4-三极管及放大电路基础(3)Q点稳定共射共集共基电路

第三章3-1§3.5放大电路的工作点稳定问题Q点在放大电路中的重要性–不仅关系到波形失真，而且对电压增益也有重大影响怎样设置合适的Q点？–利用一定的外部电路，将放大电路中BJT的IB、IC、VCE设置在特性曲线上放大区的中部–如固定偏流电路——IB由VCC和RB决定第三章3-2固定偏流电路•优点：结构简单，调试方便，只要适当选择电路参数就可保证Q点处于合适的位置。Uo＋－UiUSRSRbC1Rc＋＋V＋C2RL－＋UCC•缺点：偏流“固定”，一旦更换管子或温度变化引起BJT参数变化时，Q点往往会移动。严重时可能造成电路无法正常工作解决方法：设计能够自动调整工作点位置的偏置电路第三章3-3为了保证放大电路的稳定工作，必须有合适的、稳定的静态工作点。但是，温度的变化会严重影响静态工作点。对于前面的电路（固定偏置电路）而言，静态工作点由VBE、和ICBO决定，这三个参数随温度而变化，温度对静态工作点的影响主要体现在这一方面。Q变VBEICBO变T变IC变§3.5放大电路的工作点稳定问题第三章3-4温度对VBE的影响iBVBE25ºC50ºCTVBEIBICBBECCBRVVI一、温度变化对BJT参数ICBO、VBE、β的影响第三章3-5温度对值及ICBO的影响T、ICBOICiCuCEQQ´总的效果是：温度上升时，输出特性曲线上移，造成Q点上移。第三章3-6总之：TIC常采用分压式偏置电路来稳定静态工作点。电路见下页。为此，需要改进偏置电路，当温度升高时,能够自动减少IB，IBIC，从而抑制Q点的变化。保持Q点基本稳定。第三章3-7I1I2IB2121BRCCRRVII22BBRIVCCBBBVRRR212VBE=VB-VE=VB-IEREI2=（5~10）IBI2=I1+IBI2RB1+VCCRCC1C2RB2CERERLuiuoBECIE=IC+IBIC分压式偏置电路RE射极直流负反馈电阻CE交流旁路电容ICIE二、分压式负反馈稳定电路（射极偏置电路）第三章3-8静态工作点稳定过程TVBEICICIEVECCBBBBVRRRV212VBE=VB-VE=VB-IEREVB被认为较稳定IB由输入特性曲线本电路稳压的过程实际是由于加了RE形成了负反馈过程+VCCRB1RCRB2REICIEIBVCEB第三章3-9直流通道及静态工作点估算CCBBBVRRR212VBIB=IC/VCE=VCC-ICRC–IERE≈VCC–IC(RC+RE)ICIE=VE/RE=（VB-VBE）/REVBE0.7V+VCCRB1RCRB2REICIEIBUCE电容开路,画出直流通道第三章3-10RB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuo电容短路,直流电压源短路，画出交流通道交流通道及微变等效电路BEC第三章3-11交流通道RB1RCRB2RLuiuoBECibiciii2i1微变等效电路rbeRCRLiUoUbIRB1RB2iIbIcIBECI1I2第三章3-12微变等效电路及电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的计算beLurRAri=RB1//RB2//rbero=RCRL=RC//RL)()(26)1()(200mAImVrEberbeRCRLiUoUbIRB1RB2iIbIcIBECI1I2第三章3-13例：静态工作点稳定的放大器，各参数如下：RB1=100k，RB2=33k，RE=2.5k，RC=5k，RL=5k，VCC=15V，=60。I1I2IBRB1+VCCRCC1C2RB2CERERLuiuoBECICIE求：（1）估算静态工作点；（2）空载电压放大倍数、带载电压放大倍数、输入电阻、输出电阻；（3）若信号源有RS=1k的内阻，带载电压放大倍数将变为多少？例第三章3-14RB1=100kRB2=33kRE=2.5kRC=5kRL=5k=60VCC=15V解：(1)估算静态工作点CCBBBVRRR212VB=（3315）/（100+33）=3.7VICIE=VE/RE=(VB-VBE)/RE=(3.7-0.7)/2.5=1.2mAIB=IC/=1.2/60=0.02mA=20AVCE=VCC-ICRC-IERE=15-1.2(5+2.5)=6V第三章3-15RB1=100kRB2=33kRE=2.5kRC=5kRL=5k=60VCC=15V解：(2)空载电压放大倍数、带载电压放大倍数、输入电阻、输出电阻)()(26)1()(200mAImVrEbe=200+61(26/1.2)=1522=1.52kri=RB1//RB2//rbe=100//33//1.52≈1.52kro=RC=5kAu空=-RC/rbe=-605/1.52=-197Au载=-R’L/rbe=-60(5//5)/1.52=-99第三章3-16RB1=100kRB2=33kRE=2.5kRC=5kRL=5k=60VCC=15V解：(3)信号源有RS=1k的内阻时，带载电压放大倍数为Aus载RSUSRSUSriiUoUiIcIBECRLri=RB1//RB2//rbeRL=RC//RLrbeRCRLiUoUbIRB1RB2iIbIcIBECI1I2第三章3-17Ui=Usriri+RS信号源内阻为0时的电压放大倍数：Au载=UoUi信号源内阻为RS时的电压放大倍数：Aus载=UoUsUs=Uiri+RSriRL=RC//RLri+RSriAus载=UoUs=Uo=Au载riri+RSUiRSUSriiUoUiIcIBECRLri=RB1//RB2//rbe第三章3-18ri=RB1//RB2//rbe=1.52kRS=1k信号源有内阻时，电压放大倍数Aus减小。输入电阻越大，若riRS，则AusAuAu载=-RL/rbe=-99RL’=RC//RLRSUSriiUoUiIcIBECRLri=RB1//RB2//rbeAus载=Au载riri+RS=-991.52/(1.52+1)=-60第三章3-19例：静态工作点稳定的放大器，各参数如下：RB1=100k，RB2=33k，RE=2.5k，RC=5k，RL=5k，VCC=15V，=60。I1I2IBRB1+VCCRCC1C2RB2CERERLuiuoBECICIE思考：假如其他参数不变，由60变为30。静态工作点将如何变化例第三章3-20RB1=100kRB2=33kRC=5kRL=5k=60EC=15VRE=2.4kRF=100RB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuoBECRFRECE静态工作点稳定且具有射极交流负反馈电阻的放大器第三章3-21静态工作点稳定且具有射极交流负反馈电阻的放大器直流通道及静态工作点+ECRB1RCRB2REICIEIBUCERFRE和RF共同起直流负反馈的作用，稳定静态工作点因RE+RF=2.5k，所以较上述电路静态工作点不变第三章3-22静态工作点稳定且具有射极交流负反馈电阻的放大器微变等效电路及电压放大倍数RB1=100kRB2=33kRE=2.4kRF=100RC=5kRL=5k=60EC=15VUi=Ibrbe+IeRF=Ibrbe+（1+）IbRF=Ib[rbe+（1+）RF]Uo=-Ic（RC//RL）=-IbRL’rbeRCRLiUoUbIRB1RB2iIbIcIBECI1I2IeRF第三章3-23Ui=Ibrbe+IeRF=Ibrbe+（1+）IbRF=Ib[rbe+（1+）RF]Uo=-Ic（RC//RL）=-IbRL’Au=UoUi=-IbRL’Ib[rbe+（1+）RF]=-RLrbe+（1+）RF=-60（5//5）/[1.52+(1+60)0.1]=-20RB1=100kRB2=33kRE=2.4kRF=100RC=5kRL=5k=60EC=15VbeLurRA=-99第三章3-24静态工作点稳定且具有射极交流负反馈电阻的放大器微变等效电路及输入电阻输出电阻rbeRCRLiUoUbIRB1RB2iIbIcIBECI1I2IeRFUi=Ib[rbe+（1+）RF]Ib=Ui/[rbe+（1+）RF]Ii=I1+I1+Ib=Ui/RB1+Ui/RB2+Ui/[rbe+（1+）RF]输出电阻RO=RC输入电阻第三章3-25Ui=Ib[rbe+（1+）RF]Ib=Ui/[rbe+（1+）RF]Ii=I1+I1+Ib=Ui/RB1+Ui/RB2+Ui/[rbe+（1+）RF]ri=RB1//RB2///[rbe+（1+）RF]=5.8kri=Ui/Ii=UiUi/RB1+Ui/RB2+Ui/[rbe+（1+）RF]对比ri=RB1//RB2///rbe≈1.52k静态工作点稳定且具有射极交流负反馈电阻的放大器微变等效电路及输入电阻输出电阻第三章3-26前面讲的共射电路的特点：1、用途最广2、既有电压放大，又有电流放大。所以具有功率放大。3、输出和输入电压反相。作业：3.4.23.5.33.5.4共射电路的特点第三章3-27RB+VCCC1C2RERLViVo一、共集电路（射极输出器）§3.6共集电路和共基电路第三章3-28直流通道及静态工作点分析：EBBECCBRRVVI)1(BEI)1(IEECCCERIVVVCC=IBRB+VBE+IERE=IBRB+VBE+(1+）IBRE=IBRB+(1+）RE+VBERB+VCCREIBIEVBEVCEIC=IB或ICIE第三章3-29动态分析交流通道及微变等效电路RB+VCCC1C2RERLViVo第三章3-30交流通道及微变等效电路rbeiUiIbIcIoUbIBRRERLEBCRBRERLuiuoBCE第三章3-31动态分析：LeoRIVLELR//RRLbRI1）（LebebiRIrIVLbbebRI)1(rI1、电压放大倍数IerbeiUiIbIcIoUbIBRRERLEBCRL’LbeLLbbebLbioVRrRRIrIRIVVA)1()1()1()1(第三章3-321、,R)1(rLbe所以，1Au2、输入输出同相，输出电压跟随输入电压，故称电压跟随器。或称射极跟随器，简称“射随”。讨论输出电压与输入电压近似相等，电压未被放大，但是电流放大了，即输出功率被放大了。LbeLVRrRA)1()1(第三章3-332、输入电阻LebebiRIrIULbbebRI)1(rIIb=Uirbe+(1+)RLIi=IRB+Ib=UiRB+Uirbe+(1+)RLRi=UiIi=UiUiRB+Uirbe+(1+)RL=RB//[rbe+(1+)RL]rbeiUiIbIcIoUbIBRRERLEBCIRBRi第三章3-343、输出电阻用加压求流法求输出电阻。rbeiUiIbIcIsUbIBRRERsRo置0保留第三章3-35ebbIIIIEsbesbeRURrURrUBssR//RRUIbIbIRsrbeBRREeI输出电阻Ro=RE//rbe1+当RS=0时（加压求流法）IUroEsbeR1Rr111Rr//RsbeERo第三章3-361）电压放大倍数近似等于1。所以又称射随或电压跟随器。电压未被放大，但是电流放大了，即输出功率被放大了。2）输入电阻大。3）输出电阻小。共集电路多用于输入级、输出级和缓冲级。为了进一步提