射极输出器静态工作点的稳定性影响分析和研究

引 言

图1为见于一般教材的阻容耦合射极输出器的典型电路，其直流通路如图2所示。

观察图2所示的直流通路可看出，基极电阻Rb、发射极电阻Re构成决定静态工作点的偏置电路，依KVL及晶体管的电流分配关系，可写出基极直流电位UBQ，发射极静态电流IEQ的表达式为：

由图2及式（1）、式（2），可得出射极输出器偏置电路的构成特点及静态工作点的稳定情况：

（1）晶体管的基极只接有一个基极电阻Rb，没有采用基极电位稳定的二个电阻分压式偏置形式，基极直流电位UBQ与电流放大系数卢、发射结直流电压UBEQ等晶体管的参数有关，随晶体管的参数变化而变化不是稳定的。

（2）晶体管发射极所接的发射极电阻Re引入了直流负反馈，但因基极直流电位UBQ不稳定而影响静态工作点的稳定性，发射极静态电流IEQ与电流放大系数β、发射结直流电压UBEQ等晶体管的参数有关，静态工作点随晶体管的参数变化而变化。

几乎所有电子技术类的教材，在介绍射极输出器时，所给出的电路均为图1所示的形式，但都不说明为什么采用基极电位不稳定、静态工作点不稳定的简单构成形式的偏置电路，都不强调静态工作点的设置和稳定问题，都没有分析静态工作点的稳定性对射极输出器动态性能影响的问题。这给射极输出器的教学带来几个疑点问题：射极输出器不需要稳定的静态工作点？静态工作点的稳定性对射极输出器动态性能有什么影响？

1 射极输出器动态性能和静态工作点的关系分析

射极输出器和其他放大电路一样，用电压放大倍数Au反映对输入信号的放大能力，用输入电阻Ri反映对信号源的影响程度，用输出电阻Ro反映带负载的能力。利用微变等效电路法，求得图1所示的射极输出器的电压放大倍数Au、输入电阻Ri及输出电阻Ro三大动态性能指标的计算公式为：

电压放大倍数：

式（8）中含有静态工作点的电量IEQ，使得含有晶体管输入电阻rbe的电压放大倍数Au、输入电阻Ri，输出电阻Ri与IEQ有关，但都可以近似忽略，分析如下：晶体管的电流放大系数β》》1，电路一般满足（1+β）RL’》》rbe的关系，因而式（3）、式（4）可近似简化为：

式（9），式（10）表明，电压放大倍数Au与静态工作点的直流电量及静态工作点的稳定性近似无关；输入电阻Ri与晶体管的电流放大系数β有关，与静态工作点的直流电量及静态工作点的稳定性近似无关。

射极输出器的输出端为负载RL其提供信号电压，可将射极输出器的输出端用一个实际电压源等效，其内阻为射极输出器的输出电阻Ro，如图3所示。

由图3可写出输出电压表达式为：

由于晶体管_的电流放大系数β》》1，使式（5）所表示的输出电阻Ro很小，电路一般满足Ro《

式（5）、式（12）表明，虽然输出电阻Ro与静态工作点的电量有关，但由于输出电阻Ro很小，射极输出器的带负载能力受静态工作点变化的影响很小可以忽略，负载RL两端的电压基本稳定不变。

2 结语

以上分析表明，射极输出器静态工作点的稳定性对电路动态性能影响很小，可近似忽略。

放大电路直流偏置电路的构成形式，要根据动态性能受到静态工作点的影响和制约情况等因素而确定。

因此，为简化电路，射极输出器一般采用简单的偏置电路形式，即：

晶体管的基极只用一个电阻Rb——用于引入晶体管发射结的正偏压，简化了电路但基极直流电位不恒定；

晶体管的发射极接有电阻Re——因发射极交流电流ie需经电阻转换成交流电压从发射极输出，发射极必须接有电阻Re，Re又对直流有负反馈作用，有一定稳定静态工作点的作用。

需要指出的是：

（1）为满足β》》1，（1+β）》》rbe及Ro《

（2）射极输出器的静态工作点仍要设置合适，否则可能产生非线性失真，影响动态输出范围。

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