设置静态工作点的必要性
- 静态工作点
- 为什么要设置静态工作点
静态工作点
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时晶体管的基极电流
I
B
I\tiny B
IB、集电极电流
I
C
I\tiny C
IC、b - e间电压
U
B
E
U\tiny BE
UBE、管压降
U
C
E
U\tiny CE
UCE称为放大电路的静态工作点Q，常将四个物理量记作
I
B
Q
I\tiny BQ
IBQ、
I
C
Q
I\tiny CQ
ICQ、
U
B
E
Q
U\tiny BEQ
UBEQ、
U
C
E
Q
U\tiny CEQ
UCEQ。在近似估算中常认为
U
B
E
Q
U\tiny BEQ
UBEQ为已知量，对于硅管，区
∣
U
B
E
Q
∣
|{U\tiny BEQ}|
∣UBEQ∣为0.6V至0.8V中的某一值，如0.7V；对于锗管，取
∣
U
B
E
Q
∣
|{U\tiny BEQ}|
∣UBEQ∣为0.1V至0.3V中的某一值，如0.2V
在下图所示电路中，令
U
˙
i
=
0
\.{U}{\tiny i}=0
U˙i=0，根据回路方程，便可得到静态工作点的表达式
{
I
B
Q
=
V
B
B
−
U
B
E
Q
R
b
I
C
Q
=
β
ˉ
I
B
Q
=
β
I
B
Q
U
C
E
Q
=
V
C
C
−
I
C
Q
R
c
\begin{cases} {I\tiny BQ}=\frac{{V\tiny BB}-{U\tiny BEQ}}{R\tiny b} \\ {I\tiny CQ}={\={\beta}}{I\tiny BQ}={\beta}{I\tiny BQ} \\ {U\tiny CEQ}={V\tiny CC}-{I\tiny CQ}{R\tiny c} \end{cases}
⎩
⎨
⎧IBQ=RbVBB−UBEQICQ=βˉIBQ=βIBQUCEQ=VCC−ICQRc
为什么要设置静态工作点
既然放大电路要放大的对象是动态信号，那么为什么要设置静态工作点呢？为了说明这一问题，不妨将基极电源去掉，如上图所示，电源
+
V
C
C
+V\tiny CC
+VCC的负端接“地”。
在上图所示电路中，静态时将输入端A与B短路，必然得出
I
B
Q
=
0
{I\tiny BQ}=0
IBQ=0、
I
C
Q
=
0
{I\tiny CQ}=0
ICQ=0、
U
C
E
Q
=
V
C
C
{U\tiny CEQ}={V\tiny CC}
UCEQ=VCC的结论，因而晶体管处于截止状态。当加入输入电压
u
i
u\tiny i
ui时，
u
A
B
=
u
i
{{\large u}{\tiny AB}}={{\large u}\tiny i}
uAB=ui，若其峰值小于b - e间开启电压
U
o
n
U\tiny on
Uon，则信号的整个周期内晶体管始终工作在截止状态，因而
U
C
E
U\tiny CE
UCE毫无变化，输出电压为零，即使
u
i
u\tiny i
ui的幅值足够大，晶体管也只可能在信号正半周大于
U
o
n
U\tiny on
Uon的时间间隔内导通，所以输出电压必然严重失真。
对于放大电路的基本要求，一是不失真，二是能够放大。如果输出波形严重失真，所谓“放大”毫无意义。因此，设置合适的静态工作点，以保证放大电路不产生失真是非常必要的。
应当指出，Q点不仅影响电路是否会产生失真，而且影响着放大电路几乎所用的动态参数。
