2022-2023学年高二物理竞赛课件：电路静态工作点的稳定

电路静态工作点的稳定 电路静态工作点的稳定 合理设置静态工作点是保证放大电路正常工作的先决条件。但是放大电路的静态工作点常因外界条件的变化而发生变动。 前述的固定偏置放大电路，简单、容易调整，但在温度变化、三极管老化、电源电压波动等外部因素的影响下，将引起静态工作点的变动，严重时将使放大电路不能正常工作，其中影响最大的是温度的变化。 下一页 总目录 章目录 返回 上一页 非线性失真 若Q设置过低， 晶体管进入截止区工作，造成截止失真。 适当增加基极电流可消除失真。 ui uo t iB/A iB/A uBE/V t uBE/V UBE O O O Q Q uCE/V t iC/mA uCE/V O O UCE 如果Q设置合适，信号幅值过大也可产生失真，减小信号幅值可消除失真。 下一页 总目录 章目录 返回 上一页 15.4.1 温度变化对静态工作点的影响 在固定偏置放大电路中，当温度升高时， UBE、  、 ICBO 。 上式表明，当UCC和 RB一定时， IC与 UBE、  以及 ICEO 有关，而这三个参数随温度而变化。 温度升高时， IC将增加，使Q点沿负载线上移。 下一页 总目录 章目录 返回 上一页 iC uCE Q 温度升高时，输出特性曲线上移 Q´ 固定偏置电路的工作点 Q点是不稳定的，为此需要改进偏置电路。当温度升高使 IC 增加时，能够自动减少IB，从而抑制Q点的变化，保持Q点基本稳定。 结论： 当温度升高时， IC将增加，使Q点沿负载线上移，容易使晶体管 T进入饱和区造成饱和失真，甚至引起过热烧坏三极管。 O 下一页 总目录 章目录 返回 上一页 15.4.2 分压式偏置电路 1. 稳定Q点的原理 基极电位基本恒定，不随温度变化。 VB RB1 RC C1 C2 RB2 CE RE RL I1 I2 IB + + + +UCC ui uo + + – – IC RS eS + – 下一页 总目录 章目录 返回 上一页 15.4.2 分压式偏置电路 1. 稳定Q点的原理 VB 集电极电流基本恒定，不随温度变化。 RB1 RC C1 C2 RB2 CE RE RL I1 I2 IB + + + +UCC ui uo + + – – IC RS eS + – 下一页 总目录 章目录 返回 上一页 从Q点稳定的角度来看似乎I2、VB越大越好。 但 I2 越大，RB1、RB2必须取得较小，将增加损耗，降低输入电阻。 而VB过高必使VE也增高，在UCC一定时，势必使UCE减小，从而减小放大电路输出电压的动态范围。 在估算时一般选取： I2= (5 ~10) IB，VB= (5 ~10) UBE， RB1、RB2的阻值一般为几十千欧。 参数的选择 VE VB RB1 RC C1 C2 RB2 CE RE RL I1 I2 IB + + + +UCC ui uo + + – – IC RS eS + – 下一页 总目录 章目录 返回 上一页 Q点稳定的过程 VE VB RB1 RC C1 C2 RB2 CE RE RL I1 I2 IB + + + +UCC ui uo + + – – IC RS eS + – T UBE IB IC VE IC VB 固定 RE：温度补偿电阻 对直流：RE越大,稳定Q点效果越好； 对交流：RE越大,交流损失越大,为避免交流损失加旁路电容CE。 下一页 总目录 章目录 返回 上一页 2. 静态工作点的计算 估算法: VB RB1 RC C1 C2 RB2 CE RE RL I1 I2 IB + + + +UCC ui uo + + – – IC RS eS + – 下一页 总目录 章目录 返回 上一页 3. 动态分析 对交流：旁路电容 CE 将RE 短路， RE不起作用， Au，ri，ro与固定偏置电路相同。 如果去掉CE ， Au，ri，ro ？ 旁路电容 RB1 RC C1 C2 RB2 CE RE RL + + + +UCC ui uo + + – – RS eS + – 下一页 总目录 章目录 返回 上一页 RB1 RC C1 C2 RB2 CE RE RL + + + +UCC ui uo + + – – RS eS + – 去掉CE后的 微变等效电路 短路 对地 短路 如果去掉CE ， Au，ri，ro ? rbe RB RC RL E B C + - + - + - RS RE 下一页 总目录 章目录 返回 上一页 $