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《共射放大電路靜態(tài)工作點穩(wěn)定性研究》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、共射放大電路靜態(tài)工作點穩(wěn)定性研究摘要闡述了放大電路的靜態(tài)工作點及對電路的影響,并對幾種共射放大電路的穩(wěn)定性進行了分析。關(guān)鍵詞共射放大電路;靜態(tài)工作點;穩(wěn)定性;分析中圖分類號:TN721文獻標(biāo)識碼:A文章編號:1671-7597(2014)10-0051-02放大電路的很多技術(shù)指標(biāo)都與靜態(tài)工作點相關(guān),靜態(tài)工作點不僅影響波形失真,而且也影響電壓增益。所以要想使放大電路工作在放大區(qū),且具有較好的性能,必須設(shè)置合適的靜態(tài)工作點。但不同的偏置電路,靜態(tài)工作點的穩(wěn)定性不同,因此要根據(jù)具體情況選擇合適的電路。1放大電路的靜態(tài)工作點及對電路的影響1.1放大電路的靜態(tài)
2、工作點放大電路沒有輸入信號時的工作狀態(tài)稱為靜態(tài)。[1]靜態(tài)時,在直流電源的作用下,基極回路和集電極回路會存在一組直流量:IB、IC、UBE、UCE,這些直流量分別在三極管的輸入、輸出特性曲線上對應(yīng)一個點,稱為靜態(tài)工作點。靜態(tài)工作點對應(yīng)的各量分別用IBQ、ICQ、UBEQ、UCEQ表示。1.2靜態(tài)工作點對電路的影響靜態(tài)工作點的位置合適時,放大電路工作在正常放大狀態(tài);如果靜態(tài)工作點過低,在輸入信號的負(fù)半周,靜態(tài)工作點容易進入截止區(qū),出現(xiàn)截止失真;如果靜態(tài)工作點過高,在輸入信號的正半周,靜態(tài)工作點容易進入飽和區(qū),產(chǎn)生飽和失真。靜態(tài)工作點不僅影響波形失真,而
3、且對電路的放大倍數(shù)也有很大影響。影響放大電路靜態(tài)工作點的因素很多,如電源波動、偏置電阻的變化、管子的更換、元件的老化等,[2]三極管對溫度非常敏感,因此在所有因素中,溫度對靜態(tài)工作點的影響最大。要想使放大電路工作在正常放大狀態(tài),不出現(xiàn)失真,且具有較好的性能,電路必須有合適的穩(wěn)定的靜態(tài)工作點。2幾種共射放大電路穩(wěn)定性分析2.1固定偏置放大電路1)基本固定偏置放大電路?;竟潭ㄆ梅糯箅娐啡鐖D1所示。該電路中Cl、C2為耦合電容,Rb為基極偏置電阻,電源UCC同時給發(fā)射結(jié)和集電結(jié)提供合適的偏置電壓,當(dāng)UCC和Rb固定時,晶體管的靜態(tài)工作點就固定,故這種電
4、路稱為固定偏置電路。該電路結(jié)構(gòu)簡單,通過設(shè)置合適的電源電壓和電阻可得到較為合適的靜態(tài)工作點。但當(dāng)環(huán)境溫度升高時,三極管的特性參數(shù)ICBO、UBE和B隨溫度的升高都會對靜態(tài)工作點產(chǎn)生影響,最終導(dǎo)致集電極電流Ic增大,從而使放大電路的靜態(tài)工作點移動到不合適的位置而無法正常工作,所以基本固定偏置放大電路最大的缺點是靜態(tài)工作點不穩(wěn)定,只能用在環(huán)境溫度變化不大,穩(wěn)定性要求不高的場合。圖1基本固定偏置放大電路圖2電壓負(fù)反饋固定偏置電路2)電壓負(fù)反饋偏置電路。如果基極電阻不直接接電源,而接到集電極上,如圖2所示,基極電阻就能把集電極電壓的變化量反饋到輸入端,故該電
5、路稱為電壓負(fù)反饋電路,它能穩(wěn)定直流工作點。當(dāng)溫度升高時,ICQ增大引起UBEQ和IBQ減小,最終使ICQ的增加受到一定的制約,從而靜態(tài)工作點基本穩(wěn)定。該電路結(jié)構(gòu)也比較簡單,和基本固定偏置放大電路相比,穩(wěn)定性有所改善,但由于負(fù)反饋的存在,放大倍數(shù)有所降低。當(dāng)用變壓器耦合或RC很小時,穩(wěn)定性比較差。故該電路適用于要求不高的場合。3)電流負(fù)反饋偏置電路。電流負(fù)反饋偏置電路如圖3所示。該電路的組成是在基本固定偏置放大電路的基礎(chǔ)上,在發(fā)射極串入電阻Re。射極電阻Re起電流負(fù)反饋作用。該電路結(jié)構(gòu)也比較簡單,與基本固定偏置放大電路相比,靜態(tài)工作點也比較穩(wěn)定,但由于
6、負(fù)反饋的存在,放大倍數(shù)也有所降低。圖3電流負(fù)反饋固定偏置電路1.2分壓式偏置放大電路把基本固定偏置放大電路中的基極偏置電阻Rb,用Rbl和Rb2代替,在發(fā)射極上接入發(fā)射極電阻Re,由于三極管的基極偏置電壓UB由電阻Rbl和Rb2分壓提供,因此叫分壓式偏置放大電路,如圖4(a)所示。(a)(b)圖4分壓式偏置放大電路實際應(yīng)用中,為保證Q點的穩(wěn)定,要求I1?IBQ,一般對于硅三極管:11=(5?10)IBQo靜態(tài)時,有由UB的計算式可知,UB由Rbl、Rb2的分壓而固定,與溫度無關(guān)。這樣當(dāng)溫度上升時,由于ICQ(IEQ)的增加,在Re上產(chǎn)生的壓降IEQR
7、e也要增加,因UBEQ=UB-IEQRe,由于UB固定,UBEQ隨之減小,迫使IBQ減小,從而牽制了ICQ(IEQ)的增加,使ICQ基本維持恒定。[3]這種自動調(diào)節(jié)過程為電流負(fù)反饋。Re越大,直流負(fù)反饋的作用就越強,靜態(tài)工作點穩(wěn)定性越好。該電路的好處是靜態(tài)工作點穩(wěn)定,Re越大,越穩(wěn)定。但由于發(fā)射極電阻Re的接入,使電壓放大倍數(shù)下降了很多,而且Re越大,電壓放大倍數(shù)下降越多。為了解決這一矛盾,通常在電阻Re上并聯(lián)一個大電容Ce,如圖4(b)所示。由于Ce“隔直通交”的作用,Re能穩(wěn)定靜態(tài)工作點,而且電路的電壓放大倍數(shù)不會下降。2.3溫度補償偏置電路溫度
8、補償偏置電路是利用熱敏元件的溫度特性來補償放大器件的溫度特性,減小放大電路靜態(tài)工作點的溫漂,達到穩(wěn)定靜態(tài)工作