2022-2023学年高二物理竞赛课件：设置静态工作点的必要性

设置静态工作点的必要性 2 1.当ui=0时 +VCC ui=0 IB IC + - UBE + - UCE Rb Rc T + - + - uo IBQ=0，ICQ= IBQ =0，UCEQ=VCC 晶体管处于截止状态。 设置静态工作点的必要性 为什么放大的对象是动态信号，却要晶体管在信号为零时有合适的直流电流和极间电压？ 3 输入：交流小信号 ui 输出：交流大信号 uo 正常工作时，直流电源供电 各极的电压、电流为： iB，uBE，iC，uCE 均为直流与交流的叠加！ ui iB iC uBE uo VBB ui Rb Rc VCC + - + - uo 4 注：不同书写体字母的含义 UBE，IB — 大写字母，大写下标，表示直流量。 ube—小写字母，小写下标，表示交流瞬时值。 uBE—小写字母，大写下标，表示交、直混合量。 Ube—大写字母，小写下标，表示交流分量有效值。 5 若其峰值小于b-e间的开启电压Uon,则在信号的整个周期内晶体管始终工作在截止状态，输出电压毫无变化。 ui t 0 Uon t uo 0 VCC 2.当ui≠0时 +VCC ui0 IB IC + - UBE + - UCE Rb Rc T + - + - uo 6 若信号幅度足够大，晶体管只可能在信号正半周大于Uon的时间间隔内导通，导致输出电压严重失真。 Uon t uo 0 VCC t 0 ui ★ 对放大电路的基本要求有两个：1.不失真； 2.能够放大。 没有设置合适的静态工作点 +VCC ui≠0 iB iC + - uBE + - uCE Rb Rc T + - + - uo 7 ui iB iC uBE uo VBB ui Rb Rc VCC + - + - uo 只有在信号的整个周期内晶体管始终工作在放大状态，输出信号才不会产生失真。这就必须设置合适的静态工作点。 设置静态工作点的必要性 设置合适的静态工作点，首先要解决失真问题，但Q点几乎影响着所有的动态参数！ 8 →△uCE（-△iC×Rc） →△uBE →△iB →△iC（β△iB） 电压放大倍数： → 放大原理 设置适当静态工作点 2.2.3 基本共射放大电路的工作原理及波形分析 ui iB iC + - uBE + - iCE Rb Rc VBB VCC T + - + - uo 9 ui iB iC + - uBE + - iCE Rb Rc VBB VCC T + - + - uo 基本共射放大电路的电压放大作用是利用晶体管的电流放大作用，并依靠RC将电流的变化转化成电压的变化来实现的。 uBE t iC t uCE t iB t UBEQ ICQ UCEQ IBQ ube ib uce ic 动态信号驮载在静态之上 饱和失真 底部失真 截止失真 顶部失真 与iC变化方向相反 NPN管共射放大电路失真波形 10 2.2.4 放大电路的组成原则 1、晶体管必须工作在放大区。 直流电源极性要正确，电路参数要合适。 2、信号能输入和输出。 动态信号必须能够作用于放大管的输入回路。 负载能够获得比输入信号大得多的动态信号。 3、信号不失真。 要有合适的静态工作点。（可以调整）适当的信号幅度。 共地、直流电源种类尽可能少、 负载上无直流分量。 4、对实用放大电路的要求。 11 如何判断一个电路是否能实现放大？ 3. 晶体管必须偏置在放大区。 发射结正偏，集电结反偏。 4. 正确设置静态工作点，使整个波形处于放大区。 1. 信号能否输入到放大电路中。 2. 信号能否输出。 与实现放大的条件相对应，判断的过程如下： 12 试分析下图所示各电路是否能够放大正弦交流信号，简述理由。设图中所有电容对交流信号均可视为短路。 不可能，交流通路中，直流电源VBB 相当于短路，输入信号到达不了电路中 可能 t� uCE� UCEQ� VCC� O� t� uCE� UCEQ� VCC� O� $