电路与电子学5.5.ppt

* * 5.5稳定工作点的放大电路 ⒈放大器要求Q点稳定 放大器正常工作时，需要有一个合适的静态工作点，如在运行时，工作点不稳定，则放大器的性能就不会稳定。 ⒉放大器静态工作点不稳定的原因 ①环境温度的变化(主要原因) ②晶体管的更换 ③电路元件的老化 ④电源的波动 ①β变化对Q点的影响 当温度升高时β值增大，在输出特性上表现为特性曲线的间隔增宽。 uCE (V) (a) β变化对Q点的影响 iC (mA) 80 60 40 20 iB = 0μA 0 VCC RC VCC 在温度升高后，ICQ增大，UCEQ减小。静态工作点向饱和区移动。 ⑴ 温度对静态工作点的影响 Q ICQ ICQ1 Q1 80 40 20 iB = 0μA 60 0 uCE (V) 40 20 iB = 0μA 60 80 iC VCC RC (b) ICBO变化的影响 温度升高，ICQ增大，UCEQ减小，工作点向饱和区移动。 ② ICBO的变化对Q点的影响 Q2 Q Q3 I’BQ 0.6 75℃ iB uBE IBQ 0.7 Q 25℃ (c) UBE变化的影响 在外电路参数不变时，温度增加，uBE将减少，Q点移到Q3点，IBQ将增加到I’BQ的，显然也要使ICQ增加。 ③ UBE变化对Q点的影响 结论： 综上所述，温度升高之后晶体管参数β、ICBO、UBE的变化都使ICQ增大，静态工作点向饱和区移动。 如果温度降低，则将使ICQ减小，静态工作点向截止区移动。 采取措施 为了稳定静态工作点，通常可以采取以下三种措施。 还有一种是在偏置电路中采取温度补偿措施。 一种是将放大器置于恒温装置中但造价太高。 另一种是在直流偏置电路中引入负反馈来稳定静态工作点。 ⑵ 分压式电流负反馈偏置电路 +VCC Rc ICQ IEQ UCEQ Rb1 Rb2 IRb IBQ UBEQ e c b + _ + _ Re (a) UBQ ① 工作原理 分压式电流负反馈偏置电路在设计时，适当选择电阻Rb1和Rb2的阻值，使之满足下面两个条件。 UBQ UBEQ (Rb1和Rb2近似串联) UBQ不变 T℃↑→ICQ↑(IEQ↑)→ (IEQRe)↑ → UBEQ↓ →IBQ↓→ICQ↓ UBEQ=UBQ-UEQ +VCC Rc ICQ IEQ UCEQ Rb1 Rb2 IRb IBQ UBEQ e c b + _ + _ Re (a) UBQ 这种偏置电路称为分压式电流负反馈偏置电路。 ① 工作原理 ⑵ 分压式电流负反馈偏置电路 Rb=Rb1//Rb2 +VCC Rc ICQ IEQ UCEQ Rb IBQ e c b + _ (b) UB Re +VCC Rc ICQ IEQ UCEQ Rb1 Rb2 IRb IBQ UBEQ e c b + _ + _ Re (a) UBQ 由戴维南定理 根据图 (a)的直流偏置电路可得： 电路满足式 UBQ UBEQ的条件下 在电路同时满足式 ，UBQ UBEQ的条件下,那么 +VCC Rc ICQ IEQ UCEQ Rb1 Rb2 IRb IBQ UBEQ e c b + _ + _ Re (a) UBQ 静态电流IEQ将主要由外电路的参数VCC、Rb1、Rb2、Re来确定，而与晶体管参数β、ICBO、UBE几乎无关。因而大大提高了静态工作点的稳定性。 为了兼顾放大电路几方面的性能，通常采用下列经验数据来选择电路参数。 ②射极偏置电路的分析计算 在图(a)的射极偏置电路中，如果电路参数满足稳定条件时可以近似估算。因而可以列出 UCEQ = VCC－ICQRc－IEQRe = VCC－ICQ(Rc+Re) +VCC Rc ICQ IEQ UCEQ Rb1 Rb2 IRb IBQ UBEQ e c b + _ + _ Re (a) UBQ 静态分析 ⑶ 稳定工作点的共射极放大电路 +VCC Rc RL Rb1 Rb2 C1 C2 + _ + _ Re 射极偏置的共射极放大电路 Ui Uo Ii Ib Ic Uo Ie IRb1 IRb2 Ui Rb1 Rb2 Re Rc RL Ri Ro βIb (a) 微变等效电路 rbe + _ + _ 动态分析 画出微变电路图 ① 电压放大倍数 从图 (a)所示的微变等效电路可得 R’L=Rc // RL Ii Ib Ic Uo Ie IRb1 IRb2 Ui Rb1 Rb2 Re Rc RL Ri Ro βIb (a) 微变等效电路 rbe + _ + _ 对于无旁路电容Ce的情况，从微变等效电路可得： Ri = Rb1 // Rb2 // [rbe + (1+β)Re] Ii Ib Ic Uo Ie IRb1