放大电路工作点的稳定问题
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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变动。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、温度对静态工作点的影响 有时，一些电子设备在常温下能够正常工作，但当温度升高时，性能就可能不稳定，甚至不能正常工作。产生这种现象的主要原因，是电子器件的参数受湿度影响而发生变化。 三极管是一种对湿度十分敏感的元件。湿度变化对三极管参数的影响主要表现在以下三方面： 首先，从输入特性看，当温度升高时，为得到同样的IB所需的UBE值将减小。在单管共射放大电路中,当UBEQ减小时IBQ将增大。但因一般情况下总是VCC》UBEQ，所以，UBEQ减小而引起IBQ的增大并不明显。三极管UBE的温度系数约为－2mV／。C，即温度每升高1。C，UBE约下降2mV。 其次，湿度升高时三极管的β值也将增加，使输出特性之间的间距增大。温度每升高1。C，β值约增加0.5％～1％，但对不同的三极管，β的温度系数分散系数分散性比较大。 最后，当温度升高时，三极管的反向饱和电流ICBO将急剧增加。这是因为反向电流是由少数载流子形成的，因此受温度影响比较严重。温度每升电流是由少数载流子形成的，说明ICBO将随温度按指数规律上升。 一、电路组成  上图给出了最常用的静态工作点稳定电路。不难发现，此电路与前面介绍的单管共射放大电路的差别，在于发射极接有电阻Re和电容Ce，另外，直流电源VCC经电阻Rb1、Rb2分压后接到三极管的基极，所以通常称为分压式工作点稳定电路。 在上图所示的电路中，三极管的静态基极电位UBQ由VCC经电阻分压后得到，故可认为其不受温度变化的影响，基本上是稳定的。当集电极电流ICQ随温度的升高而增大时，发射极电流IEQ也将相应地增大，此IEQ流过Re使发射极电位UEQ升高，则三极管的发射结电压UBEQ＝UBQ－UEQ将降低，从而使静态基流IBQ减小，于是ICQ也随之减小，结果使静态工作点基本保持稳定。 可见，本电路是通过发射极电流的负反馈作用牵制集电极电流的变化，使Q点保持稳定，所以上图所示的电路也称为电流负反馈式工作点稳定电路。 显然，Re愈大，同样的IEQ变化量所产生的UEQ的变化量也愈大，则电路的温度稳定性愈好。但是，Re增大以后，UEQ值也随之增大，此时，为了得到同样的输出电压幅度，必须增大VCC值。 前已分析，如果仅接入发射极电阻Re，则电压放大倍数将大大降低。在本电路中，在Re两端并联一个大电容Ce，若Ce足够大，则Re两端的交流压降可以忽略，此时，Re和Ce的接入对电压放大倍数基本没有影响。Ce称为旁路电容。 为了保证UBQ基本稳定，要求流过分压电阻的电流IR比IBQ大得多，为此希望电阻Rb1、Rb2小一些，但Rb1、Rb2减小时，电阻上消耗的功率将增大，而且放大电路的输入电阻将降低。在实际工作中，通常选用适中的Rb1、Rb2值，IR=IBQ，且UBQ＝（5～10）UBEQ。 二、静态与动态分析 当旁路电容Ce足够大时，在分压式工作点稳定电路的交流通路中可视为短路。此时这种工作点稳定电路实际上也是一个共射放大电路，故可利用图解法或微变等效电路法来分析其动态工作情况。经过分析可知，分压式工作点稳定电路的电压放大倍数与单管共射放大电路相同。 |
