2.2 靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定電路

由于半導(dǎo)體三極管的溫度穩(wěn)定性較差，它的特性參數(shù)很容易受環(huán)境溫度的影響，當(dāng)溫度變化時(shí)，由于三極管的β變化、ICEO變化等原因，將使IC發(fā)生變化，使已經(jīng)調(diào)整好的放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)在溫度變化時(shí)發(fā)生變化，有可能使原來(lái)不失真的放大信號(hào)出現(xiàn)失真。同樣的道理，當(dāng)更換三極管時(shí)如果特性參數(shù)與原來(lái)不一致，也會(huì)出現(xiàn)類(lèi)似問(wèn)題。

演示實(shí)驗(yàn)：

用示波器觀察如圖2-16（a）所示的基本共射放大電路在溫度升高前后υo波形和IC值的變化情況。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：在溫度升高前用示波器觀察到υo波形如圖2-6（c）所示，用直流電壓表測(cè)得VCE=8V，VRC=12V，則IC=2mA。用加熱后的電烙鐵去靠近三極管，示波器顯示υo負(fù)半周波形慢慢地被削去，如圖2-16（b）所示；用直流電壓表測(cè)得VCE=0.3V，VRC=19.7V，則IC=3.3mA，三極管處于飽和狀態(tài)（IC≈ICS）。

如圖2-16（a）所示的基本放大電路，其基極偏流，偏置電阻一經(jīng)選定，IB也隨之確定為恒定值，因此這種電路也稱(chēng)為固定偏置電路。當(dāng)溫度升高時(shí)，β增大，ICEO增大，使得IC增大，VCE下降，導(dǎo)致產(chǎn)生飽和失真。因此要使υo波形避免產(chǎn)生飽和失真，就要穩(wěn)定放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)中的靜態(tài)電流IC的值。

如圖2-17所示的分壓式偏置工作點(diǎn)穩(wěn)定電路在電子技術(shù)中有廣泛應(yīng)用，該電路有以下兩個(gè)特點(diǎn)：其一，利用電阻RB1和RB2分壓來(lái)穩(wěn)定基極電位，由于IB很小，IRB1?IB，則IRB1≈IRB2，所以基極電位為

由于VB是由VCC經(jīng)RB1和RB2分壓所決定的，因此不隨溫度變化。其二，利用發(fā)射極電阻RE來(lái)獲得反映電流IE變化的信號(hào)并反饋（電流負(fù)反饋）到輸入端，實(shí)現(xiàn)靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定。其過(guò)程為

溫度↑→IC↑→VE↑→VBE↓→IB↓→IC↓

通常要求VB?VBE，所以發(fā)射極電流為

根據(jù)IRB1?IB和VB?VBE兩個(gè)條件得到的式（2-5）和式（2-6）說(shuō)明了VB和IC是穩(wěn)定的，基本上不隨溫度而變，而且也基本上與管子的參數(shù)β無(wú)關(guān)。

演示實(shí)驗(yàn)：

觀察圖2-17所示的分壓式偏置穩(wěn)定電路在溫度升高前后，υo波形和IC值的變化情況。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：在溫度升高前后用示波器觀察到υo波形如圖2-16（c）所示，溫度升高前后用直流電壓表測(cè)得VCE=8V，VRC=12V，則IC=2mA，說(shuō)明υo波形和IC值與溫度升高前沒(méi)有變化。

在圖2-17中并聯(lián)在RE兩端的CE稱(chēng)為射極旁路電容，由于CE對(duì)交流視為短路，因此對(duì)交流而言，可看成是發(fā)射極接地，使電壓放大倍數(shù)AV不因?yàn)榻尤?span id="znwtj6g" class="italic">RE而下降。CE的容量一般取（50～100）μF，它對(duì)直流相當(dāng)于開(kāi)路，即對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)沒(méi)有影響。

【例2.5】 分壓式偏置穩(wěn)定電路如圖2-17所示，電路參數(shù)為：RB1=20kΩ，RB2=10kΩ，RC=2kΩ，RE=2kΩ，RL=4kΩ，C1=C2=10μF，CE=100μF，β=50，VBE=0.7V，VCC=12V。試求電路的靜態(tài)工作點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的IB，IC，VCE的值。

解：

即靜態(tài)工作點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的各值為

IB=33μA，IC=1.65mA，VCE=5.4V

課堂練習(xí)：

如圖2-17所示的分壓式偏置穩(wěn)定電路的電路參數(shù)為：RB1=33kΩ，RB2=10kΩ，RC=3.3kΩ，RE=2kΩ，RL=6kΩ，C1=C2=10μF，CE=100μF，β=50，VBE=0.7V，VCC=20V。試求電路的靜態(tài)工作點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的IB，IC，VCE的值。

自我檢查題

1. 半導(dǎo)體三極管是溫度的敏感元件，當(dāng)溫度升高時(shí)，三極管的電流放大系數(shù)將_____，穿透電流將_____，其結(jié)果是使基本放大電路的集電極電流_____，有可能產(chǎn)生_____失真。分壓式的偏置穩(wěn)定電路就是采用電流負(fù)反饋來(lái)穩(wěn)定_____電流，從而使得放大電路的_____穩(wěn)定，避免產(chǎn)生失真。

2. 如果本節(jié)的課堂練習(xí)中，圖2-17所示的分壓式偏置穩(wěn)定電路的電路參數(shù)中β由50改為80，其余參數(shù)不變，試求電路的靜態(tài)工作點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的IB，IC，VCE的值。并結(jié)合課堂練習(xí)對(duì)IC和VCE的值進(jìn)行分析。