静态工作点稳定电路.ppt

模拟电子技术教学课件,河北科技大学信息学院基础电子教研室,内容回顾,基本要求： 1、掌握晶体管的等效模型； 2、掌握等效法分析动态指标。,c,b,e,1、晶体管的等效模型,2、直接耦合放大电路的动态分析,RL,IC,（1）画出放大电路的微变等效电路,（2）动态参数：,3、阻容耦合放大电路的动态分析：,（1）画出放大电路的微变等效电路,（2）动态参数：,放大电路及动态参数对比：,2.4 静态工作点的稳定,2.4 静态工作点的稳定,影响 Q的因素：,根据静态工作点(Q)的计算:,影响 Q 稳定的因素:电路电源VCC、 电路参数RC 、 Rb、 以及晶体管的性能指标UBEQ ,。,放大电路Q变化时对电路工作性能的影响。利用图解法简单分析直观形象。,图解法:就是利用晶体管的特性曲线和放大电路其他元件的特性，用作图的方法来分析电路。,图解法的应用,1. 确定静态工作点（静态分析）。,2. 计算电压放大倍数(动态参数的分析)。,3. 分析放大电路的非线性失真。,4. 分析电路参数放大电路的影响。,5. 分析放大电路最大输出电压。,线性部分：外围电路,非线性部分：T，即iB和uBE、iC和uCE的关系,外电路,内电路,外电路,1. 输入回路：IBQ和UBEQ的求解,静态工作点的分析（ui=0）确定Q,VBB,Q,输入回路直流负载线方程,2. 输出回路：ICQ和UCEQ的求解,一、静态工作点的分析（ui=0）,VCC,Q,输出回路直流负载线方程,利用作图法确定Q的方法步骤：,1、画出晶体管的输入、输出特性曲线;,2、根据输入回路得到输入回路负载线确定IBQ；,3、根据输出回路得到输出回路负载线确定Q；,分析电路参数对放大电路Q的影响。,1.Rb对放大电路Q的影响Rb增大Q沿曲线向下移 输入负载线斜率减小。,Q,Q,Rb对放大电路Q的影响Rb增大Q沿负载线向下移。,Q,Q,2.RC对放大电路Q的影响RC增大Q沿输出特性曲线线向左移(负载线斜率变小） 。,Q,Q,3.VCC对放大电路Q的影响VCC增大Q沿输出特性曲线线向右移(负载线斜率不变）。,Q,Q,1、引起放大电路非线性失真的原因 1）晶体管特性的非线性； 2）Q点的位置不合适： Q点偏低或 Q点偏高； 3）输入信号太大均可以引起非线性失真。,放大电路的非线性失真,Q点偏低产生非线性失真-截止失真（对于uO 顶部平顶失真）,Q点偏高产生的非线性失真-饱和失真（对于uO底部平顶失真）,2、非线性失真的类型： 1） Q点偏低引起的截止失真； 2） Q点偏高引起的饱和失真； 3） 输入信号过大引起的双失真。,3、避免晶体管放大电路产生非线性失真采取的手段： 1）选择线性好的晶体管； 2）选择放大电路合适的Q; Q如果偏高，要使Q降低，可以使Rb增大； Q如果偏低，要使Q升高，可以使Rb减小。 3）输入信号不能太大，放大电路放大的是小信号。,通常情况调整Rb 如果Q偏高,出现饱和失真(电压下平顶波形);增大Rb使Q降低,消除失真。 如果Q偏低,出现截止失真(电压上平顶波形)，减小Rb使Q升高,消除失真。,*由以上分析可知：在实际工作中如何调整电路参数找到电路合适的静态工作点：,为了保证放大电路的正常稳定工作，电路必须有合适的、稳定的静态工作点。电源电压的波动、元件的老化以及因温度变化所引起晶体管参数的变化，都会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主要。,T,UBE,ICEO,IC,2.4 .1 静态工作点稳定的必要性,为了避免由于晶体管参数受温度影响而引起Q变化，常常要引入直流负反馈或温度补偿的方法来保证放大电路Q的稳定。,基极分压电阻，保证UB 的稳定。,交流旁路电容，减少交流信号的损失。,发射极电阻,具有直流负反馈，稳定Q的作用。,1、电路组成：,2.4 .2 典型静态工作点稳定电路 一、电路组成和Q 稳定原理,电路称为分压式电流负反馈Q点稳定电路。,直流通路,2、Q稳定原理-利用直流通路分析,直流 通路,1）稳定条件： 基极电位UB基本稳定:,设计电路要求：,I1=(510)IBQ时，IBQ可以忽略。,又因为：,Rb1、Rb2可以看成是串联关系,UBQ与T参数无关，电路参数稳定， UBQ稳定。, IEQ 基本稳定,由电路可知：,当UBQUBEQ，(UBQ=(35)UBEQ时， UBEQ可以忽略。,IEQ 基本稳定。,2）静态工作点Q的稳定过程：,当温度升高时,最终保证ICQ基本稳定，达到Q稳定的目的。,*3）静态工作点的估算,方法1：近似计算,方法2：利用戴维宁定理，得到放大电路的等效电路。,根据输入回路方程：,+VCC,uo,1、当 Ce 存在时， 画出交流等效电路： a、直流电源VCC短路； b、电容C1、C2短路； c、T 微变等效。,二、动态分析动态参数的计算,放大电路的微变等效电路,+VCC,uo,微变等效电路,放大电路的微变等效电路,计算电路的动态参数：,+VCC,uo,2、当 Ce 不存在时， 画出交流等效电路： a、直流电源VCC短路； b、电容C1、 C2 短路； c、T 微变等效。,X,放大电路的微变等效电路:,计算电路的动态参数：,电路的动态参数：,除前面典型Q稳定电路利用负反馈稳定Q以外，还常常采用温度补偿方法来稳定Q。二极管的反向特性进行温度补偿稳定Q点。,2.4.3 稳定静态工作点的措施,1、将Rb1用反向二极管代替，即利用二极管的反向特性进行温度补偿稳定Q点。,2、在Rb1上串联正向二极管，即利用二极管的正向特性进行温度补偿稳定Q点。,小结,1、掌握静态工作点稳定电路的Q计算； 2、会用等效法分析动态指标。,作业:P141习题 2.11题2.13题,2.1判断电路是否能放大交