靜態(tài)工作點(diǎn)靜態(tài)工作點(diǎn)測量中的誤差分析

放大電路最終的目標(biāo)是獲得不失真的輸出信號，若波形產(chǎn)生失真，則分析其他的參數(shù)無意義.Q 點(diǎn)設(shè)置的偏高或者偏低，容易出現(xiàn)飽和失真或截止失真.但 Q 點(diǎn)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(diǎn)設(shè)置的偏高或偏低也不一定會出現(xiàn)失真，同樣如果輸入信號的幅度很大，即使 Q 點(diǎn)設(shè)置的很接近中點(diǎn)，也很可能出現(xiàn)失真.因此確切的說，波形的失真是由輸入信號的幅度與 Q 點(diǎn)的設(shè)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(shù)信號的要求，Q 點(diǎn)一般設(shè)置在交流負(fù)載線的中點(diǎn)位置。

處于靜態(tài)工作點(diǎn)時的三個參數(shù)

在放大電路中，當(dāng)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(dú)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(tài)工作點(diǎn)Q，常將Q點(diǎn)記作IBQ、ICQ（或IEQ）、UBEQ、UCEQ。

靜態(tài)工作點(diǎn)是直流負(fù)載線與晶體管的某條輸出特性曲線的交點(diǎn)。隨IB的不同而靜態(tài)工作點(diǎn)沿直流負(fù)載線上下移動。

根據(jù)式Uce=Ucc-RcIc，在Ic/Ucc圖上畫出直流負(fù)載線，再畫出在IB情況下的晶體管輸出特性曲線，交點(diǎn)即靜態(tài)工作點(diǎn)。

1） 確定放大電路的電壓和電流的靜態(tài)值

2） 選取合適的靜態(tài)工作點(diǎn)可以防止電路產(chǎn)生非線性失真。保證有較好的放大效果

靜態(tài)工作點(diǎn)原因

可以通過改變電路參數(shù)來改變靜態(tài)工作點(diǎn)，這就可以設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)

若靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置的不合適，在對交流信號放大時就可能會出現(xiàn)飽和失真（靜態(tài)工作點(diǎn)偏高）或截止失真（靜態(tài)工作點(diǎn)偏低）。 所謂靜態(tài)工作點(diǎn)，是指當(dāng)放大電路處于靜態(tài)時，電路所處的工作狀態(tài)。在Ic/Uce 圖上表現(xiàn)為一個點(diǎn)，即當(dāng)確定的Vcc、Rb、Rc和晶體管狀態(tài)下產(chǎn)生的電路工作狀態(tài)。當(dāng)其中一項(xiàng)改變時引起Ib變化而引起Q點(diǎn)沿著直流負(fù)載線上下移動。

靜態(tài)工作點(diǎn)靜態(tài)

當(dāng)放大電路沒有輸入信號時的工作狀態(tài)，因?yàn)閂cc、Rb、Rc、和晶體管不變，所以電路中各參數(shù)都是不變的。這就是靜態(tài)。

從共射放大電路的靜態(tài)模型可知，在測量基極電壓 U B時，由于基極端的等效電阻由三部分組成，第一，基區(qū)的體電阻 RB，第二，射極電阻 Re折合到基極端的電阻等于(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，如果直接將萬用表并接在基極測量 U B，則會嚴(yán)重的影響測量的準(zhǔn)確度.這時我們需采用間接測量方法，由靜態(tài)模型可知，在三極管輸入端導(dǎo)通以后其輸入端電阻 RB較小，這樣用較大內(nèi)阻的萬用表并接在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(xué)生在實(shí)驗(yàn)時遇到與理論不相符的問題.在測量發(fā)射極電壓 E時，從發(fā)射極看進(jìn)去的等效內(nèi)阻由兩部分組成，第一，發(fā)射極電阻 Rb1和 Re1，都比較小，第二，基區(qū)電阻 RB折合到發(fā)射極 RB/(1 β).所以發(fā)射極電阻較小，另一方面，由于并接萬用表在發(fā)射極后，相當(dāng)于引入了一個電壓串聯(lián)負(fù)反饋，可以穩(wěn)定發(fā)射極電壓.所以可以使用萬用表直接并接測量 UE.在測量集電極電壓 UC時，由靜態(tài)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并接在集電極直接測量UC。

穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)原理：

由于流過發(fā)射極偏置電阻（Re）的電流IR遠(yuǎn)大于基極的電流Ib（Ie>>Ib），因此，可以認(rèn)為基極電位Vb只取決于分壓電阻Re的阻值大小，與三極管參數(shù)無關(guān)，不受溫度影響。

靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定是由Vb和Re共同作用實(shí)現(xiàn)，穩(wěn)定過程如下：

設(shè)溫度升高→Ic↑→Ie↑→VRe↑→Vbe↓→Ib↓→Ic↓

其中：Ic↑→Ie↑是由并聯(lián)電路電流方程 Ie = Ib Ic得出，Ie↑→Vbe↓是由串聯(lián)電路電壓方程Vbe= Vb－Ie×Re得出，Ib↓→Ic↓是由晶體三極管電流放大原理 Ic =β×Ib （β表示三極管的放大倍數(shù)） 得出。

由上述分析不難得出，Re越大穩(wěn)定性越好。但事物總是具有兩面性，Re太大其功率損耗也大，同時Ve也會增加很多，使Vce減小導(dǎo)致三極管工作范圍變窄，降低交流放大倍數(shù)。因此Re不宜取得太大。在小電流工作狀態(tài)下，Re值為幾百歐到幾千歐；大電流工作時，Re為幾歐到幾十歐。