放大电路的直流工作状态wzl.ppt

西安电子科技大学计算机学院吴自力 2012-3 放大电路核心器件是具有放大能力的三极管，而三极 管要保证工作在放大区，其e结应正向偏置，c结应反向偏置 ，即要求对三极管计算、设置正常的直流工作状态。 直流工作状态的计算又称为静态分析，主要要确定放大 电路的直流工作点，又称静态工作点，简称Q点。 2.2 放大电路的直流工作状态 Q点可通过公式求出，也可以通过作图的方法求出。 集电极与发射极间的直流电压UCE Q点 基极直流电流IB 集电极直流电流IC 1 西安电子科技大学计算机学院吴自力 2012-3 静态工作点(直流工作状态） Rb +VCC RC C1 C2 T ui=0时 由于电 源的存 在IB0 IC0 IC IE=IB+IC RL IB 无信号输入时 u i=0时电路的工作状态 2 西安电子科技大学计算机学院吴自力 2012-3 IBQ ICQ UBEQ UCEQ( ICQ,UCEQ ) (IBQ,UBEQ) RB +EC RC C1 C2 T (IB,UBE) 和( IC,UCE )分别对应于输入输出特性曲 线上的一个点称为静态工作点。 3 西安电子科技大学计算机学院吴自力 2012-3 (IB,UBE) 和( IC,UCE )分别对应于输入输出特性曲 线上的一个点称为静态工作点。 IB UBE Q IB UBE Q UCE IC IC UCE IB 为什么要设置 静态工作点？ 放大电路建立正确的静态工作点，是为了使三极管 工作在线性区，以保证信号不失真。 4 西安电子科技大学计算机学院吴自力 2012-3 2.2.1 2.2.1 解析法确定静态工作点解析法确定静态工作点 采用该方法，必须已知三极管的 值。 根据直流通路可知： RB称为偏置电阻 IBQ称为偏置电流 硅管 锗管 5 西安电子科技大学计算机学院吴自力 2012-3 例：计算静态工作点。 已知：VCC=12V，RC=4K， Rb=300K ，=37.5 。 解： 请注意电路中IB和IC的数量级 UBE 0.7V 6 西安电子科技大学计算机学院吴自力 2012-3 采用该方法分析静态工作点，必须已知三极 管的输入输出特性曲线。 共射极放大电路 首先，画出直流通路 直流通路 IB VBE + - IC VCE + - 2.2.2 图解法确定静态工作点 7 西安电子科技大学计算机学院吴自力 2012-3 直流通路 IB VBE + - IC VCE + - 列输入回路方程： VBE =VCCIBRb 列输出回路方程（直流负载线）： VCE=VCCICRc 在输入特性曲线上，作出直线 VBE =VCCIBRb，两 线的交点即是Q点，得到IBQ。 在输出特性曲线上，作出直流负载线 VCE=VCCICRc ，与IBQ曲线的交点即为Q点，从而得到VCEQ 和ICQ。 8 西安电子科技大学计算机学院吴自力 2012-3 图解步骤： （1）求出基极电流IBQ。(图解法或解析法) （2）根据IBQ在输出特性曲线中找到对应的曲线。 （3）作直流负载线。根据集电极电流IC与集、射间电 压UCE的关系式UCE=UCCICRC可画出一条直线，该直 线在纵轴上的截距为UCC/RC，在横轴上的截距为UCC， 其斜率为1/ RC ，只与集电极负载电阻RC有关，称为 直流负载线。 （4）求静态工作点Q，并确定UCEQ、ICQ的值。晶体管 的ICQ和UCEQ既要满足 IBQ的输出特性曲线，又要满足 直流负载线，因而晶体管必然工作在它们的交点Q，该 点就是静态工作点。由静态工作点Q便可在坐标上查得 静态值ICQ和UCEQ。 9 西安电子科技大学计算机学院吴自力 2012-3 【例2】如图2 - 5(a)所示电路, 已知Rb=280k, Rc=3k, UCC=12V, 三极管的输出特性曲线如图2 - 5(b)所 示, 试用图解法确定静态工作点。 图2 5 例 2 电路图 10 西安电子科技大学计算机学院吴自力 2012-3 解： 首先写出直流负载方程, 并作出直流负载线: 然后, 由基极输入回路, 计算IBQ 直流负载线与iB=IBQ=40A这一条特性曲线的交点, 即为Q点, 从图上查出IBQ=40 A, ICQ=2mA, UCEQ=6V, 与例1结果一致 。 11 西安电子科技大学计算机学院吴自力 2012-3 VCC 、 VCC /Rc 1. 由直流负载列出方程 VCE=VCCICRc 2. 在输出特性曲线上确定两个特殊点,即可 画出直流负载线。 3.由基极输入回路, 计算IBQ。 4. 在输出特性曲线上，直流负载线与IB=IBQ的曲 线的交点即是Q。 5. 得到Q点的参数IBQ、ICQ和VCEQ。 图解法分析静态工作点的步骤： 12 西安电子科技大学计算机学院吴自力 2012-3 2.2.3 电路参数对静态工作点的影响 1. Rb对Q点的影响 条件：改变 Rb，其他参数不变 Q 趋近截止区； Q 趋近饱和区。 RbIBQ工作点Q沿直流负载线下移 RbIBQ工作点Q沿直流负载线上移 IB VBE + - IC VCE + - 13 西安电子科技大学计算机学院吴自力 2012-3 2. Rc对Q点的影响 Rc的变化, 仅改变直流负载线的N点, 即仅改变直流 负载线的斜率。 Rc减小, N点上升, 直流负载线变陡, 工作点沿iB=IBQ 这一条特性曲线右移。 RC增大 Q 趋近损耗区 Rc增大, N点下降, 直流负载线变平坦, 工作点沿 iB=IBQ这一条特性曲线向左移。 RC增大 Q 趋近饱和区。 直流负载线在纵轴上的截距 为UCC/RC(N点)，在横轴上 的截距为UCC(M点)，其斜率 为-1/ RC 。 14 西安电子科技大学计算机学院吴自力 2012-3 3. UCC对Q点的影响 UCC的变化不仅影响IBQ, 还影响直流负载线, 因此, UCC对Q点 的影响较复杂。 UCC上升, IBQ增大, 同时直流负载线M点和N点同时增大, 故直 流负载线平行右上移, 所以工作点向右上方移动。 UCC下降, IBQ下降, 同时直流负载线平行下移。所以工作点向 左下方移动。 实际调试中, 主要通过改变电阻Rb来改变静态工作点, 而很少 通过改变UCC来改变工作点。 直流负载线在纵轴上的截距为 UCC/RC(