静态工作点Q

在学习之前，我们先来了解一个概念：什麽是Q 点？它就是直流工作点，又称为静态工作点，简称Q 点。

我们在进行静态分析时，主要是求基极直流电流I B 、集电极直流电流I C 、集电极与发射极间的直流电压U CE 一：公式法计算Q 点我们可以根据放大电路的直流通路，估算出放大电路的静态工作点。

下面把求I B 、I C 、U CE 的公式列出来三极管导通时，U BE 的变化很小，可视为常数，我们一般认为：硅管为 0.7V锗管为 0.2V例1:估算图(1)放大电路的静态工作点。

其中R B =120千欧，R C =1千欧，U CC =24伏，ß=50，三极管为硅管解：I B =(U CC -U BE )/R B =24-0.7/120000=0.194(mA) I C =ßI B =50*0.194=9.7(mA) U CE =U CC -I C R C =24-9.7*1=14.3V二：图解法计算Q 点三极管的电流、电压关系可用输入特性曲线和输出特性曲线表示，我们可以在特性曲线上，直接用作图的方法来确定静态工作点。

用图解法的关键是正确的作出直流负载线，通过直流负载线与i B =I BQ 的特性曲线的交点，即为Q 点。

读出它的坐标即得I C 和U CE图解法求Q 点的步骤为：（1）：通过直流负载方程画出直流负载线，（直流负载方程为U CE =U CC -i C R C ） （2）：由基极回路求出I B（3）：找出i B =I B 这一条输出特性曲线与直流负载线的交点就是Q 点。

读出Q 点的坐标即为所求。

例2：如图（2）所示电路，已知Rb=280千欧，Rc=3千欧，Ucc=12伏，三极管的输出特性曲线如图（3）所示，试用图解法确定静态工作点。

解：（1）画直流负载线：因直流负载方程为U CE =U CC -i C R Ci C =0，U CE =U CC =12V ；U CE =4mA ，i C =U CC /R C =4mA ，连接这两点，即得直流负载线：如图（3）中的兰线 （2）通过基极输入回路，求得I B =（U CC -U BE ）/R C =40uA （3）找出Q 点（如图（3）所示），因此I C =2mA ；U CE =6V三：电路参数对静态工作点的影响静态工作点的位置在实际应用中很重要，它与电路参数有关。

某固定偏置单管放大电路的静态工作点q 为了确定某固定偏置单管放大电路的静态工作点Q，我们需要考虑几个关键参数：电源电压、基极偏置电阻、集电极偏置电阻以及晶体管的β值。

首先，静态工作点是晶体管放大电路中一个关键的电学参数，它决定了放大电路的性能。

在固定偏置单管放大电路中，静态工作点Q 是通过调节基极和集电极的偏置电阻来确定的。

为了找出这个工作点，我们可以使用以下几个步骤：
确定电源电压：首先，我们需要知道电源电压的大小。

在固定偏置单管放大电路中，电源通常提供给集电极，其电压值决定了集电极的电流。

计算基极电流：基极电流（Ib）是放大电路的重要参数。

根据晶体管的β值，我们可以使用以下公式来计算基极电流：Ib = (Vcc - Vbe)/Rb，其中Vcc是电源电压，Vbe是基极-发射极电压（通常约为0.7V），Rb是基极偏置电阻。

确定集电极电流：集电极电流（Ic）可以通过基极电流和晶体管的β值来计算：Ic = β * Ib。

这里，β是晶体管的电流放大倍数。

计算集电极-射极电压：集电极-射极电压（Vce）可以通过以下公式计算：Vce = Vcc - Ic * Rc，其中Rc是集电极偏置电阻。

通过以上步骤，我们可以确定固定偏置单管放大电路的静态工作点Q。

请注意，实际操作中可能还需要考虑其他因素，如温度变化对晶体管参数的影响等。

据场效应管的上述特点，利用双极型三极管与场效应管的电极对应关系，即b→G，e→S，c→D，即可在单管共射放大电路的基础上，组成共源极放大电路。

上图是一个由N沟道增强型MOS场效应管组成的单管共源极放大电路的原理电路图。

为了使场效应管工作在恒流区以实现放大作用，对于N沟道增强型MOS管来说，应满足以下条件：uGS＞UTuDS＞uGS-UT其中UT为N沟道增强型MOS场效应管的开启电压。

一、静态分析为了分析共源极放大电路的静态工作点，可以利用近似估算法或图解法。

（一）近似估算法在上图中，由于MOS场效应管的栅极电流为零，因此电阻RG上没有电压降，则当输入电压等于零时UGSQ＝VGG （2．7．1）由上图可得UDSQ＝VDD－IDQRD （2．7．4）（二）图解法为了用图解法确定静态工作点，应先画出直流负载线。

由上图电路的漏极回路可列了以下方程：uDS＝VDD－iDRD根据以上方程，在场效应管的输出特性曲线上画出直流负载线，如下图所示。

直流负载线与uGS=UGSQ＝VGG的一条输出特性的交点即是静态工作点Q。

由图可得静态时的IDQ和UDSQ，见下图。

二、动态分析同样可以利用微变等效电路法对场效应管放大电路进行动态分析。

首先讨论场效应管的等效电路。

由于漏极电流iD是栅源电压uGS和漏源电压uGS 的函数,根据式（2．7．8）可画出场效应管的微变等效电路，如下图所示。

图中栅极与源极之间虽然有一个电压Ugs，但是没有栅极电流，所以栅极是悬空的。

D、S之间的电流源gmUgs也是一个受控源，体现了Ugs对Id的控制作用。

等效电路中有两个微变参数：gm和rDS。

它们的数值可以根据式（2．7．6）和（2．7．7）中的定义，在场效应管的特性曲线上通过作图的方法求得。

一般gm的数值约为0.1至20mS。

rDS的数值通常为几百千欧的数量级。

当漏极负载电阻RD比rDS小得多，可认为等效电路中的rDS开路。

2．7．2 分压－自偏压式共源放大电路静态时，栅极电压由VDD经电阻R1、R2分压后提供，静态漏极电流渡过电阻RS 产生一个自偏压，场效应管的静态偏置电压UGSQ由分压和自偏压的结果共同决定，因此称为分压－自偏压式共源放大电路。

注意:答案仅供参考！ 一、填空题1。

半导体三极管属于 电流 控制器件，而场效应管属于 电压 控制器件。

2。

放大器有两种不同性质的失真，分别是 线性 失真和 非线性 失真。

3. 共射极放大电路中三极管集电极静态电流增大时,其电压增益将变 大 ；若负载电阻R L 变小时，其电压增益将变 小 。

4. 单级共射极放大电路产生截止失真的原因是 静态Ic 偏小 ；产生饱和失真的原因是 Ic 偏大 ;若两种失真同时产生，其原因是 输入信号太大 。

5.静态工作点Q 点一般选择在 交流 负载线的中央。

6。

静态工作点Q 点选得过低会导致 截止 失真；Q 点选得过高会导致 饱和 失真。

7。

对于下图所示电路，设V CC =12V ，R b =510k Ω，R c =8 k Ω,V BE =0.7V ，V CE(sat ）=0.3V ，当β=50,静态电流I BQ = 22μA ，I CQ = 1.1mA ，管压降V CEQ = 3。

2V ；若换上一个当β=80，静态电流I BQ = 22μA ，I CQ = 1.46mA ，管压降V CEQ = 0.3V ，三级管工作在 饱和 状态。

8.对于下图所示电路，设V CC =12V ，三级管β=50，V BE =0。

7V ，若要求静态电流I CQ =2mA ，V CEQ =4V ，则电路中的R b = 282。

5 k Ω ，R C = 4 k Ω 。

9。

对于下图所示电路，已知V CC =12V ，R b1=27 k Ω,R c =2 k Ω，R e =1 k Ω，V BE =0。

7V,现要求静态电流I CQ =3mA ，则R b2= 12 k Ω .10.已知图示的放大电路中的三级管β=40，V BE =0。

7V,稳压管的稳定电压V Z =6V,则静态电流I BQ = 0.275mA ，I CQ = 11mA ，管压降V CEQ = 3V 。

11。

当环境温度升高时，三极管的下列参数变化的趋势是:电流放大系数β 增大 ,穿透电流I CEO 增加 ,当I B 不变时,发射结正向压降|U BE | 减小 。

第1章半导体二极管及其应用电路1．二极管电路如图1所示，设二极管是理想的。

试判断图中的二极管是导通还是截止，并求出A、O两端电压U AO。

(a) (b)图1解：图a：对D1有阳极电位为0V，阴极电位为－12 V，故D1导通，此后使D2的阴极电位为0V，而其阳极为－15 V，故D2反偏截止，U AO=0 V。

图b：对D1有阳极电位为12 V，阴极电位为0 V，对D2有阳极电位为12 V，阴极电位为－6V．故D2更易导通，此后使V A＝－6V；D1反偏而截止，故U AO＝－6V。

2．电路如图2所示，设二极管为理想的，输入电压为正弦波，试分别画出各图输出电压的波形。

(a) (b)图2解：图（a）：图（b）：第2章 半导体三极管及其放大电路7．电路如图5(a)所示，晶体管的β＝80，r bb '=100Ω。

（1）分别计算R L ＝∞和R L ＝3k Ω时的Q 点，A us ，R i 和R o 。

（2）由于电路参数不同，在信号源电压为正弦波时，测得输出波形如图4（b ）、（c ）、（d ）所示，试说明电路分别产生了什么失真，如何消除。

（3）若由PNP 型管组成的共射电路中，输出电压波形如图4（b ）、（c ）、（d ）所示，则分别产生了什么失真？(a)(b) (c)(d)图5解（1）在空载和带负载情况下，电路的静态电流、r be 均相等，它们分别为Ω≈++=≈=≈--=k 3.1mV26)1(mA76.1 Aμ 22EQbb'be BQ CQ BEQ bBEQCC BQ I r r I I R U R U V I sββ空载时，静态管压降、电压放大倍数、输入电阻和输出电阻分别为Ω==-≈⋅+≈Ω≈≈=-≈-=≈-=k 593k 3.1308V 2.6 c o bes bebebe b i becc CQ CC CEQ R R A r R r A r r R R r R A R I V U uusu∥β R L ＝5k Ω时，静态管压降、电压放大倍数分别为LCQ cCEQR V I R U V CCCC =--∵∴V 3.2)(L c CQ Lc L CEQ ≈-+=R R I R R V R U CC∥47115 bes bebe 'L -≈⋅+≈-≈-=uusuA r R r A r R A βΩ==Ω≈≈=k 5k 3.1c o be be b i R R r r R R ∥（2）（a ）饱和失真，增大R b ，减小R c 。

模拟电子技术知识点：静态工作点的图解分析没有输入信号（v=0）时，放大电路i中各处的电压和电流都是不变的直流，称为直流工作状态或静止状态，简称静态。

静态时，BJT各电极的直流电压和直流电流的数值将在管子的特性曲线上确定一点，称为Q点。

静态分析的第一步：画出直流等效电路！R BC1v oC 2V CC+12V R C300k1.5kv iβ=100——把所有的耦合电容开路！如何得到直流等效电路？CC B 12V 40300k V A R μ≈==Ω1. Q 点计算CE C B ,,V I I 由KVL 可得：求得：+V CC –I B R B –V BE = 0CC BE B B V V I R -=mA440100B C =⨯==A I I μβV6k 5.1mA 4V 12CC CC CE =Ω⨯-=-=R I V V R B C 1v o C 2V CC+12V R C300k 1.5k v i β=100例：用估算法计算图示电路的静态工作点。

C E C C C C E EV V I R I R =--C C BE B B E(1 )V V I R βR -=++BC E I I I β=≈C C B B B E E E V I R V I R =++B B B E B E (1 )I R V βI R =+++由KVL 可得：+V CCR B R CT +–V BE +V CE –I E I C I BR E2. 图解法求解Q 点∙列输入回路方程∙列输出回路方程（直流负载线）v CE =V CC －i C R C ∙首先，画出直流通路BE CC B b V i R =-v R b V CCR C i C i B300K 1.5K R B C 1v oC 2β=100V CC +12VR C 300k1.5k v i∙在输入特性曲线上，作出直线，两线的交点即是Q点，得到I B 。

BE CC B b V i R =-v 负载线，斜率为-1/R b2. 图解法求解Q 点在输出特性曲线上，作出直流负载线v CE =V CC －i C R C ，与I B 曲线的交点即为Q 点，从而得到V CE 和I C 。