02-稳定静态工作点和三种放大电路
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放大电路的工作原理和三种基本放大组态放大电路里通常是晶体三极管、场效应管、集成运算放大器等,这些器件也称为有源器件。
共射放大电路如图所示。
V cc是集电极回路的直流电源,也是给放大电路提供能量的,一般在几伏到几十伏范围,以保证晶体三极管的发射结正向偏置、集电结反向偏置,使晶体三极管工作在放大区。
R c是集电极电阻,一般在几 K 至几十K 范围,它的作用是把集电极电流i C的变化变成集电极电压u CE的变化。
V BB是基极回路的直流电源,使发射结处于正向偏置,同时通过基极电阻R b提供给基极一个合适的基极电流I BQ,使三极管工作在放大区中适当的区域,这个电流I BQ常称为基极偏置电流,它决定着三极管的工作点,基极偏置电流I BQ是由V BB和基极电阻R b共同作用决定的,基极电阻R b一般在几十KΩ至几百KΩ范围。
如在输入端加上一个较小的正弦信号u i , 通过电容C1加到三极管的基极,从而引起基极电流i B在原来直流I BQ的基础上作相应的变化,由于u i是正弦信号,使i B随u i也相应地按正弦规律变化,这时的i B实际上是直流分流I BQ和交流分量i b迭加后的量。
同时i B的变化使集电极电流 i C 随之变化,因此i C也是直流分量I C和交流分量i c的迭加,但i C要比i B大得多(即β倍)。
电流i C在电阻R C上产生一个压降,集电极电压u CE =V CC-i C R L,这个集电极电压u CE也是由直流分量I C和交流分量 i C两部分迭加的。
这里的 u CE和 i C相位相反,即当 i C增大时, u CE减少。
由于C 2的隔直作用,使只有 u CE的交流分量通过电容C2作为放大电路的输出电压u O。
如电路参数选择适当,u O要比 u I的幅值要大得多,同时 u I与 u O的相位正好相反。
电路中各点的电流、电压波形如图所示。
放大电路的图解法放大电路有三种主要分析方法:一是图解法,二是微变等效电路法,三是计算机辅助分析法。
放大电路静态工作点
放大电路的静态工作点是指放大器在没有输入信号时的工作状态。
在放大电路的设计中,静态工作点的选取非常重要,它决定了放大器的线性度、功耗和稳定性。
静态工作点的确定可以通过以下步骤进行:
1. 确定放大器的工作区域:放大器可以工作在A类、B类、
AB类或C类等不同的工作区域。
选择合适的工作区域将取决
于应用的需求和对功耗的要求。
2. 确定放大器的直流偏置点:直流偏置点是放大电路静态工作点的一个关键参数,它决定了放大器的线性度和稳定性。
直流偏置点的选取一般需要考虑放大器的最大输出信号幅度和直流功耗等因素。
3. 设计偏置电路:根据直流偏置点的要求设计合适的偏置电路,如基极电阻、电流源等,以实现所需的静态工作点。
4. 进行仿真和调试:在设计完成后,通过仿真工具对放大电路进行验证,再根据实际的调试结果对偏置电路参数进行调整,以确保放大电路的静态工作点与设计要求一致。
总之,放大电路的静态工作点的确定是放大电路设计中的一个关键步骤,需要根据应用需求和设计要求来选择合适的工作区域和直流偏置点,以实现所需的放大功能和性能。
稳定三极管放大电路的静态工作点采用以稳定三极管放大电路的静态工作点采用为标题稳定三极管放大电路的静态工作点是电子技术中的一个重要概念。
在放大电路中,为了确保电路能够稳定工作,需要设置一个合适的静态工作点,使得输入信号能够得到放大,同时保证输出信号的波形不失真。
本文将详细介绍稳定三极管放大电路的静态工作点的概念、设置方法以及其在实际应用中的意义。
一、静态工作点的概念静态工作点是指放大电路中的三极管在没有输入信号时的工作状态。
在三极管的静态工作点处,电流和电压的数值是固定的,不随输入信号的变化而变化。
通过合理设置三极管的静态工作点,可以使得输入信号能够得到放大,并保证输出信号的波形不失真。
二、设置静态工作点的方法稳定三极管放大电路的静态工作点的设置需要考虑到以下几个因素:1. 三极管的直流放大倍数:三极管的直流放大倍数决定了输入信号的放大程度。
根据具体的应用要求,选择适当的放大倍数。
2. 静态工作点的偏置:静态工作点的偏置决定了三极管的直流工作状态。
通过合理设置偏置,可以使得三极管在合适的工作区域内工作,避免出现过饱和或过截止现象。
3. 输入信号的幅值:输入信号的幅值决定了三极管的工作状态是否稳定。
如果输入信号的幅值过大,可能会导致三极管失真,因此需要根据实际情况设置合适的输入信号幅值。
三、静态工作点的意义稳定三极管放大电路的静态工作点对于电路的性能有着重要的影响:1. 放大增益:通过合理设置静态工作点,可以使得电路在输入信号范围内具有较大的放大增益,从而实现信号的放大。
2. 输出波形的稳定性:静态工作点的设置可以保证输出信号的波形不失真。
当输入信号的幅值变化时,输出信号的波形仍然保持稳定,从而保证了电路的可靠性。
3. 静态功耗的控制:稳定的静态工作点可以有效控制电路的静态功耗。
合理设置静态工作点可以降低电路的功耗,提高电路的效率。
四、总结稳定三极管放大电路的静态工作点是保证电路正常工作的重要因素。
放大电路静态工作点放大电路是电子电路中的一种重要类型,通过放大输入信号的幅度来产生输出信号。
放大电路通常包括一个静态工作点,在这个工作点上,电路的特定参数处于稳定状态,以确保电路的正常工作。
本文将介绍放大电路的静态工作点,包括其定义、影响因素、稳定性分析以及常见的静态工作点调节方法。
一、静态工作点的定义放大电路的静态工作点通常指的是输出特性曲线上的一个固定工作点,也称为直流工作点。
在这个工作点上,放大电路的输出处于稳定状态,以确保输入信号能够得到有效的放大。
静态工作点的确定需要考虑电路中的元件参数以及电源电压等因素,以确保电路在运行时处于合适的工作状态。
二、静态工作点的影响因素1. 电源电压:电源电压是决定静态工作点位置的重要因素,较高的电源电压可以使得电路的工作点偏离中心,而较低的电源电压则可能使得工作点进入饱和或者切断状态。
2. 元件参数:对于晶体管放大电路来说,晶体管的基极电压、发射极电流等参数会对静态工作点产生影响,必须通过设计和选型来确保其稳定。
3. 温度:温度的变化会导致电路中元件参数的变化,从而影响静态工作点的位置,因此需要考虑温度对放大电路的影响。
三、静态工作点的稳定性分析放大电路的静态工作点稳定性分析是确定电路稳定工作状态的关键。
通过稳定性分析可以了解电路静态工作点的可靠性,判断其在不同工作条件下的稳定性,从而对电路进行合理设计。
1. 直流负载线:直流负载线是指在输出特性曲线上的直流特性曲线,通过分析直流负载线可以了解电路的工作状态,以及在不同工作条件下工作点的变化情况。
2. 静态稳定区域:通过绘制静态稳定区域图,可以清晰地了解电路在不同工作条件下的稳定性,从而确定静态工作点的合适位置。
3. 偏置电路设计:偏置电路的设计对静态工作点的稳定性具有重要影响,通过合理设计偏置电路可以确保静态工作点的稳定。
四、常见的静态工作点调节方法1. 变压器调节法:通过变压器调节输入电源电压或输出电路供电的电压,以调整静态工作点的位置。
基本放大电路静态工作点和动态工作点分析及分压式偏置电路
基本放大电路是一种用于放大电信号的电路,通常由放大器、反馈电路和偏置电路组成。
在该电路中,静态工作点指的是放大器的DC偏置电压,动态工作点则是放大信号时的电压。
静态工作点确定了放大器的偏置情况,决定了放大器的直流增益和输出电平。
当输入信号为0时,放大器将输出静态工作点的电平。
静态工作点通常需要尽可能稳定地保持在中心位置,如果过于偏离中心,则可能会引起偏差和谐波。
动态工作点则取决于放大信号的振幅和频率。
在放大信号时,动态工作点会不断变化,但要保证不偏离放大器交流增益的线性范围。
如果动态工作点超过放大器的线性范围,输出电平将不再像输入信号一样线性地变化,而会出现失真。
分压式偏置电路是一种常用的偏置电路,在基本放大电路中常用。
该电路是由电阻分压器和电容耦合器组成的。
它的作用是提供放大器所需的基准电压(静态工作点),以实现稳定的放大器工作。
分压式偏置电路的核心思想是通过对基准电路进行电压分压,从而产生合适的直流电平。
该电路中的电容器可滤除分压电路中传入放大器的直流成分,同时保持交流信号不受影响。
通过调整分压电路的参数,可以实现在不同的放大器电路中获得符合要求的静态工作点。
放大电路静态工作点的稳定教学目标理解影响静态工作点稳定的因素;认识稳定静态工作点的偏置电路;稳定静态工作点的措施能力目标分析静态工作点的稳定因素并能够利用放大电路静态工作点的稳定解决实际问题 情感目标增强动手观察能力,激发学生学习模电知识,认识模电与技术联系的兴趣。
教学重点1、放大电路稳定静态工作点的原理和常用方法;2、分压式偏置电路Q 的估算;3、分压式偏置电路动态性能指标的计算;教学难点1、稳定静态工作点的原理和措施;2、分压式偏置电路微变等效电路画法及动态性能指标的计算;引入新课问:有时,一些电子设备在常温下能够正常工作,但是当温度升高时,性能就可能不稳定,甚至不能正常工作,这到底是什么原因呢?学生回答:产生这种现象的主要原因,是电子器件的参数受温度影响而发生变化。
教学组织过程本节以教师讲授为主。
用多媒体演示稳定静态工作点的原理和常用方法、分压式偏置电路Q 的估算、动态性能指标的计算等,便于学生理解和掌握。
主要内容放大电路的多项重要技术指标均与静态工作点的位置密切相关。
如果静态工作点不稳定,则放大电路的某些性能也将发生波动。
因此,如何使静态工作点保持稳定,是一个十分重要的问题。
1、静态工作点稳定的必要性静态工作点不但决定了电路是否产生失真,而且还影响着电压放大倍数和输入电阻等动态参数。
实际上,电源电压的波动、元件老化以及因温度变化所引起的晶体管参数变化,都会造成静态工作点的不稳定,从而使动态参数不稳定,有时甚至造成电路无法正常工作。
在引起Q 点不稳定的诸多因素中,温度对晶体管的影响是最主要的。
2、温度变化对静态工作点产生的影响温度变化对静态工作点的影响主要表现为,温度变化影响晶体管的三个主要参数:CBO I 、β和BE U 。
这三者随温度升高产生变化,其结果都使CQ I 值增大。
硅管的CBO I 小,受温度影响小,故其β和BE U 受温度影响是主要的; 锗管的CBO I 大,受温度影响是主要的。
除去信号的输入、输出端。
另一端就是共极三极管基本放大电路的三种组态组态一:共射电路组态二:共集电极电路共集电极组态基本放大电路如图所示。
(1)直流分析(2)交流分析放大倍数/输入电阻/输出电阻组态三:共基极放大电路共基组态放大电路如图交流、直流通路微变等效电路共基极组态基本放大电路的微变等效电路性能指标三种组态电路比较放大电路的三种基本组态2.6.1共集电极放大电路上图(a)是一个共集组态的单管放大电路,由上图(b)的等效电路可以看出,输入信号与输出信号的公共端是三极管的集电极,所以属于共集组态。
又由于输出信号从发射极引出,因此这种电路也称为射极输出器。
下面对共集电极放大电路进行静态和动态分析。
一、静态工作点根据上图(a)电路的基极回路可求得静态基极电流为(2.6.1)二、电流放大倍数由上图(b)的等效电路可知Ai= - (1+β) (2.6.4)三、电压放大倍数由上图(a)可得Re’=Re//RL由式(2.6.4)和(2.6.5)可知,共集电极放大电路的电流放大倍数大于1,但电压放大倍数恒小于1,而接近于1,且输出电压与输入电压同相,所以又称为射极跟随器。
四、输入电阻由图2.6.1(b)可得Ri=rbe+(1+β)Re’由上式可见,射极输出器的输入电阻等于rbe和(1+β)R、e相串连,因此输入电阻大大提高了。
由上式可见,发射极回路中的电阻R、e折合到基极回路,需乘(1+β)倍。
五、输出电阻在上图(b)中,当输出端外加电压U。
,而US=0时,如暂不考虑Re的作用,可得下图。
由图可得由上式可知,射极输出器的输出电阻等于基极回路的总电阻()除以(1+β),因此输出电阻很低,故带负载能力比较强。
由上式也可见,基极回路的电阻折合到发射极,需除以(1+β)。
2.6.2共基极放大电路上图(a)是共基极放大电路的原理性电路图。
由图可见,发射极电源VEE的极性保证三极管的发射结正向偏置,集电极电源VCC的极性保证集电结反向偏置,从而可以使三极管工作在放大区,因输入信号与输出信号的公共端是基极,因此属于共基组态。