模电基础:静态工作点稳定的典型电路
目录
一、为什么需要静态工作点稳定的电路
二、分压式偏置共射放大电路
三、分压式偏置共射放大电路的动静态分析
(1)静态分析编辑
(2)有旁路电容的动态分析编辑
(3)没有旁路电容的动态分析
四、总结稳定静态工作点的方法
一、为什么需要静态工作点稳定的电路
在晶体管放大电路中,静态工作点事一个十分关键的参数。当温度发生变化的时候,晶体管的参数会改变,这就使得静态工作点偏离了合适的区域。比如我们之前曾分析过,Q点过高,可能出现饱和失真、Q点过低,可能导致截止失真。所以为了保证放大电路在不同温度的条件下,仍然保持静态工作点在一个合理的区间内,从而达到稳定放大而不失真的作用。
以我们之前学过的阻容放大电路为例,看看静态工作点稳定的必要性:
正是由于这些问题的存在,使得人们必须设计出一种电路能规避上述问题。
二、分压式偏置共射放大电路
我们采取一些方式,避免上述问题。
“偏置” 指的是为晶体管设置合适的静态工作点,使晶体管工作在放大区,以保证放大电路能够正常、不失真地放大信号 。而 “分压式” 是设置静态工作点的一种方式。在分压式偏置电路中,通过两个电阻Rb1 和 Rb2 对电源Vcc进行分压,从而为晶体管的基极提供一个相对稳定的基极电位UBQ。
虽然我们这里只解决了β、UCE对温度敏感的问题。但是对于负载电阻变化导致的放大倍数A变化、输入电阻较低对上级电路影响大。这个两个问题并未解决,我们暂时不讨论,后续会在别的文章中继续讲解。
三、分压式偏置共射放大电路的动静态分析
(1)静态分析
(2)有旁路电容的动态分析
可以看到电压放大倍数A与温度还是有一定关系的,既有β的影响,也有IEQ的影响。稳定性较差,但是他的优点在于交流电路中,无Re分压,没有对A的衰减作用。能获得极大的放大倍数。
(3)没有旁路电容的动态分析
可以看到无旁路电容时候,放大倍数A与温度无关。这种方式一定程度的解决了问题。稳定性较好。但是问题在于交流通路中有了Re进行分压,A相对较小,。且为了直流负反馈的效果较好,越大的电阻直流负反馈能力越强,所以Re一般较大,进一步导致A很小。
四、总结稳定静态工作点的方法
一般我们采用的是查分电路和直流负反馈的方式,温度补偿法使用很少,至于差分电路我们会在后续文章讲解。