§2-3 分压式偏置电路
教 学 目 标:
[知识目标]
1、 理解温度对静态工作点的影响及分压式偏置电路的电路特点;
2、 掌握分压式偏置电路稳定静态工作点的过程;
3、 会近似估算分压式偏置电路的静态工作点、输入电阻、输出电阻和
电压放大倍数。
[能力目标]
1、 通过教学,培养学生观察事物、总结归纳的能力;
2、 通过教学,培养学生识别和分析电路的能力。
教 学 重 点:1、温度对静态工作点的影响 2、分压式偏置电路的作用
3、近似估算分压式偏置电路的静态工作点、输入电阻、输出电阻和电压
放大倍数。
教 学 难 点:分压式偏置电路稳定静态工作点的过程。
教 学 方 法:讲授法、归纳总结法和类比法相结合
教 学 环 节 组织教学 复习引入 讲授新课 课堂小结 练习作业
时 间 分 配 1分钟 5分钟 58分钟 6分钟 10分钟
一、组织教学
(1分钟)安定课堂秩序,集中学生注意力,检查学生学习用品。
二、复习旧课
(4分钟)
图1〈共发射极基本放大电路〉
教师设问:问题:1、静态工作点的位置与波形失真之间有何关系?
学生回答:答案:静态工作点设置得太高,易引起饱和失真,
静态工作点设置得太低,易引起截止失真。
问题:2、要是放大电路输出最大不失真信号,静态工作点应该设置在何处?
答案:交流负载线的中点
导入:
(1分钟)
由以上分析可知,要使放大器输出信号不失真,就必须设置合适的静态工作点,但已设
置好的静态工作点在放大器的工作过程中并不是稳定不变的。那是什么因素影响静态工作点
的稳定,如何稳定静态工作点就是我们这节课要学习的内容。
四、展开讲授新课
(58分钟) §2-3 分压式偏置电路
一 、温度对静态工作点的稳定
固定偏置电路电路如图1所示。由直流通路可见,偏置电流BQI是通过偏置电阻Rb由电
源Ucc提供,当BEQUUcc时
只要Ucc和bR为定值,BQI就是一个常数,故把这种电路称为固定偏置电路。该电路由
于
因此,当环境温度升高时,虽然BQI为常数,但??和CEQI的增大会导致CQI的上升。可见,
电路的温度稳定性较差。只能用在环境温度变化不大,要求不高的场合。
β↑ (T↑1℃ β↑%~%)
T↑→ICBO↑(T↑10℃ ICBO↑一倍)→ICEO↑→IC↑ 工作点不稳定
|UBE|↓(T↑1℃ UBE↓ mV)
导语:通过以上分析可知,如果把共射基本放大电路置于温度变化较大的环境中,已设定的
静态工作点会偏离原来设定的位置,输出信号可能会产生失真。因此,要稳定静态工作点,
必须对共射基本放大电路结构加以改进,采用分压式偏置电路。
二、分压式偏置电路
1.电路结构特点
电路特点是静态工作点比较稳定
图2分压式偏置电路
(1).元件作用
b1
R
:上偏置电阻,b2R:下偏置电阻,eR:发射极电阻,eC:发射极旁路电容。
共发射极基 本放大电路 分压式
偏置电路
RB R
B1
RB2
发射极无电阻 R
E
CE
强调:CE对于直流相当于断路。
(2).工作原理
基极电压BQU由b1R和b2R分压后得到,即UccRRRUb2b1b2BQ固定。当环境温度上升时,
引起CQI增加,导致EQI的增加,使eEQEQRIU增大。由于EQBQBEQUUU,使得BEQU减
小,于是基极偏流BQI减小,使集电极电流CQI的增加受到限制,从而达到稳定静态工作点的
目的
对于节点A:
21IIIBQ
(取BQII2)
∴
21
II
此时
CCBBBBQ
URRRU212
说明:UBQ只取决于UCC、RB1和RB2的分压比,与三极管的参数无关,故不
受温度影响。
发射极电阻R
E
的作用
说明:当T变化时,U
BEQ
的变化量很小,可被忽略,并且
UBQ是不随温度变化,所以可将UEQ视为不随温度变化。
说明:ICQ只与UEQ和RE有关,与三极管参数无关,故不受温度影响,从而静态
工作点保持稳定。
实际情况是否如以上分析呢?
2、稳定静态工作点的过程
T ICQ CQEQII IEQ EEQEQRIU UEQ
ICQ IBQ UBEQ
说明:通过以上分析可知,分压式偏置电路利用发射极电阻RE获得发射极电压UEQ来调节I
BQ
从而抑制ICQ的变化,达到稳定静态工作点的目的。
3.静态工作点的近似估算
由直流通路知:
课堂练习:
[例1.]
在具有分压式稳定工作点偏置电路的放大器中,Rb130k,Rb210k、
Rc2k,Re1k,VG9V,试估算ICQ和VCEQ。
思路:
BQ
U
CQI CEQBQ
UI,
解 估算时可认为VBQ是基极开路时的电压值。
注意事项:①要提高工作点的热稳定性,应要求I1>>IB和UB>>UBE。今后如不特别说
明,都认为电路满足上述条件。②分压式工作点稳定电路只能使工作点基本不变。实际上,
当温度变化时,由于β变化,IC也会有变化。在热稳定性中,β随温度变化的影响最大,
可利用Re减小β对Q点的影响;也可采用温度补偿的方法减小温度变化的影响。
[例2.]
在图2所示的分压式工作点稳定电路中,若Rb1=75kΩ,Rb2=18 kΩ,Rc= kΩ,
Re=1 kΩ,VCC=9V。三极管的UBE=,β=50。(1)试确定Q点;(2)若更换管子,使β
变为100,其它参数不变,确定此时Q点。
解:(1)
RR
V
R
U
b2b1
CC
b2
B
=)(+V719187518.
U C E ≈ VCC-I C ( RC +R e ) = )()=+(-V1419319..
20mA501CB
I
I
(μA)
(2)当β=100时,由上述计算过程可以看到,UB、IC和UCE与(1)相同,而
10mA1001CB
I
I
(μA)
由此例可见,对于更换管子引起β的变化,分压式工作点稳定电路能够自动改变IB以抵消
β
变化的影响,使Q点基本保持不变(指IC、UCE保持不变)。
4. 估算输入电阻、输出电阻和电压放大倍数。
[例3.]
分压式偏置电路如图所示, 三极管的发射结电压为 V。 试求放大电
路的静态工作点、 电压放大倍数和输入、 输出电阻, 并画出微变等效电
路。
图
解:
(1) 由图分压偏置电路求静态工作点。
(2)
交流通路
接入负载RL后,KΩ2//LCLRRR
(3)KΩ322.1K45..1//K15//beBirRR )KΩ1520//60//(21bbBRRR
五、课堂小结
(6分钟)
1、 温度如何影响静态工作点?
2、 与共发射极基本放大电路相比,分压式偏置电路有什么特点?(结构和作用)
3、 分压式偏置电路如何稳定静态工作点?
RB1
RC
RL
ui
RB2
rbe
RC
RL
o
U
i
U
i
I
b
I
c
I
b
I
R'B
微变等效电路
稳定静态工作点,改进电路是关键,
分压偏置弱控强,抑制变化很明显。
4.静态工作点、输入电阻、输出电阻和电压放大倍数的估算方法。
六、作业布置
(1分钟) 练习册 P16 17