1、什么是静态?未加信号时三极管的直流工作状态被称为静态,也可以说成放大电路没有输入信号时的工作状态,放大电路的质量与静态值的关系很大。怎么样?是不是很明确,静态值其实就是直流,所以可以用交流放大电路的直流通路来分析放大电路的静态值。见下图二
(1)、静态分析有几个指标?静态分析其目的就是要确定放大电路的静态值即直流值(详见上图二中交流放大电路的直流通路),即Ib(基极电流)、Ic(集电极电流)、Ube(基-射极电压)、Uce(集-射极电压)。另外还有IE(发射极电流)等。
我们分析一下上图二:因为画直流通路时,电容C1和C2可以看作开路,所以直流通路如上图二右边所示。
静态值时的偏置电流,也叫基极电流Ib:Ib=(Ucc-Ube)/R2≈Ucc/R2,因为Ube比Ucc小很多,比如像硅管大约为0.6V,可以忽略。
缺点:因为R2选定后,基极电流Ib就固定不变,因此这种电路也可以叫作固定偏置放大电路,其缺点是静态工作点不稳定。
(2)、所以在实际当中一般选用分压式偏置放大电路,也就是再接一个电阻与偏置电阻对称,形成分压式偏置放大电路(详见下图一)。
上图一的基极电位VB(VB=R2×I2)可以认为与三极管的参数无关,并且也不受温度影响,仅受R1和R2的分压电路所固定。而**接入发射极电阻R4后,也可以看作IC也不受温度影响。**
分压式偏置电路的好处 : 分压式偏置电路中,基极电位(VB)、发射极电流(IE)、集电极电流(IC)与三极管的参数无关,不受温度影响,其静态工作点基本稳定,减少了放大电路的非线性失真(上一篇讲过什么是非线性失真)。
****(3)、图二中需要注意的是 :
第一、三极管的集电极电流与集-射极电压之间不是直线关系,电阻R3(见图二)与集电极串联后接于直流电源Ucc,所以Uce=Ucc-R3Ic,化成Ic=-1/R3(Uce)+Ucc/R3。这个方程的斜率为-1/R3,在横轴的截距为Ucc,在纵轴的截距为Ucc/R3。因为这条线是由直流通路算出来的,并且与集电极负载电阻R3有关,所以被称为直流负载线(可以参考下图三,图三中的Rc就是图二中的R3)。
第二、这条负载线与三极管的某一条输出特性曲线(曲线一般由Ib即基极电流决定)的交点Q、Q1、Q2被称为放大电路的静态工作点。静态工作点偏高落在饱和区或者过低落在截止区,就产生非线性失真,只有静态工作点在放大区时三极管才具有放大作用。(这个上次我们已经说了)
2、图二中哪个是偏置电路?图二中的基极电流的大小很重要,基极电流Ib又被称为偏置电流,所以产生偏流的电路就叫做偏置电路,在图二的交流放大电路的直流通路中,偏置电流路径为Ucc→R2→发射结→接地,R2就叫做偏置电阻,实际一般改变R2的阻值来调整偏流Ib大小。
4、图一中分压式偏置放大电路的直流通路的四个电阻有什么作用?R1和R2是偏置电流电阻(或者叫基极偏置电流电阻),使发射结处于正向偏置,提供大小适当的基极电流。R3是集电极的直流通路电阻,主要将集电极的电流变化转变为电压变化,实现电压放大。R4是发射极电阻,其作用是Ic不受温度影响。
5、集电极直流电源Ucc的作用?一是给输出信号提供能量,二是保证集电结处于反向偏置,这样三极管就能起到放大作用。
需要注意 :实际当中,图一中的I2不能太大,否则R1和R2就要很小才行。 图一中分压式偏置放大电路的静态工作点稳定的本质就是 :比如由于温度升高导致Ic增大时,发射极电阻R4的电压降使Ube减小,这样IB就自动减小,以限制Ic的增大,以便使工作点稳定。但发射极电阻R4要适量大小才行。
6、图一分压式偏置放大电路中电容C3的作用?C3一般称为发射极交流旁路电容,因为当交流分量电流经过发射极电阻R4时,会有交流电压降,使Ube减小,降低电压放大倍数,所以在发射极边并联一个电容C3,使交流旁路。
3、图二中的直流通路有几条?有两条,一是集电极电阻R3---集电极---发射极---接地之间的直流通路。二是基极偏置电阻R2---基极---发射极---接地之间的直流通路。
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