晶体三极管放大电路静态工作点的稳定

静态工作点一般在三极管放大电路中，三极管静态工作点是指交流信号为0时，三极管处于直流放大状态，得到的电流、电压的数值可用晶体管特性曲线上一个确定的点表示，这个点习惯上称为“静态工作点Q” 。工程师设置静态工作点的目的就是让放大的交流信号加入到这个放大电路中时，无论是上半周还是下半周都能满足三极管be的正偏电压。Ce反向偏置的三极管放大状态。

静态工作点不但决定了电路是否会产生失真，而且还影响其电流放大倍数、输入电阻等动态参数。实际上，电源电压的波动、元件的老化以及因温度变化引起的晶体三极管参数的变化，都会造成静态工作点的不稳定，从而使动态参数不稳定，有时电路无法正常工作。在引起Q点诸多不稳定因素当中，温度对晶体管的参数的影响是最为重要的。

绿线是20℃时的输出特性曲线，蓝线为40℃时的输出特性曲线，从图可知，当环境温度升高时，晶体管的电流放大倍数β增大，穿透电流Iceo也会随之增大。这一现象集中表现为Icq明显增大，共射电路中晶体管的压降Uce将减小，Q点会沿着直流负载线上移动到Q’，向饱和区变化，而要想使之回到原来位置，必须要减小基极电流Ibq。可以想想，当温度降低时，Q点将沿直流负载线下移，向截止区变化，要想使之基本不变，则必须增大Ibq。

由此可见，所谓的稳定的Q点，通常是指在环境温度变化时静态工作集电极电流Icq和管压降Uceq基本不变，即Q点在晶体管输出特性坐标平面中的位置基本不变，而且必须依靠Ibq的变化来抵消Icq和Uceq的变化。常用引入直流负反馈或温度补偿的方法使Ibq在温度变化时产生与Icq相反的变化。

上图是典型的静态工作点稳定电路，1、电路组成和Q点稳定电路的原理，图（1）为直接耦合电路；图（2）：图（1）和图（3）有相同的直流通路；图（3）阻容耦合方式

在图（2）所示的电路中，节点B的电流方程为，I2=I1+Ibq，为了稳定Q点，通常使参数的选取满足I1》Ibq，因此I2≈I1，B点电位为Ubq≈Rb1*VCC/（Rb1+Rb2），从这个世子可以看出，基极的电位几乎仅决定Rb1与Rb2对VCC的分压，而与环境温度无关，即当温度变化时Ubq基本不变。

当温度升高时，集电极Ic电流增大，必然Ie电流也会相应的增大，因而三极管发射极的负反馈电阻Re上的电压Ue也会随之增大。Q3三极管的be两端压降减小，即Vbe减小，Ib减小，Ic必然也会相应的减小，这样就实现了负反馈，因此Ubq基本不变。而Ube=Ub-Ue，所以Ube必然减小，导致Ib基极电流减小，Ic也会随之相应的减小。结果就是，Ic随着温度升高而增加的部分几乎被由于Ib减小的部分相抵消了，Ic基本不变，Uce也将基本不变，从而Q点在三极管的输出特性坐标平面上基本保持不变。可将上述过程简写为：T（℃）

——Ic（Ie）——Ue（Ubq基本保持不变）——Ube——Ib——Ic。

当温度降低时，各物理量向相反方向变化，Ic和Uce基本不变。不难看出，在反馈过程中，负反馈电阻Re，起到至关重要的作用。当晶体三极管的输出回路电流Ic变化时，通过Re两端的压降变化来影响b-e间的电压，从而使Ib向相反方向变化，达到稳定Q点的目的。这种讲输出量Ic通过一定的方式，利用Re将Ic的变化转换成电压的方式，引回到输入回路影响输入量Ube的措施就叫反馈。由于反馈的结果对输出量的变化减小，顾称作负反馈。又由于反馈出现在直流通路中，故称为直流负反馈。Re为直流负反馈电阻。

静态工作点的估算：

Ii》》Ibq， Ubq=VCC*Rb1/（Rb1+Rb2），

发射极电流Ibq=（Ubq-Ubeq）/Re

由于Icq=Ieq，管压降Uceq≈VCC-Icq（Rc+Re）

基极电流 Ibq=Ieq/（1+β）

此时应当指出，不管电路参数是否满足Ii》》Ibq，Re的负反馈作用都是存在的。

利用戴维南定理可知，

Vbb=VCC*Rb1/（Rb1+Rb2），Rb=Rb1//Rb2，列输入回路方程，Vbb=Ibq*Rb+Ubeq+IeqRe，可得Ieq=（Vbb-Ube）/（Rb/（1+β）+Re），当Re》》Rb/（1+β），即（1+β）Re》》Rb时，Ieq的表达式与（1+β）Re与Rb1和Rb2的大小关系来判断Ii》》Ibq。

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