[模电专栏]

A 静态工作点的稳定

A.a温度对静态工作点的影响

(六)【模电】(基本放大电路)静态工作点的稳定_模电
希望温度变化时,Q不变:
若温度升高时要Q’回到Q,则只有减小 I B Q I_{BQ} IBQ。( β = I C I B \beta=\frac{I_C}{I_B} β=IBIC)
所谓的Q点稳定,是指 I C Q I_{CQ} ICQ U C E Q U_{CEQ} UCEQ在温度变化时基本不变,这是靠 I B Q I_{BQ} IBQ的变化得来的

A.b 静态工作点稳定的典型电路

A.b.a 电路组成

(六)【模电】(基本放大电路)静态工作点的稳定_模电_02
上图左边两个电路的直流通路相同,都是右边的电路。
特点:在B基极有两个电阻,E射极串联了一个 R e R_e Re,这就是典型的工作点稳定的电路。(温度变化时, I B I_B IB可以与 I C I_C IC向相反方向变化)

A.b.b 稳定原理

(六)【模电】(基本放大电路)静态工作点的稳定_模电_03
U B E Q = U B E ( 一 个 固 定 的 值 ) + Δ U B E ( 温 度 变 化 带 来 的 ) U_{BEQ}=U_{BE}(一个固定的值)+\Delta U_{BE}(温度变化带来的) UBEQ=UBE()+ΔUBE,则
U B Q − U B E Q = U B Q − U B E − Δ U B E U_{BQ}-U_{BEQ}=U_{BQ-}U_{BE}-\Delta U_{BE} UBQUBEQ=UBQUBEΔUBE
U B Q − U B E > > Δ U B E U_{BQ} - U_{BE}>>\Delta U_{BE} UBQUBE>>ΔUBE时, − Δ U B E -\Delta U_{BE} ΔUBE可忽略不计。由于 Δ U B E \Delta U_{BE} ΔUBE是温度变化带来的,所以 I E Q I_{EQ} IEQ不受温度影响。

I E Q I_{EQ} IEQ基本不变, I C Q 也 就 基 本 不 变 I_{CQ}也就基本不变 ICQ

(六)【模电】(基本放大电路)静态工作点的稳定_模电_04
R e R_e Re有上限值吗?
答:有,要保证电路正常工作。要保证 U c e > U b e U_{ce}>U_{be} Uce>Ube

A.b.c Q点分析

(六)【模电】(基本放大电路)静态工作点的稳定_模电_05
I E = I C + I B , I C = β I B → I E Q = ( 1 + β ) I B Q I_E=I_C+I_B,I_C=\beta I_B \rightarrow I_{EQ}=(1+\beta)I_{BQ} IE=IC+IB,IC=βIBIEQ=(1+β)IBQ
(六)【模电】(基本放大电路)静态工作点的稳定_模电_06
红点左边:
(六)【模电】(基本放大电路)静态工作点的稳定_模电_07
对其戴维南等效。
判断方法中: ( 1 + β ) (1+\beta) (1+β)是流过 R e R_e Re的电流与流过 R b R_b Rb电流之比。即判断 I B ( R b 1 / / R b 1 ) < < ( 1 + β ) I B R e I_B(R_{b1}//R_{b1})<<(1+\beta)I_BR_e IB(Rb1//Rb1)<<(1+β)IBRe


A.b.d 动态分析

输入为交流时,直流电源短路。 V C C V_{CC} VCC电势为0
(六)【模电】(基本放大电路)静态工作点的稳定_模电_08
(六)【模电】(基本放大电路)静态工作点的稳定_模电_09
R o = R c R_o=R_c Ro=Rc
A u A_u Au可以看到, R e R_e Re不能太大。


A.c 稳定静态工作点的方法

(六)【模电】(基本放大电路)静态工作点的稳定_模电_10
U B E = U B − U E ; U B = R b 1 V C C R b 2 + R b 1 U_{BE}=U_B-U_{E};U_B=\frac{R_{b1}V_{CC}}{R_{b2}+R_{b1}} UBE=UBUE;UB=Rb2+Rb1Rb1VCC


(六)【模电】(基本放大电路)静态工作点的稳定_模电_11
第一个: I C I_C IC增大, U R 3 U_{R_3} UR3增大,则 U C E = V C C − U R 3 U_{CE}=V_{CC}-U_{R_3} UCE=VCCUR3减小; R 3 R_3 R3起负反馈作用。
第二个:二极管反向电流温度影响比较大,温度升高,二极管所在支路分流增大,使得 I B I_B IB减小。


图片来源:模拟电子技术基础(华成英/清华大学)