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靜態工作點

鎖定
靜態工作點 [1]  是指三極管放大電路中,交流輸入信號為零時,電路處於直流工作狀態,這些電流、電壓的數值可用BJT特性曲線上一個確定的點表示,該點習慣上稱為靜態工作點Q 。
設置靜態工作點的目的就是要保證在被放大的交流信號加入電路時,不論是正半周還是負半周都能滿足發射結正向偏置集電結反向偏置的三極管放大狀態。
中文名
靜態工作點
外文名
Quiescent Operation Point
所屬學科
模擬電子技術
習慣稱呼
靜態工作點Q
目    的
滿足發射結正向偏置,集電結反向偏置
靜    態
Vcc、Rb、Rc

靜態工作點定義

靜態工作點原因

可以通過改變電路參數來改變靜態工作點,這就可以設置靜態工作點。
若靜態工作點設置的不合適,在對交流信號放大時就可能會出現飽和失真(靜態工作點偏高)或截止失真(靜態工作點偏低)。 所謂靜態工作點,是指當放大電路處於靜態時,電路所處的工作狀態。在Ic/Uce 圖上表現為一個點,即當確定的Vcc、Rb、Rc和晶體管狀態下產生的電路工作狀態。當其中一項改變時引起Ib變化而引起Q點沿着直流負載線上下移動。

靜態工作點靜態

當放大電路沒有輸入信號時的工作狀態,因為Vcc、Rb、Rc、和晶體管不變,所以電路中各參數都是不變的。這就是靜態。

靜態工作點靜態工作點的作用

1) 確定放大電路的電壓和電流的靜態值。
2) 選取合適的靜態工作點可以防止電路產生非線性失真,保證有較好的放大效果。

靜態工作點靜態工作點的確定

靜態工作點是直流負載線與晶體管的某條輸出特性曲線的交點。隨IB的不同而靜態工作點沿直流負載線上下移動。
根據式Uce=Ucc-RcIc,在Ic/Ucc圖上畫出直流負載線,再畫出在IB情況下的晶體管輸出特性曲線,交點即靜態工作點。

靜態工作點參數

處於靜態工作點時的三個參數
在放大電路中,當有信號輸入時,交流量與直流量共存。將輸入信號為零、即直流電源單獨作用的時候晶體管的基極電流Ib集電極電流Ic(或 Ie )、管壓降 Ube和 c-e 間電壓 Uce稱之為靜態工作點Q,常將Q點記作IBQ、ICQ(或IEQ)、UBEQ、UCEQ。

靜態工作點靜態工作點測量中的誤差分析

放大電路最終的目標是獲得不失真的輸出信號,若波形產生失真,則分析其他的參數無意義.Q 點設置的偏高或者偏低,容易出現飽和失真或截止失真.但 Q 點的偏高或偏低不是絕對的,而是相對輸入信號的幅度而言的,如果輸入信號幅度很小,即使 Q點設置的偏高或偏低也不一定會出現失真,同樣如果輸入信號的幅度很大,即使 Q 點設置的很接近中點,也很可能出現失真.因此確切的説,波形的失真是由輸入信號的幅度與 Q 點的設置不匹配造成的,即理想的不一定合適、合適的不一定理想”通常為了滿足大多數信號的要求,Q 點一般設置在交流負載線的中點位置。

靜態工作點靜態工作點測量方法的改進

從共射放大電路的靜態模型可知,在測量基極電壓 U B時,由於基極端等效電阻由三部分組成,第一,基區體電阻 RB,第二,射極電阻 Re摺合到基極端的電阻等於(1+β)Re,第三,基極下偏置電阻 Rb1,其阻值很大.所以基極端等效電阻(幾十千歐)比較大,如果直接將萬用表並接在基極測量 U B,則會嚴重的影響測量的準確度.這時我們需採用間接測量方法,由靜態模型可知,在三極管輸入端導通以後其輸入端電阻 RB較小,這樣用較大內阻的萬用表並接在B-E 極來測量 UBE,其引入的誤差會很小,因此我們就可以通過測量 UBE和 UE的值,間接的測量出 U B的值,UB=UBE+UE.
這樣就解決了學生在實驗時遇到與理論不相符的問題.在測量發射極電壓 E時,從發射極看進去的等效內阻由兩部分組成,第一,發射極電阻 Rb1和 Re1,都比較小,第二,基區電阻 RB摺合到發射極 RB/(1+β).所以發射極電阻較小,另一方面,由於並接萬用表在發射極後,相當於引入了一個電壓串聯負反饋,可以穩定發射極電壓.所以可以使用萬用表直接並接測量 UE.在測量集電極電壓 UC時,由靜態模型可知,R2(幾千歐)比較小,同時 UC的電位相對 UE的電位比較大,所以可以使用較大電壓檔並接在集電極直接測量UC。 [2] 
參考資料