靜態(tài)工作點穩(wěn)定的放大電路分析

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1、靜態(tài)工作點穩(wěn)定的放大電路分析一、課題名稱靜態(tài)工作點穩(wěn)定的放大電路分析二、設計任務及要求分析靜態(tài)工作點、失真分析、動態(tài)分析、參數(shù)掃描分析、頻率響應等。（包括原始數(shù)據(jù)、技術參數(shù)、條件、設計要求等）三、電路分析1.靜態(tài)工作點Q的分析（1）什么是靜態(tài)工作點Q靜態(tài)工作點就是輸入信號為零時，電路處于直流工作狀態(tài)，這些直流電流、電壓的數(shù)值在三極管特性曲線上表示為一個確定的點，設置靜態(tài)工作點的目的就是要保證在被被放大的交流信號加入電路時，不論是正半周還是負半周都能滿足發(fā)射結正向偏置，集電結反向偏置的三極管放大狀態(tài)?！?/p>

2、　可以通過改變電路參數(shù)來改變靜態(tài)工作點，這樣就可以設置靜態(tài)工作點?！　∪綮o態(tài)工作點設置的不合適，在對交流信號放大時就可能會出現(xiàn)飽和失真（靜態(tài)工作點偏高）或截止失真（靜態(tài)工作點偏低）。如圖1為阻容耦合電路圖1晶體管型號BC107BP參數(shù).MODELBC107BPNPNIS=1.8E-14ISE=5.0E-14NF=.9955NE=1.46BF=400BR=35.5+IKF=.14IKR=.03ISC=1.72E-13NC=1.27NR=1.005RB=.56RE=.6RC=.25VAF=80+VAR=1

3、2.5CJE=13E-12TF=.64E-9CJC=4E-12TR=50.72E-9VJC=.54MJC=.33在放大電路中，當有信號輸入時，交流量與直流量共存。將輸入信號為零，即直流電流源單獨作用時晶體管的基極電流IB，集電極電流IC，b-e之間電壓UBE,管壓降UCE稱為放大電路的靜態(tài)工作點Q，常將四個物理量記作IBQ,ICQ,UBEQ,UCEQ。在近似估算中常認為UBEQ為已知量，對于硅管UBEQ=0.7V，鍺管UBEQ=0.2V。為了穩(wěn)定Q點，通常使參數(shù)的選取滿足I1>>IBQ因此B點電位UB

4、Q=Rb1/(Rb1+Rb2)·Vcc靜態(tài)工作點的估算UBQ=Rb1/(Rb1+Rb2)·VccIEQ=(UBQ-UBEQ)/ReUCEQ=VCC-ICQ(Rc+Re)（2）為什么要設置合適的靜態(tài)工作點對于放大電路最基本的要求，一是不失真，二是能夠放大。為什么要設置合適的靜態(tài)工作點呢？如果輸出的波形嚴重失真，所謂的“放大”毫無意義。因此，設置合適的靜態(tài)工作點是很必要的。Q點不僅影響電路是否會產生失真，而且還影響著放大電路幾乎所有的動態(tài)參數(shù)。（3）使用軟件進行仿真理論值：UBQ=Rb1/(Rb1+Rb2

5、)·Vcc=5/(15+5)*12=3VIEQ=(UBQ-UBEQ)/Re=(3-0.7)/2.3=1mAUCEQ=VCC-ICQ(Rc+Re)=12-7.4*1=4.6V仿真結果：仿真測量值UBQIEQUCEQIBQ2.98V1mA4.464V3.65UA2.失真分析（1）產生失真的原因工作點過低，會出現(xiàn)交越失真，也就是小信號時，疊加信號的偏置也無法使三極管工作，這時過零點附近會出現(xiàn)失真。工作點過高，會出現(xiàn)飽和失真，也就是當信號電壓還沒到最高時，三極管就完全飽和了，出現(xiàn)了削頂。這兩點，可以通過示波器

6、對波形進行檢查就可以看出來，并通過調整偏置，進行解決。頂部失真，增大信號源電壓。（2）怎樣消除失真要使輸出的電壓波形不會產生非線性失真，就要設置何時的靜態(tài)工作點，使交流信號馱載在直流分量上，以保證晶體管在輸入信號的整個周期內始終工作在放大狀態(tài)。3.動態(tài)分析在靜態(tài)工作點合適的情況下進行動態(tài)分.交流通路如圖（1）電壓放大倍數(shù)Au理論值Au=Uo/Ui仿真Au=-93（1）輸入電阻Ri理論值Ri=R1//R2//Rbe仿真Ri=159歐（2）輸出電阻Ro理論值Ro=Rc=5.1千歐Uo:帶負載時輸出電壓的有

7、效值Uo:空載時輸出電壓的有效值仿真Ro=（Uo/Uo-1）Rl=4.86千歐四、參數(shù)掃描分析V(5)rr1resistance=1000V(5)rr1resistance=4000V(5)rr1resistance=7000V(5)rr1resistance=10000五、頻率響應旁路電容C3變化對頻率響應的影響耦合電容C1變化對頻率響應的影響Re變化對頻率響應的影響中頻電壓增益電路參數(shù)變化時對頻率響應的影響耦合電容C1/uF耦合電容C2/uF旁路電容C3/uF射極電阻Re/千歐中頻電壓增益/dB下

8、限頻率fL/HZ上限頻率fH/MHZ10101002.339.51883.94816.322101010002.339.51817.02216.322100101002.339.51883.94816.32210101002.538.85683.94824.839分析旁路電容從C3增大下限頻率減小，旁路電容的變化對下限頻率有影響。耦合電容C1增大下限頻率基本沒有變化。靜態(tài)工作點穩(wěn)定Re從2.3K變化到2.5K，中頻電壓增益減小，上限頻率增大。六、元件列表