2.3 分压式固定偏置放大电路_电子技术及应用-QQ阅读男生玄幻网

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2.3 分压式固定偏置放大电路

晶体管的温度特性较差，温度上升会使晶体管的反向饱和电流I_CBO和电流放大系数β增大，同时使发射结电压U_BE减小，这样的变化会影响到静态工作点的稳定，严重的会使输出信号失真，电路无法正常工作。为了稳定静态工作点，可以采用分压式固定偏置放大电路。

2.3.1 分压式固定偏置放大电路的基本组成

分压式固定偏置放大电路如图2-20所示。电路中，R_B1为上偏置电阻，R_B2为下偏置电阻，直流电压源U_CC经R_B1和R_B2分压后与晶体管的基极相连；R_C是集电极电阻；R_E是发射极电阻，其两端并联的大电容C_E称为射极旁路电容。利用C_E“隔直通交”的功能，使R_E在交流通路中不起作用，从而使交流信号的放大能力不受影响。

图2-20 分压式固定偏置放大电路

2.3.2 分压式固定偏置放大电路静态工作点的稳定

如图2-20b所示电路是分压式固定偏置放大电路的直流通路。选择合适的R_B1和R_B2使晶体管正常工作时满足I₁＞＞I_B（通常情况下，基极电流I_B是几十微安，电流I₁在毫安数量级），这样就认为I_B≈0、I₁≈I₂，忽略I_B对I₁的分流作用，则晶体管基极的电位基本恒定。

当环境温度T升高时，电路中的集电极电流I_C增大，发射极电流I_E随之增大（因为I_E=I_B+I_C≈I_C），发射极的电位V_E=I_ER_E也随之升高。因为V_B基本不变，所以晶体管的输入电压U_BE=V_B-V_E降低，导致I_B减小（因为U_BE和I_B正相关，同增同减），从而使I_C=βI_B减小。温度下降时的自动调节过程与温度上升是相反，请读者自行分析。

上述I_C受温度影响后的稳定过程可简单表示如下。

通过以上分析可以看出，分压式固定偏置放大电路具有自动稳定静态工作点的能力，即当放大电路的环境温度变化时，该电路能够实现晶体管集电极电流I_C基本保持不变。

需要说明的是，虽然分压式固定偏置放大电路必须满足条件：I₁＞＞I_B、V_B＞＞U_BE，但并不是I₁和V_B越大越好。因为I₁增大不仅会增加电路的功率损耗，而且降低放大电路的输入电阻，减小放大电路输入电压u_i。因此一般选取原则为：硅晶体管应为I₁=（5～10）I_B；锗晶体管应为I₁=（10～20）I_B。

同样，基极电位V_B也不能太高，否则由于发射极电位V_E=V_B-U_BE的升高，会使U_CE=U_CC-I_CR_C-V_E减小，从而减小了放大电路输出电压的变化范围，因此一般选取硅晶体管应为V_B=（3～5）U_BE；锗晶体管应为V_B=（1～3）U_BE。

2.3.3 分压式固定偏置放大电路的分析

1．静态分析

分析分压式固定偏置放大电路的静态工作点时，应先求V_B，然后按照V_E、I_EQ、I_CQ、I_BQ和U_CEQ的顺序求解。

在如图2-20b所示分压式固定偏置放大电路的直流通路中，I₁＞＞I_B，所以可得

2．动态分析

分压式固定偏置放大电路的交流通路如图2-21a所示，图2-21b为其微变等效电路。

图2-21 分压式固定偏置放大电路的交流通路和微变等效电路

如果将图2-21b中的R_B1//R_B2看成一个电阻R_B，则图2-21b与图2-13b共射极放大电路的微变等效电路完全相同，所以动态参数为

【例2-3】在图2-20a所示分压式固定偏置电路中，已知U_CC=12V、R_B1=70kΩ、R_B2=30kΩ、R_C=2kΩ、R_E=2kΩ、R_L=6kΩ，晶体管的电流放大系数β=50、U_BEQ=0.6V。求：1）静态工作点的静态值I_BQ、I_CQ和U_CEQ。2）放大电路的电压放大倍数A_u、输入电阻r_i和输出电阻r_o。