

Ri=Rb1//Rb2//rbe=20//10//0.846=0.75k

Ro

=Rc

=

2k+VCCRCCb1Cb2TRL

Rb2Re

`++Rb1

vORSvS++--Ce+旁路电容使Av不减小，但又使Ri下降。怎样改进?例2-0.7246.17k2k电路参数同例2：4.4.4.4.2射极偏置电路☆(8)

Re部分旁路

Re分为两部分，Re1不旁路、Re2旁路。①

静态分析

直流通路、静态工作点、稳定静态工作点与Re没有并联电容

Ce

时相同，令

Re

=

Re1

+

Re2

即可。②

动态分析

交流通路、小信号等效电路、Av、Ri、Ro

与

Re

没有并联电容

Ce

时相同，令

Re

=

Re1

即可。+++iCiBi2i1+VCCRb1RCCb1Cb2Rb2Re1RLvivo+––RSvS+–Ce+Re24.4.2射极偏置电路☆(8)Re部分旁路Re1=0.2k，Re2=

1.8

k，电路其它参数同例2，求Av、Ri、Ro。4.4.2射极偏置电路例4Re2

+VCCRL

RCCb1Cb2TRb2Re1

`++Rb1

vORSvS++--+Ce解：例2已求得IEQ

=1.65mA，rbe=0.846k。

Ri

=

Rb1//Rb2//[rbe

+

(1

+

)

Re1]

=

20//10//[0.846+(1+40)×0.2]

=

3.84k

Ro

=

Rc

=

2k例3-70.90.75k2kRe1=0.2k，Re24.4.4.2射极偏置电路☆(9)

三种电路比较

2k2k2kRoRiAv例2(Re没旁路)例3(Re旁路)

例4(Re部分旁路)

-0.724-70.9-6.63

6.17k0.75k3.84k

Rc

Rc

RcRb1//Rb2//Rb1//Rb2//rbe

Rb1//Rb2//

[rbe+(1+

)Re]

[rbe+(1+

)Re1]

Re没旁路Re被旁路

Re部分旁路RoRiAv大小中高低中高高高4.4.2射极偏置电路☆(9)三种电路比较4.4.2射极偏置电路

Re

除了引入直流电流负反馈，可稳定静态工作点外，没被交流旁路时还引入交流电流串联负反+++iCiBi2i1+VCCRb1RCCb1Cb2Rb2ReRLvivo+––RSvS+–关于负反馈的内容详见第7章。馈，可降低放大倍数、提高反馈环内输入电阻、提高反馈环内输出电阻以及改变其他动态指标。4.4.2射极偏置电路Re除了引入直流电

前述的单电源射极偏置电路中Re

越大，VEQ=

IEQ

Re

受温度影响变化越大，稳定

Q点效果越好；但

VCEQ

=

VCC4.4.2射极偏置电路2.

含有双电源的射极偏置电路IBQI2Rb1RCRb2ReIEQI1+VCCICQVBQVEQVCEQ++--VBEQ-

ICQ

RC-

IEQ

Re

越小，越易进入饱和区，使最大不失真输出电压减小。为此，在发射极接上负电源，把VEQ拉低，从而使VCEQ

=VCQ

-VEQ不会太小，既有好的稳定

Q

点效果又有较大的最大不失真输出电压。前述的单电源射极偏置电4.4.2射极偏置电路2.4.4.2射极偏置电路

A.

静态工作点

VEE

=

IBQ

Rb

+VBEQ+(1+

)IBQ

(Re1

+

Re2)

VCC

=

ICQ

Rc

+VCEQ+

IEQ

(Re1

+

Re2)

-VEE(1)

阻容耦合VEEIBQIEQVCCICQVCEQ+-VCEQ

=

VCC

+

VEE

-

ICQ

Rc

-

IEQ

(Re1

+

Re2)

=

VCC

+

VEE

-

ICQ

(Rc

+

Re1

+

Re2)ICQ

=

IBQ4.4.2射极偏置电路A.静态工作点4.4.2射极偏置电路

B.

小信号等效电路ie-vo++Re1

ibviicrbeRcRLRbbec-vsiiib-+RSVEEibieVCC

ic

思路：交流通路

(电源短路、电容短路、其它照画)→

b

e

间为电阻

rbe、c

e

间为受控电流源

ib

→

标出交流。4.4.2射极偏置电路B.小信号等效电路VEE

=

IBQ

RS

+

VBEQ

+(1

+

)IBQ

Re4.4.2射极偏置电路(2)

直接耦合

A.

静态工作点VCC

=

IRc

Rc

+

VCEQ

+

IEQ

Re

-

VEEIBQIEQVEEIRcVCCVCEQ+-ICQ

=

IBQVCEQ

=ICQ

VCEQ

+

IEQ

Re

-

VEE

=

(IRc-ICQ)

RL

VEE=IBQRS+VBEQ+4.4.4.2射极偏置电路

B.

小信号等效电路ie-vo++

Re

ibviicrbeRcRLbec-vsiiib-+RSibieVEEic

思路：交流通路(电源短路、其它照画)

→

b

e

间为电阻

rbe、c

e

间为受控电流源

ib

→

标出交流。VCC4.4.2射极偏置电路B.小信号等效电路4.4.2射极偏置电路3.

含有恒流源的射极偏置电路ebib

ii

cvo

ibRcRLvivs

RsicRbrbe

+++–––

A.

静态工作点发射极静态电流由恒流源Io提

供。ICQ

≈

IEQ

=

Io

很

稳

定，静态工作点也就很稳定。

B.

小信号等效电路IEQICQ4.4.2射极偏置电路3.含有恒流源的射极偏置电路ebi

二极管反向电流随温度变化，升高10℃约增加1倍。––Tvi+VCCRsvsRbRcCb1Cb2+++RL+vo+–IRbIBQIRRb、VCC受温度影响很小，电阻电流

IRb基本恒定。4.4.2射极偏置电路☆4.

温度补偿法(1)

利用二极管反向电流T℃↓IR→IBQ

→ICQ

取

VCC＞＞VBEQ。

IBQ

=

IRb-

IR自动调节

ICQ

二极管反向电流随温度变化，升高10℃约增加14.4.2射极偏置电路(2)

利用二极管正向压降+++iCiBi2i1+VCCRb1RCCb1Cb2Rb2ReRLvivo+––RSvS+–T℃↓ICQ

→VEQ

→VD→VBQ

VBEQ

IBQ←

ICQ←

二极管正向压降

随温度变化，温度升高1℃，vD约降低2~2.5mV。还利用

Re的直流负反馈作用。

VEQ

=

IEQ

Re≈ICQ

Re

VBEQ

=

VBQ

-

VEQ

自动调节D+–vD4.4.2射极偏置电路(2)利用二极管正向压降+++iC

正温度系数(PTC)热敏

电阻随温度升高阻值增大。4.4.2射极偏置电路(3)

利用正温度系数热敏电阻+++iCiBi2i1+VCCRb1RCCb1Cb2Rb2ReRLvivo+––RSvS+–Rb1采用正温度系数(PTC)热敏电阻。T℃→Rb1→VBQ

↓ICQ

→VEQ

VBEQ

IBQ←

ICQ←

自动调节

VEQ

=

IEQ

Re≈ICQRe

VBEQ

=

VBQ

-

VEQ

RT正温度系数(PTC)热敏

电阻随温度升高阻值负温度系数(NTC)热敏

电阻随温度升高阻值减小。4.4.2射极偏置电路(4)

利用负温度系数热敏电阻+++iCiBi2i1+VCCRb1RCCb1Cb2Rb2ReRLvivo+––RSvS+–

Rb2采用负温度系数(NTC)热敏电阻。RT

VEQ

=

IEQ

Re≈ICQRe

VBEQ

=

VBQ

-

VEQ

T℃→Rb2→VBQ

↓ICQ

→VEQ

VBEQ

IBQ←

ICQ←

自动调节负温度系数(NTC)热敏

电阻随温度升高阻值4.4放大电路静态工作点的稳定问题本节小结

2.

基极分压式射极偏置电路

(没、有及部分旁路)

稳定Q

点原理、Q

点估算、动态参数计算，含双电源、恒流源的射极偏置电路及温度补偿法稳定

Q

点原理、特点。

0.

稳定Q点的重要性、对Q点的要求。

1.

影响

Q

点不稳定的原因

(

电源电压、电路

参

数及温度

)、抑制温度影响

Q

点的措施

(

恒温箱、散热、温度补偿及直流负反馈

)。

静态分析：直流通路(输入为0，电容开路，其它照画,标出直流)

→VBQ

→IEQ

→IBQ

→VCEQ。

动态分析：交流通路

(电源、电容短路)→等效电路

(

b

e间为电阻rbe、ce间为电流源

ib

)→rbe、Av、Ri、Ro

4.4放大电路静态工作点的稳定问题本节小结4双极结型三极管及放大电路基础本章内容

4.1

BJT

4.2

基本共射极放大电路

4.3

放大电路的分析方法

4.4

放大电路静态工作点的稳定问题

4.5

共集电极放大电路和共基极放大电路

4.6

组合放大电路

4.7

放大电路的频率响应4双极结型三极管及放大电路基础本章内容4.4双极结型三极管及放大电路基础本章要求

1.

了解双极结型三极管

(BJT)

的结构、工作原理、温度对参数及特性的影响，掌握其符号、电流关系、特性曲线、参数、使用和应用，三种工作状态

(

区

)

的条件、特点和判断。

2.

掌握基本共射极放大电路的组成、工作原理、静态分析和动态分析。

3.

熟悉放大电路的图解分析法、静态工作点对波形失真的影响，掌握基本共射极放大电路的动态分析、性能特点和用途。

4.

了解温度对静态工作点的影响，熟悉稳定静态工作点的措施，掌握基极分压式射极偏置放大电路的组成、工4双极结型三极管及放大电路基础本章要求1.4双极结型三极管及放大电路基础

5.

掌握共集电极放大电路和共基极放大电路的组成、工作原理、静态分析、动态分析、性能特点和用途。

6.

熟悉组合放大电路的特点及分析方法、复合管的特点和判断。

7.

了解放大电路的频率响应，幅度失真、相位失真、频率失真、线性失真、产生频率响应的原因、上限频率、下限频率、通频带。作原理、静态分析、动态分析、性能特点和用途。4双极结型三极管及放大电路基础5.掌握共4双极结型三极管及放大电路基础重点难点

重点：双极结型三极管

(BJT)

的符号、电流关系、特性曲线、参数、使用和应用；三种基本放大电路

(

共射、共集和共基

)

的组成、工作原理、静态分析

(

估算法

)、动态分析

(

小信号模型分析法

)

、性能特点和用途；稳定静态工作点的措施，基极分压式射极偏置电路的组成、工作原理、静态分析、动态分析、性能特点和用途。难点：双极结型三极管(BJT)的工作原理和特性曲线,放大电路的工作原理、静态分析

(

图解分析法、估算法

)

和动态分析

(

图解分析法、小信号模型分析法

)，放大电路的频率响应。4双极结型三极管及放大电路基础重点难点重点

4.4.1

温度对静态工作点的影响

★1.

影响Q的原因

☆2.

抑制温度影响Q的措施4.4放大电路静态工作点的稳定问题本节内容

4.4.2

射极偏置电路

1.

基极分压式射极偏置电路

2.

含有双电源的射极偏置电路

3.

含有恒流源的射极偏置电路

☆4.

温度补偿法4.4.1温度对静态工作点的影响

4.4放大电路静态工作点的稳定问题本节要求

1.

了解温度对静态工作点的影响的原因和危害，熟悉稳定静态工作点的措施。

2.

掌握基极分压式射极偏置电路稳定静态工作点的原理，静态分析方法

(

画直流通路、估算静态工作点

)

及动态分析方法(画交流通路、画等效电路、计算动态性能指标),熟悉含有双电源的射极偏置电路、含有恒流源的射极偏置电路稳定静态工作点的原理、特点，了解温度补偿法的原理、特点。4.4放大电路静态工作点的稳定问题本节要求1.了4.4放大电路静态工作点的稳定问题重点难点

重点：基极分压式射极偏置电路稳定静态工作点的原理，静态分析方法

(画直流通路、估算静态工作点)

及动态分析方法(画交流通路、等效电路，计算动态性能指标)。难点：基极分压式射极偏置电路静态分析方法

(

画直流通路、估算静态工作点

)

及动态分析方法

(

画交流通路、等效电路，计算动态性能指标)。4.4放大电路静态工作点的稳定问题重点难点4.4放大电路静态工作点的稳定问题为什么要稳定Q？A.

不稳定的危害B.

对Q的要求4.4放大电路静态工作点的稳定问题为什么要稳定Q？A.不4.4.2射极偏置电路射极偏置电路为何能稳定Q？

1.

基极分压式射极偏置电路

2.

含有双电源的射极偏置电路

3.

含有恒流源的射极偏置电路

☆4.

温度补偿法4.4.2射极偏置电路射极偏置电路为何能稳定Q？前述的固定偏置放大电路，简单、易调整，但温度变化会引起静态工作点变动，4.4.2射极偏置电路––Tvi+VCCRsvsRbRcCb1Cb2+++RL+vo+–

T℃ICQ

某种作用IBQICQ自动调节严重时将使放大电路不能正常工作。为此，需要改进偏置电路，当温度升高使ICQ增加时，希望能够自动减少IBQ，从而抑制Q点的变化，保持Q点基本稳定。固定偏置电路前述的固定偏置放大电4.4.2射极偏置电路––Tv

直流电源

VCC，基极

电阻Rb1、Rb2，射极电阻

Re

组成分压式偏置电路，

为三极管提供合适的Q点。

基极电阻Rb1、Rb2的

取值使I1

>>IBQ。4.4.2射极偏置电路1.

基极分压式射极偏置电路(1)

电路结构+++iCiBi2i1+VCCRb1RCCb1Cb2Rb2ReRLvivo+––RSvS+–

射极电阻Re与Rb1和

Rb2配合，使I1>>IBQ。虽然射极没直接接地，但还是从基极输入、从集极输出，与共射电路有相同特性，仍归为共射电路。直流电源VCC，基极

电阻Rb1、Rb2，4.4.2射极偏置电路(2)

静态工作点的估算①

画直流通路+++iCiBi2i1+VCCRb1RCCb1Cb2Rb2ReRLvivo+––RSvS+–+VBQVEQVCEQ+--VBEQI2Rb1RCRb2ReIEQI1+VCCICQIBQ思路：输入为

0、电容开路、其它照画→标出直流。4.4.2射极偏置电路(2)静态工作点的估算+++iCi

设计时取I1

>>

IBQ，∴Rb1和Rb2可近似看作串联。4.4.2射极偏置电路②

估算QIBQI2Rb1RCRb2ReIEQI1+VCCICQVBQVEQVCEQ++--VBEQ

电阻Rb1、Rb2，直流电源VCC受温度影响很小，基极电位

VBQ

基本不随温度变化，保持恒定。或分压设计时取I1>>IBQ，∴Rb14.4.24.4.2射极偏置电路IBQI2Rb1RCRb2ReIEQI1+VCCICQVBQVEQVCEQ++--VBEQ设计时取VBQ>>VBEQ

VEQ

=

VBQ

-

VBEQ

VBEQ

受温度影响变化时，射极电位

VEQ

基本恒定。

集电极电流

ICQ

基本恒定。

IBQ

=

ICQ/

VCEQ

=VCC

-

ICQRc

-

IEQRe

≈VCC

-

ICQ

(Rc

+

Re)

≈VCC

-

IEQ

(Rc

+

Re)

∴温度变化时，静态工作点基本稳定。4.4.2射极偏置电路IBQI2Rb1RCRb2ReIEQ解：①画出直流通路

已知

=100，VCC=12V，Rb1=75k，Rb2=25

k，Rc=2k，Re=1k。画直流通路，求Q点。4.4.2射极偏置电路例1+VCCRCCb1Cb2TRL

Rb2Re

+Ce

`++Rb1

vORSvS++--VBQ

RC

ICQ

Rb1

IBQ

+VCC

IEQ

Rb2

Re

VEQVCEQ+-解：①画出直流通路已知4.4.2

射极偏置电路VBQ

RC

ICQ

Rb1

IBQ

+VCC

IEQ

Rb2

Re

VEQVCEQ+-②估算静态工作点IBQ

=

ICQ

/

=

2.3mA/100

=

23µA4.4.2射极偏置电路VBQRCICQRb1IBQ

：换一个

=

80的管子，Q点有何变化?4.4.2射极偏置电路♫思考题23µA12

1086421430

2iC/mA

iB=10µA

20µA40µAvCE/V30µA23µAvBE/ViB/µA00.7

ICQ

=

(VBQ

-

VBEQ)

/Re

=

2.3mA

IBQ

=

ICQ

/

=

2.3mA

/

80

=

29µA

VCEQ

=VCC

-

ICQ

(Rc

+

Re)

=

5.1VQQ29µA29µA在输出特性上，静态工作点稳定：换一个=4.4.2射极偏置电路(3)

稳定静态工作点的原理①

更换管子+VBQVEQVCEQ+--VBEQI2Rb1RCRb2ReIEQI1+VCCICQIBQ更换

不同的管子，Q点有何变化?

ICQ

=

(VBQ

-

VBEQ)

/Re

VCEQ

=VCC

-

ICQ

(Rc

+

Re)

IBQ

=

ICQ

/

不变。

不变。随

不同而变化，

增大时IBQ

减小，

减小时IBQ

增大。更

换

不同的管

子，在

输出

特

性上Q点(VCEQ，ICQ)位置不变。4.4.2射极偏置电路(3)稳定静态工作点的原理+VBQ4.4.2射极偏置电路②

温度变化

T℃→ICQ→IEQ→VEQ

↓VBEQIBQ←ICQ←自动调节iBvBE0+VBQVEQVCEQ+--VBEQI2Rb1RCRb2ReIEQI1+VCCICQIBQ温度变化时，Q点有何变化?

VEQ

=

IEQ

Re

，VBEQ

=

VBQ

-

VEQ

。温度变化时，

在

输出

特性上Q

点(VCEQ，ICQ)

位置不变。4.4.2射极偏置电路②温度变化T℃

B.

Re

把

输出

直

流

电

流

ICQ

的变化返送回输入端，转换成直流电压VEQ

=

IEQ

Re

的变化，影响输入直

流电

压

VBEQ=

VBQ

–

VEQ

向

相4.4.2射极偏置电路③

原因+VBQVEQVCEQ+--VBEQI2Rb1RCRb2ReIEQI1+VCCICQIBQ

A.

I1>>IBQ，使基极电位基本恒定。

反方向变化，从而使

IBQ

产生相反的变化以抵消

ICQ

的变化，称为直流电流负反馈

(

详见第

7

章

)，Re

称为负反馈电阻、温度补偿电阻。B.Re把输出直流电流ICQ23µA29µA4.4.2射极偏置电路稳定静态工作点，是指静态集电极电流

ICQ

和管压降

VCEQ

基本不变，在输出特性上

Q点

(VCEQ，ICQ)

位

置

基

本不变，IBQ是会产生相反变化的，以抵消ICQ的变化。

如例1，

=100时ICQ=2.3mA，VCEQ=5.1V，IBQ=23µA；23µA12

1086421430

2iC/mA

iB=10µA

20µA40µAvCE/V30µAvBE/ViB/µA00.7Q29µAQ

=80时ICQ=2.3mA，VCEQ=5.1V，IBQ=29µA23µA29µA4.4.2射极偏置电路稳定4.4.2射极偏置电路☆(4)

参数的选择IBQI2Rb1RCRb2ReIEQI1+VCCICQVBQVEQVCEQ++--VBEQ

I1、VBQ

越大

Q点会越稳定。但

Rb1、Rb2

就

越

小,将

增