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。
