写在前面:本博文是华南理工大学电子与信息学院《模拟电子技术》第七讲的课程笔记
1.静态工作点稳定的办法以及原理推导
造成Q不稳定的原因:
- 电源电压的波动
- 元器件的老化
-
T(温度)的影响【最重要】
接着,我们来看看温度对Q点的位置是如何影响的:
当温度T升高时,放大系数β就会增大,由iB=βiC可知,iC增大,由三极管的输出特性曲线可知,Q点上移
而所谓的静态工作点稳定,就是指iC,UCEQ在温度变化下仍保持不变,就是要依靠iB来保持的!
还记得我们前面课程中使用的电路吗?如下图:
这个电路有一个问题:就是Q(静态工作点不稳定)
因为在温度变化时,当iC变化时,没有一个负反馈来限制它,也就是说这个电路太依赖三极管自身的特性了,因此受温度影响较大
下面我们来看看一些新的电路:
我们画出它的直流通路:
我们先要求I1>>IBQ,I2>>IBQ;这样一来,I1≈I2,(IBQ几乎可以看成断路:“虚断”)
那么,我们就可以知道:UBQ=Rb1+Rb2Rb1VCC
此时的UBQ已经与温度无关,Rb1,Rb2这些都是稳定性较好的电阻
同时,又有:IEQ=ReUBQ−UBEQ≈ReUBQ
IBQ≈(1+β)ReUBQ−UBEQ
好的,下面重点来了:我们要看看加了电阻Re之后究竟对静态工作点Q的稳定起了什么作用:
当温度升高时 -> 三极管的特性导致β增大 -> 导致ICQ增大 -> 由于ICQ≈IEQ故IEQ也增大 -> IEQ增大,导致Re上的电压增大 -> 由于刚刚我们推导得知:UBQ与温度无关,而UBE=UBQ−URe -> 因此导致UBE减小 -> 由三极管的输入特性曲线可知:UBE减小,iB就会减小 -> iB一减小,由iC=βiB知:ICQ就会减小
这样,我们可以看到:引入直流负反馈可以稳定静态工作点
2.有旁路电容和没有旁路电容的区别
想必大家也注意到了,我们一开始贴出的两张电路图,一个在Re旁边还并联了一个电阻,另一个却没有,可是它们的直流通路是一样的,那么,有旁路电容和没有旁路电容有什么区别呢?
首先,我们来看看有旁路电容的电路的交流通路,分析一下里面的参数:
(因为电容对交流信号相当于短路,因此,Re被短路)
我们来看看放大系数Au:Au=uiu0=−iB(rbb′+rb′e)(1+β)iB(Rc//RL)
下面,我们再来看没有旁路电容的电路的交流通路:
放大系数Au:Au=uiu0=−iB(rbb′+rb′e+Re)(1+β)iB(Rc//RL)
对比上面的式子,我们发现:没有旁路电容的电路,虽然说对温度的稳定性较好,但是放大系数Au却比有旁路电容的电路小了
在本节课的最后,老师给我们了一个思路:如何既想保持电路对温度的稳定性,又能够适当提高放大系数?? 确实有这样的电路: