静态工作点稳定的放大电路分析.doc

静态工作点稳定的放大电路分析一、课题名称静态工作点稳定的放大电路分析二、设计任务及要求分析静态工作点、失真分析、动态分析、参数扫描分析、频率响应等。( 包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等) 三、电路分析 1. 静态工作点 Q 的分析(1 )什么是静态工作点 Q 静态工作点就是输入信号为零时, 电路处于直流工作状态, 这些直流电流、电压的数值在三极管特性曲线上表示为一个确定的点, 设置静态工作点的目的就是要保证在被被放大的交流信号加入电路时, 不论是正半周还是负半周都能满足发射结正向偏置, 集电结反向偏置的三极管放大状态。可以通过改变电路参数来改变静态工作点,这样就可以设置静态工作点。若静态工作点设置的不合适, 在对交流信号放大时就可能会出现饱和失真( 静态工作点偏高)或截止失真(静态工作点偏低)。如图 1 为阻容耦合电路图1 晶体管型号 BC107BP BC107BP NPN IS =-14 ISE=-14 NF =.9955 NE = BF =400 BR = +IKF=.14 IKR=.03 ISC=-13 NC = NR = RB =.56 RE =.6 RC =.25 VAF=80 +VAR= CJE=13E-12 TF =.64E-9 CJC=4E-12 TR =-9 VJC=.54 MJC=.33 在放大电路中, 当有信号输入时, 交流量与直流量共存。将输入信号为零, 即直流电流源单独作用时晶体管的基极电流 I B, 集电极电流 I C, b-e 之间电压 U BE, 管压降 U CE 称为放大电路的静态工作点 Q, 常将四个物理量记作 I BQ ,I CQ ,U BEQ ,U CEQ。在近似估算中常认为 U BEQ 为已知量, 对于硅管 U BEQ = ,锗管 U BEQ = 。为了稳定 Q 点,通常使参数的选取满足 I1>>I BQ 因此 B 点电位 U BQ =Rb1/(Rb1+Rb2) · Vcc 静态工作点的估算 U BQ= Rb1/(Rb1+Rb2) · Vcc I EQ =(U BQ -U BEQ )/Re U CEQ = -I CQ (Rc+Re) (2 )为什么要设置合适的静态工作点对于放大电路最基本的要求,一是不失真,二是能够放大。为什么要设置合适的静态工作点呢?如果输出的波形严重失真, 所谓的“放大”毫无意义。因此, 设置合适的静态工作点是很必要的。 Q 点不仅影响电路是否会产生失真,而且还影响着放大电路几乎所有的动态参数。(3)使用软件进行仿真理论值: U BQ= Rb1/(Rb1+Rb2) · Vcc= 5/(15+5)*12=3V I EQ =(U BQ -U BEQ )/Re=(3-)/=1mA U CEQ =VCC-I CQ (Rc+Re)=12-*1= 仿真结果: 仿真测量值 U BQI EQU CEQI BQ 1mA 2. 失真分析( 1 )产生失真的原因工作点过低, 会出现交越失真, 也就是小信号时, 叠加信号的偏置也无法使三极管工作, 这时过零点附近会出现失真。工作点过高,会出现饱和失真,也就是当信号电压还没到最高时