静态工作点
模拟电子技术概念
静态工作点是指三极管放大电路中,交流输入信号为零时,电路处于直流工作状态,这些电流、电压的数值可用BJT特性曲线上一个确定的点表示,该点习惯上称为静态工作点Q 。
定义
原因
可以通过改变电路参数来改变静态工作点,这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)。 所谓静态工作点,是指当放大电路处于静态时,电路所处的工作状态。在Ic/Uce 图上表现为一个点,即当确定的Vcc、Rb、Rc和晶体管状态下产生的电路工作状态。当其中一项改变时引起Ib变化而引起Q点沿着直流负载线上下移动。
静态
当放大电路没有输入信号时的工作状态,因为Vcc、Rb、Rc、和晶体管不变,所以电路中各参数都是不变的。这就是静态。
静态工作点的作用
1) 确定放大电路的电压和电流的静态值。
2) 选取合适的静态工作点可以防止电路产生非线性失真,保证有较好的放大效果。
静态工作点的确定
静态工作点是直流负载线与晶体管的某条输出特性曲线的交点。随IB的不同而静态工作点沿直流负载线上下移动。
根据式Uce=Ucc-RcIc,在Ic/Ucc图上画出直流负载线,再画出在IB情况下的晶体管输出特性曲线,交点即静态工作点。
参数
处于静态工作点时的三个参数
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、即直流电源单独作用的时候晶体管的基极电流Ib、集电极电流Ic(或 Ie )、管压降 Ube和 c-e 间电压 Uce称之为静态工作点Q,常将Q点记作IBQ、ICQ(或IEQ)、UBEQ、UCEQ。
静态工作点测量中的误差分析
放大电路最终的目标是获得不失真的输出信号,若波形产生失真,则分析其他的参数无意义.Q 点设置的偏高或者偏低,容易出现饱和失真或截止失真.但 Q 点的偏高或偏低不是绝对的,而是相对输入信号的幅度而言的,如果输入信号幅度很小,即使 Q点设置的偏高或偏低也不一定会出现失真,同样如果输入信号的幅度很大,即使 Q 点设置的很接近中点,也很可能出现失真.因此确切的说,波形的失真是由输入信号的幅度与 Q 点的设置不匹配造成的,即理想的不一定合适、合适的不一定理想”通常为了满足大多数信号的要求,Q 点一般设置在交流负载线的中点位置。
静态工作点测量方法的改进
从共射放大电路的静态模型可知,在测量基极电压 U B时,由于基极端等效电阻由三部分组成,第一,基区体电阻 RB,第二,射极电阻 Re折合到基极端的电阻等于(1+β)Re,第三,基极下偏置电阻 Rb1,其阻值很大.所以基极端等效电阻(几十千欧)比较大,如果直接将万用表并接在基极测量 U B,则会严重的影响测量的准确度.这时我们需采用间接测量方法,由静态模型可知,在三极管输入端导通以后其输入端电阻 RB较小,这样用较大内阻的万用表并接在B-E 极来测量 UBE,其引入的误差会很小,因此我们就可以通过测量 UBE和 UE的值,间接的测量出 U B的值,UB=UBE+UE.
这样就解决了学生在实验时遇到与理论不相符的问题.在测量发射极电压 E时,从发射极看进去的等效内阻由两部分组成,第一,发射极电阻 Rb1和 Re1,都比较小,第二,基区电阻 RB折合到发射极 RB/(1+β).所以发射极电阻较小,另一方面,由于并接万用表在发射极后,相当于引入了一个电压串联负反馈,可以稳定发射极电压.所以可以使用万用表直接并接测量 UE.在测量集电极电压 UC时,由静态模型可知,R2(几千欧)比较小,同时 UC的电位相对 UE的电位比较大,所以可以使用较大电压档并接在集电极直接测量UC。
最新修订时间:2024-01-24 16:16
目录
概述
定义
静态工作点的作用
参考资料