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温度对放大电路工作点的影响

温度对放大电路工作点的影响

点击数:7566 次   录入时间:03-04 11:52:58   整理:http://www.55dianzi.com   电路基础知识

问题的提出:在固定偏流电路中,当更换管子或是环境温度变化时,会引起管子参数变化,从而使得电路的工作点发生上、下移动,当移到不合适的位置会造成放大电路无法正常工作。

工作点不稳定的原因:

1)电源电压及电路参数变化

2)器件老化

3)BJT的性能参数(ICBOVBEb等)随温度变化。

温度对BJT的性能参数的影响

归纳

ICBObVBE随温度T升高的结果,都集中表现在Q点电流IC的增大。

② 硅管的ICBO小,温度的变化主要考虑对VBEb的影响,。

③ 锗管的ICBO大,ICBO的温度影响对锗管是主要的。



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一、稳定工作点的措施

(1)针对ICBO的影响,可设法使基极电流IB随温度的升高而自动减小。

(2)针对VBE的影响,可设法使发射结的外加电压随温度的增加而自动减小。

二、射极偏置电路稳定工作点的原理:

电路参数选择使电路满足I1>>IB条件,  

  可得   VB=Rb2VCC/(Rb1+ Rb2)。

当温度上升时——ICIE)增加——IERe增加——

VBE减小(因VBE=VBIERe,而VB一定)——IB自动减小——结果牵制了IC的增加,IC基本恒定。

设计此种电路时,一般可选取:

                    I1=(5~10)IB (硅管)

I1=(10~20)IB (锗管)

VB=(3~5)V (硅管)

详细文字说明

由上一节的分析可知,BJT参数ICBOVBEb随温度变化对Q点的影响,最终都表现在使Q点电流IC增加。从这一现象出发,在温度变化时,如果能设法使IC近似维持恒定,问题就可得到解决。例如,可采取两方面的措施:

    (1)针对ICBO的影响,可设法使基极电流IB随温度的升高而自动减小。

    (2)针对VBE的影响,可设法使发射结的外加电压随温度的增加而自动减小。

   射极偏置电路是可实现上面两点设想的电路。这个电路稳定工作点的物理过程是这样的:利用Rb1Rb2组成的分压器以固定基极电位。如果I1>>IBI1是流经Rb1Rb2的电流),就可近似地认为基极电位VB»Rb2VCC/(Rb1+ Rb2)。在此条件下,当温度上升时,ICIE)将增加,由于IE的增加,在Re上产生的压降IERe也要增加,IERe的增加部分回送到基极-发射极回路去控制VBE,使外加于管子的VBE减小(因VBE=VBIERe,而VB又被Rb1Rb2所固定),由于VBE的减小使IB自动减小,结果牵制了IC的增加,从而使IC基本恒定。这就是反馈控制的原理。

    由上述分析可知,I愈大于IBVB愈大于VBE,则该电路稳定Q的效果愈好。为兼顾其他指标,设计此种电路时,一般可选取

I1=(5~10)IB        (硅管)

I1=(10~20)IB       (锗管)

VB=(3~5)V         (硅管)

                      VB=(1~3)V         (锗管)



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射极偏置电路的直流通路如图所示。

                      

I1>> IBVB>> VBE的条件下,可认为I1»I2VB» VE,于是有

                                                                                           

                     

               

               ,

利用上式可以分别求得Q点的ICIBVCE。归纳起来求射极偏置电路静点的流程为



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在前述静态分析的基础上作动态分析

(1)画出电路的小信号模型等效电路

根据交流通路画出小信号模型等效电路如图1所示。

(2)求电压增益   

                  (

  

                                                  

                                                   

 

图2

(3)求输入电阻和输出电阻

输入电阻

由图2可知,电路输入端在外加测试电压 的作用下,相应的测试电流

 

 

图3

输出电阻

考虑BJT的输出电阻rce,按照输出电阻的定义可画出求输出电阻时的等效电路,如图2所示。

先求出

在基极回路和集电极回路里,根据KVL可得:  

因     

式中  

 

通常 ,故有RoRc




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