知识点精讲
【知识点1】固定偏置放大电路静态工作点的分析与计算 【例1】(2012年对口招生考试题)电路如下图2-5所示,已知β=100,UBE =0.6V。试求开关S分别置于a、b、c处时的IC、IB、UCE,并指出三极管所处的工作状态。
图2-5
【分析】基本共发射极放大电路基极偏置电压的设置是否合适,将直接影响电路的工作情况,分析计算时要充分把握三极管处于放大、饱和、截止状态时的外部条件。
【解】(1)当开关S置于a处时
IB?UBB1?UBE5V?0.6V==8.6μA 500K?Rb1IC =βIB =100×8.6μA=0.86mA
UCE =UCC- IC×RC =15V-0.86mA×5KΩ=10.7V
由于UCE﹥0,且UC ﹥UB ﹥UE,所以三极管处于放大状态。 (2)当开关S置于b处时
IB?UBB1?UBE5V?0.6V==86μA
50K?Rb2IC =βIB =100×86μA=8.6mA
UCE =UCC- IC×RC =15V-8.6mA×5KΩ=-28V
由于UCE﹤0,且UBE =0.7V﹥0,所以三极管处于饱和状态。 (3)当开关S置于c处时
此时三极管基极没有接偏置电阻,直接接到1.5V电源上,发射结将承受过高的压降而击穿烧毁,所以IB、IC均为0,UCE =UCC =15V。
【举一反三】
【例2】如图2-6(a)示的电路中,设三极管??? = 50,其余参数见图。试求:
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(1)静态工作点Q;
(2)画出交流微变等效电路;
(3)电路的交流参数rbe、AV、ri、ro。
(4)当负载RL开路时的电压放大倍数AV。
+ Rs ? + Ui? Us- - B I?b I?c C + RB rbe RC ?RL Uo- ?I?b E (a) (b)
图2-6
【解】(1)计算静态工作点
IBQ?VCC12V??44.4?A Rb270k?ICQ??IBQ= 50 ? 44.4 ?A = 2.2 mA VCEQ?VCC?ICQRc=12 V ??2.2 mA ×3 k? = 5.4 V
(2)交流微变等效电路如图2-6(b)所示。
(3)计算rbe、AV、ri、ro
rbe?300??(1??)26mV26mV? 300 ??(1?50)??903???????k?
2.2mAIEQR'L= RL∥RC =3K∥3K=1.5 KΩ
AV???R'Lrbe=?50?1.5≈-83.3 0.9ri = Rb∥rbe =270K∥0.903K= 0.9KΩ ro≈Rc =3 KΩ
(4)当RL开路时,即RL=∞,则R'L= RC =3 KΩ 所以 AV???RCrbe??50?3??166.7 0.97
由此可见,负载开路时电路的电压放大倍数提高了。
【知识点2】分压式放大电路静态工作点的分析与计算 【例3】在图2-7所示的两个放大电路中,已知三极管???= 50,UBEQ= 0.7 V,电路其他参数所图所示。
(1)试求两个电路的静态工作点;
(2)若(a)图和(b)图中三极管的? = 100,则各自的静态工作点如何变化?
图2-7
【分析】本题先通过计算两种放大电路的静态工作点,然后比较在β值发生变化时对电路的影响。静态工作点可由公式直接求出。
【解】(1)先计算两个电路的静态工作点。 图(a)为固定偏置放大电路
IBQ?VCC?UBEQRb?12V?0.7V?0.02mA
560k?ICQ??IBQ?50?0.02mA?1mA VCEQ?VCC?ICQRc?12V?1mA?5k??7V
图(b)为分压式偏置放大电路,先计算ICQ,再算IBQ,最后算VCEQ。
VBQ?VCC?Rb220k??12V??3.4V
Rb1?Rb220k??50k?VEQ?VBQ?VBEQ?3.4V?0.7V?2.7V ICQ?IEQ?VEQRe?2.7V?1mA 2.7kΩIBQ = ICQ/β = 1mA/50 = 0.02 mA
VCEQ?VCC?ICQ(Rc?Re)?12V-1mA?(5k??2.7k?)?4.3V
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(2)当两个三极管的???= 100时 (a)图中:ICQ=βIBQ =100×0.02mA=2mA
VCEQ=VCC-ICQRC= 12V-2mA×5KΩ=2V (b)图中:ICQ和VCEQ的值不变,IBQ =
ICQ?=
1mA = 0.01 mA 100可见,对于固定偏置的放大电路,当??增大,会导致ICQ增大,使VCEQ降低;对于分压式偏置电路,当???增大一倍,ICQ和VCEQ的值不变,而IBQ将减小一半。
【举一反三】 【例4】(2011年对口招生考试题)如图2-8所示电路,R1=20K,R2=10K,R3=1K,R5=5K,放大管BE结正向压降为0.7V,要求静态工作点VCQ =7V,则R4的值应为________。
图2-8
【解】VBQ?R210K?12V=4V VCC=
20K?10KR1?R2VEQ=VBQ-0.7V=4V-0.7V=3.3V
12V?7VICQ=IR5==1mA
5KIEQ≈ICQ=1mA
R4?VEQIEQ?R3=
3.3V?1K?2.3K? 1mA
【例5】在图2-9中,已知三极管?=50,VBEQ=0.7 V,电路其他参数所图所示。试计算:
(1)静态工作点;
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(2)电压放大倍数AV、输入电阻ri和输出电阻ro。 (3)电路由于某种原因Ce开路了,求AV、ri和ro
图2-9
【解】(1)计算静态工作点
VBQ?VCC?Rb210?12??4V
Rb1?Rb2???10VEQ?VBQ?VBEQ?4V?0.7V?3.3V ICQ?IEQ?VEQReICQ?3.3V?1.65mA 2k?IBQ???0.033mA
VCEQ?VCC?ICQ(Rc?Re)?12V?0.65?(??2)V?5.4V
(2)计算AV、ri、ro
rbe?300??(1??)26mV26mV ? 300 ??51??1.1k?
1.65mAIEQRc?RL?1.33k?
Rc?RL?R?50?1.33A???L????60.5
rbe1.1R'L?ri?Rb1//Rb2//rbe?0.94k?
ro?Rc= 2 k?
(3)Ce开路后,Re引入交流负反馈,故应考虑Re对电路带来的影响,
此时的电压放大倍数采用下列公式计算
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