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3-10 怎样使放大电路的工作点稳定?
引起静态工作点不稳定的因素很多,其中最主要的因素是晶体管的参数随温度变化而使静态工作点产生漂移。为稳定静态工作点,需对偏置电路加以改进。图3-8a所示为常用的能使工作点稳定的放大电路。
图3-8 工作点稳定的放大电路
a)原理图 b)直流通路
图3-8b所示为放大电路的直流通路。RB1、RB2构成偏置电路,若RB1、RB2取值适当,使得I2>>IB,则I1≈I2,基极电位为
VB仅由RB1、RB2对VCC的分电压所决定,而与晶体管的参数无关,不受温度影响。
接入射极电阻RE后,晶体管基-射极间电压为
UBE=VB-VE=VB-IERE
当VB、RE一定,且VB>>UBE时,则有
也可认为IC不受温度影响。
当温度发生变化,假如温度升高时,IC和IE将会增大,射极电位VE随之升高,因基极电位不变,所以UBE减小,基极电流IB减小,被IB所控制的IC亦减小,从而抑制了温度变化对IC的影响,达到了稳定静态工作点的目的。其物理过程为
温度升高→IC↑→IE↑→VE↑→UBE↓→IB↓→IC↓
在上述过程中,RE越大,对IC的抑制能力越强,效果越好。但是,发射极电流的交流分量流过RE时,也会产生交流电压降,使ube减小,导致放大电路的电压放大系数减小。为此在RE两端并联电容CE,只要CE的容量足够大,对交流分量的影响几乎为零,CE被称为交流旁路电容,其容量一般为几十μF至几百μF。
在上述分析中,为使静态工作点稳定,必须满足I2>>IB和VB>>UBE的条件。但是I2不能太大,否则RB1、RB2就要取得较小,这不仅会使电路静态损耗增大,而且会造成放大电路的输入电阻ri下降。同样VB不能太高,否则会减小放大电路输出电压的变化范围。一般可选取I2=(5~10)IB,VB=(5~10)UBE。