靜態工作點

靜態工作點

靜態工作點是指三極體放大電路中,三極體靜態工作點就是交流輸入信號為零時,電路處於直流工作狀態,這些電流、電壓的數值可用BJT特性曲線上一個確定的點表示,該點習慣上稱為靜態工作點Q 。

設定靜態工作點的目的就是要保證在被放大的交流信號加入電路時,不論是正半周還是負半周都能滿足發射結正向偏置,集電結反向偏置的三極體放大狀態。

基本介紹

  • 中文名:靜態工作點
  • 外文名:Quiescent Operation Point
  • 習慣稱呼:靜態工作點Q
  • 所屬學科:模擬電子技術
  • 目的:滿足發射結正向偏置,集電結反向偏置
  • 靜態:Vcc、Rb、Rc
定義,原因,靜態,靜態工作點的作用,靜態工作點的確定,參數,靜態工作點測量中的誤差分析,靜態工作點測量方法的改進,

定義

原因

可以通過改變電路參數來改變靜態工作點,這就可以設定靜態工作點
若靜態工作點設定的不合適,在對交流信號放大時就可能會出現飽和失真(靜態工作點偏高)或截止失真(靜態工作點偏低)。 所謂靜態工作點,是指當放大電路處於靜態時,電路所處的工作狀態。在Ic/Uce 圖上表現為一個點,即當確定的Vcc、Rb、Rc和電晶體狀態下產生的電路工作狀態。當其中一項改變時引起Ib變化而引起Q點沿著直流負載線上下移動。

靜態

當放大電路沒有輸入信號時的工作狀態,因為Vcc、Rb、Rc、和電晶體不變,所以電路中各參數都是不變的。這就是靜態。

靜態工作點的作用

1) 確定放大電路的電壓和電流的靜態值
2) 選取合適的靜態工作點可以防止電路產生非線性失真。保證有較好的放大效果

靜態工作點的確定

靜態工作點是直流負載線與電晶體的某條輸出特性曲線的交點。隨IB的不同而靜態工作點沿直流負載線上下移動。
根據式Uce=Ucc-RcIc,在Ic/Ucc圖上畫出直流負載線,再畫出在IB情況下的電晶體輸出特性曲線,交點即靜態工作點。

參數

處於靜態工作點時的三個參數
在放大電路中,當有信號輸入時,交流量與直流量共存。將輸入信號為零、即直流電源單獨作用的時候電晶體的基極電流Ib集電極電流Ic(或 Ie )、管壓降 Ube和 c-e 間電壓 Uce稱之為靜態工作點Q,常將Q點記作IBQ、ICQ(或IEQ)、UBEQ、UCEQ。

靜態工作點測量中的誤差分析

放大電路最終的目標是獲得不失真的輸出信號,若波形產生失真,則分析其他的參數無意義.Q 點設定的偏高或者偏低,容易出現飽和失真或截止失真.但 Q 點的偏高或偏低不是絕對的,而是相對輸入信號的幅度而言的,如果輸入信號幅度很小,即使 Q點設定的偏高或偏低也不一定會出現失真,同樣如果輸入信號的幅度很大,即使 Q 點設定的很接近中點,也很可能出現失真.因此確切的說,波形的失真是由輸入信號的幅度與 Q 點的設定不匹配造成的,即理想的不一定合適、合適的不一定理想”通常為了滿足大多數信號的要求,Q 點一般設定在交流負載線的中點位置。

靜態工作點測量方法的改進

從共射放大電路的靜態模型可知,在測量基極電壓 U B時,由於基極端的等效電阻由三部分組成,第一,基區的體電阻 RB,第二,射極電阻 Re折合到基極端的電阻等於(1+β)Re,第三,基極下偏置電阻 Rb1,其阻值很大.所以基極端等效電阻(幾十千歐)比較大,如果直接將萬用表並接在基極測量 U B,則會嚴重的影響測量的準確度.這時我們需採用間接測量方法,由靜態模型可知,在三極體輸入端導通以後其輸入端電阻 RB較小,這樣用較大內阻的萬用表並接在B-E 極來測量 UBE,其引入的誤差會很小,因此我們就可以通過測量 UBE和 UE的值,間接的測量出 U B的值,UB=UBE+UE.
這樣就解決了學生在實驗時遇到與理論不相符的問題.在測量發射極電壓 E時,從發射極看進去的等效內阻由兩部分組成,第一,發射極電阻 Rb1和 Re1,都比較小,第二,基區電阻 RB折合到發射極 RB/(1+β).所以發射極電阻較小,另一方面,由於並接萬用表在發射極後,相當於引入了一個電壓串聯負反饋,可以穩定發射極電壓.所以可以使用萬用表直接並接測量 UE.在測量集電極電壓 UC時,由靜態模型可知,R2(幾千歐)比較小,同時 UC的電位相對 UE的電位比較大,所以可以使用較大電壓檔並接在集電極直接測量UC。

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