模擬电路第八讲.docVIP

第二章 放大电路基础 放大器工作点稳定问题 一、工作点稳定的必要性 工作点不稳定，会影响放大器放大倍数，另外还要产生波形失真。 工作点不稳定，影响波形，造成失真。如：饱和失真（Q点上移）及截止失真（Q点下移）。 工作点不稳定，减小动态范围 二、温度对工作点的影响 温度上升, 反向饱和电流ICBO增加, 穿透电流ICEO = (1+β ) ICBO也增加；发射结电压UBE下降, 在外加电压和电阻不变的情况下, 使基极电流IB上升；三极管的电流放大倍数β增大，最终导至IC上升，静态工作点上移。反之，静态工作点下移。 三、工作点稳定的共发射极放大电路（也称为分压式电流负反馈放大电路、也称射极偏置电路、带射极偏置电阻的共射放大电路） 1．电路结构 2．电路分析 （1）静态分析 A）画直流通路 B）估算静态工作点 ● 电路设计使得：IR1IB，既IR1≈IR2 于是有： （与T无关） ● 稳定静态工作点Q的原理： ● 静态工作点Q的估算： （2）动态分析 A）画h参数等效电路图 B）求电压放大倍数AV = ？ 其中 可见，由于接入了射极电阻RE，使得电压放大倍数很小，这是因为（1+β）·RE是个很大的量，为了解决这一矛盾，可以在射极电阻两端并接一个大电容（称其为射极旁路电容）。 C）求输入电阻ri=？输出电阻ro=？ ro= Rc 四、二极管补偿偏置电路 分析： 又∵ 若选择两个管子的温度特性一致，既在任何时候 则 ∵ UCC＞＞UD 故 ,可见与温度无关，既与管参数无关，∴ 稳定。 五、采用热敏电阻补偿的偏置电路 ∵ 可抑制IC的上升，实现温度自动补偿，可见热敏电阻Rt能起到稳定Q点的作用。 问题：Rt与Rb1并联后，能否起到稳定Q点的作用？ 设 ； 不变，可见Rt对稳定Q点无关！ 六、集电极——基极偏置放大电路 稳定Q点原理： 注意： 为了使这种电路的稳定性能好，（1）RC取值应大些，这样同样的IC变化可以引起UCE较大的变化；（2）Rb取值应小一些，这样同样的UCE变化可以引起IB较大的变化；（3）但RC取值不能过大，Rb取值也不能过小，否则将引起较大的交流反馈，使AV下降。 Q点的估算： 补充题（1）：已知电路中三极管的β为50，试确定其静态工作点。 解：根据共射基本放大电路静态工作点的估算公式，可得 计算结果得到！这个结论显然是荒谬的。因为放大电路中只有+20V一路电源，在它的作用下，三极管各极对地的电压不可能出现负电压。 正确的解法为：先求管子刚饱和时的集电极电流和基极电流 、 而前面求得三极管的实际静态基极电流为IBQ=0.193mA，可见IBQ＞IBS，因此三极 管已进入饱和状态，所以前面关于Q点的计算是错误的，正确的结论是： IBQ=0.193mA、ICQ=ICS≈2mA、UCEQ=UCES＜0.4V 本例说明，在共射放大电路中，如果电阻Rb的值太小，则基极电流IBQ过大，当IBQ＞IBS时，三极管将工作在饱和区。因此为了避免Q点进入饱和区，电路各有关参数之间应该满足一定的关系，既当＞时，管子工作在放大区。 [证明]： 已知临界饱和时的基极电流为 ，而 若欲使三极管的Q点不进入饱和区，必须满足＜ 既＜，最后得到＞ 这样，我们就可以根据基本放大电路中、和的参数值，利用以上关系式迅速地判断出Q点的位置是否在饱和区内。 Multisim仿真结果： 例1．在如图所示的分压式工作点稳定电路中，已知UCC=12V，Rb1=2.5KΩ，Rb2=7.5KΩ，RC=RL=2KΩ，RE= 1KΩ，三极管的β=30。（1）试估算放大电路的静态工作点；（2）估算放大电路的AV、ri和ro；（3）如果换上一个β=60的三极管，电路其他参数不变，则静态工作点有何变化？ 解： （1） （2） 其中 （3）如果换上一个β=60的三极管，电路其他参数不变，则根据以上估算过程可知， 估算结果表明，当三极管的β由30增大至60时，分压式静态工作点稳定电路的Q点基本保持不变，这正是此种放大电路的优点。 例2．分压式工作点稳定电路Multisim仿真。 在Multisim中构建分压式工作点稳定电路如图所示，