知识 2 放大电路的基本工作原理

一、静态分析

二、动态分析

三、静态工作点的稳定问题

静态 : 电路中无外加交流信号， ui = 0 ，电路的直流工作状态称为静态。

IB 、 IC 、 UCE 、 UBE 称静态工作点 。常用 Q 表示。

直流通路—分析直流信号通过的路径。

画直流通路时电容视为开路。

交流通路—— ui 作用下的电路。电容 C1 、 C2 足够大，对 ui

相当于短路。

动态 : 电路中外加交流信号 ui ，三极管的基极和集电极的电压和电流都将随之变化，这时称放大电路为动态。

＋

－＋

－

UCE

UBE

IB

+VCC

RCRB IC

RC

RB

ii

＋

－ui

ic

ib

ie

＋

－

＋

－

uce uo＋

－ube

+VCC

C2

＋C1

＋RCRB

＋

－

＋

－

B

E

C

ui

uo

直流通路

交流通路

一、静态分析一、静态分析

基极电流基极电流

集电极电流集电极电流B

BECCB R

UVI

BC II

CCCCCE RIVU

+VCC

RB

RC

VT+

+

––

UBE

UCE

–

ICIB

1.用估算法确定静态值BEBBCC URIV

CECCCC URIV

估算基极电流 IB （如 40μA ）

根据 IB 在输出特性曲线中找到对应的输出曲线

作直流负载线

求静态工作点 Q 根据关系式 UCE=

VCC － ICRC 在输出特性曲线上画

出一条直线。

IB=40μA 的输出特性曲线、直流负载线的交点。

2.用图解法确定静态值

当 IC=0 时， UCE=VCC ，在 UCE 轴上得到 M 点。 当 UCE=0 时， IC=VCC/RC ，在 IC 轴上得到 N 点。 连接 M 、 N 点得到一条直线，为直流负载线直流负载线。

利用晶体管的输入特性和输出特性曲线，运用作图方法分析放大电路的基本性能称为图解法。 B

BECCB R

UVI

在 IB 为一个定值时， IC 与 UCE 的关系是一条曲线 。

UCE

直流负载线

VCC

IB= （ VCC － UBE ） /

RBUCC

RC

IC

IC/mA

IB=10μA

UCE/V

60

50

40

30

20

12

0

1

2

3

4

5

6

93 6

N

Mα

Q3

6

共射基本放大电

路，已知 VCC=12V ，

　 RB=370kΩ ，

RC=2kΩ ，晶体管输出特性曲线如图所示，试用图解法确定其静态工作点。

例

μA30B

R

UVI CC

mA6C

CCC

R

VI

当 IC=0 UCE=VCC=12V M 点

UCE =0

UCE/V

IC/mA

IB=10μA

60

50

40

30

20

12

0

1

2

3

4

5

6

93 6

Q

N

M IB=30μAIC=3mAUCE=6V

二、动态分析 二、动态分析 1. 通过输入特性曲线确定 ib

2.通过输出特性曲线确定 i ｃ uce、

Q

iC/mA

IB=10μA

uCE/V

60

50

40

30

20

12

0

1

2

3

4

5

6

93 6

Q1

N

M

8

Q2

4

ibIcm

ic

t

iB/μA

uBE/V

1.0

0

10

20

30

40

50

60

0.2 0.60.4 ui

uim=20mV

Ibm

ib

t

Ucem

uce

t

Q1

Q

Q2

uBE=UBE+ui

iB=IB+ibiC=IC+ic

uCE=UCE+uc

截止失真截止失真。由于工作点 Q1 偏低，输入信号在负半周就有一部分进入截止区，使管子发射结处于反向偏置而截止，于是输出电压的正半周的一部分被“削掉”形成截止失真。

3.放大电路的非线性失真

uCE/V

Q

iC/mA

0

N

M

Q1

ib2饱和失真ic2

t

截止失真ic1

t

uce1

Q2

N ＇

uce2

ib1

饱和失真饱和失真。静态工作点选在Q2 点时，由于工作点偏高，输入信号在正半周时，放大电路进入饱和区，输出电压的负半周有一部分被“削去”，形成饱和失真。

RB 影响 (RB 增大 )

RC 影响（ RC 减小）

VCC 影响(VCC 增大 )

4. RB 、 RC 、 VCC 对工作点的影响

Q1

Q2

N ＂

Q3

M ＇

N ＇

IC

IB

0

N

UCE

M

Q

IB≈VCC/RB

直流负载线 UCE=

VCC － ICRC

三、静态工作点的稳定问题 三、静态工作点的稳定问题

1.温度对静态工作点的影响

Q1Q2

500C

IB

UBE0

250C

IC

UCE0

Q1

Q2 500C250C

ICEO

IC

UCE0

Q1

Q2 500C250C

UBE 变化ICEO 变化

β 变化

2. 分压式工作点稳定电路

C2

＋C1

＋

＋

CE

RC

RB1

RE

RB2

RL

＋ VCC

I1

I2

IB

VB

UE

VT

（ 1 ）稳定工作点的两个条件 ①I1>>IB

②VB>>UBE

通常选择： I1≥ （ 5 ～ 10 ） IB

VB≥ （ 5 ～ 10 ） UBE

VB 固定

（ 2 ）稳定工作点的物理过程。 温度 T↑→IC↑→UE↑ UBE↓→IB↓

  IC↓

CC21

1B V

RR

RV

R

V

R

UVII EC

RC

RB1

RE

RB2

＋ VCC

I1

I2

IB

VB

UE

VT

I2 IC

求放大电路的静态工作点。已知：Ｖ CC=12V ， β=50 ，RB1=20kΩ ， RB2=30kΩ ， RC=2kΩ ， RE=2kΩ 。

V8.4CC21

1B

VRR

RV

C2

＋C1

＋

＋

CE

RC

RB1

RE

RB2

RL

＋ VCC

I1

I2

IB

VB

UE

VT mA1.2

R

UVI

mA1.2C II

mA042.050

21CB

I

I

UCE≈VCC－ IC（ RC+RE ≈） 12－ 2.1×（ 2+2） =3.6V

RC

RB1

RE

RB2

＋ VCC

I1

I2

IB

VB

UE

VT

I2 IC