分析分压式偏置共射放大电路优化方案

知识储备

固定偏置式放大电路的静态工作点不稳定，直接影响放大电路的工作性能，应采取措施改进电路，以稳定放大电路的静态工作点。

分压式偏置电路如图2.20所示，与固定偏置式电路不同的是：基极直流偏置电位UBQ是由基极偏置电阻Rb1和Rb2对VCC分压取得的，故称这种电路为分压式偏置电路，此电路能够稳定电路的静态工作点。

1.分压式偏置共射放大电路的静态分析

1）静态工作点Q的估算

图2.20所示分压式偏置电路的直流通路如图2.21所示。

图2.20　分压式偏置电路

图2.21　分压式偏置电路的直流通路

当三极管工作在放大区时，IBQ很小。当满足I1＞＞IBQ时，I1≈I2，则有

2）Q点的稳定过程

当满足I1＞＞IBQ时，UBQ固定，假如温度上升，则有

由此可见，这种电路是在基极电压固定的条件下，利用发射极电流IEQ随温度T的变化所引起的UEQ变化，进而影响UBE和IB的变化，使ICQ趋于稳定的。这一稳定过程是通过直流负反馈原理实现的。

2.分压式偏置共射放大电路的动态分析

当放大电路中加入正弦交流信号ui时，电路中将产生一组交流量。在交流输入信号ui的作用下，只有交流电流所流过的路径称为交流通路。画交流通路时，放大电路中的耦合电容短路；由于直流电源VCC的内阻很小（理想电压源内阻近似为零），对交流变化量几乎不起作用，所以直流电源对交流视为短路。图2.22（a）所示分压式偏置共射放大电路的交流通路如图2.22（b）所示，其中Rb=Rb1//Rb2。

图2.22　分压式偏置共射放大电路的动态分析

（a）分压式偏置共射放大电路；（b）交流通路

图2.23　基本放大电路的动态情况

动态是指放大电路输入信号ui不为零时的工作状态。当放大电路中加入正弦交流信号ui时，电路中各极的电压、电流都是在直流量的基础上发生变化，即瞬时电压和瞬时电流都是由直流量和交流量叠加而成的，其波形如图2.23所示。

在图2.22（a）中，输入信号ui通过耦合电容C1传送到三极管的基极与发射极之间，使得基极与发射极之间的电压为

输入信号ui变化时，会引起uBE随之变化，相应的基极电流也在原来IBQ的基础上叠加了因ui变化产生的变化量ib。这时，基极的总电流则为直流和交流的叠加，即

经三极管放大后得集电极电流为

集电极-发射极之间的电压为

由上式可以看出，电压uCE由两部分组成，一部分为静态电压UCEQ=VCC-ICQRc，另一部分为交流动态电压uce=-icRc，其中静态电压被耦合电容C2隔断，交流电压经C2耦合到输出端，得

uo=uce=-icRc

式中“-”表示uo与ui反相，即共射放大电路的输出与输入信号的相位相反。

共射放大电路也称反相器或倒相器。通过上述分析以及对图2.23的观察，可以得到以下几个结论。(www.xing528.com)

（1）在没有输入信号时，放大电路处于静态，三极管各电极有着恒定的静态电流值IBQ、ICQ和静态电压值UBEQ、UCEQ，即固定的静态工作点，如图2.23中的虚线所示。

（2）当加入交流输入信号后，放大电路处于动态，三极管各电极的电流、电压瞬时值是在静态电流和电压的基础上，分别叠加了随输入信号ui变化的交流分量ib、ic及uce，其总瞬时值的方向或极性保持原来直流量的方向与极性，大小随着ui的变化而变化。

（3）当三极管工作在放大区时，放大电路输出电压uo与输入电压ui、输出电流io（ic）与输入电流ib的变化规律一致，且uo比ui幅度大得多，这就完成了对交流信号的放大。

（4）从图2.23中的信号波形可以看到，ib、ic与ui的频率和相位都相同，而uo与ui的频率相同，相位相差180°，即共射极放大电路的输出信号和输入信号“反相”。

自测习题

1.填空

共射放大电路的uo和ui的相位_________（同相、反相），相位差是_________（90°、180°）。

2.选择

共发射极放大电路输入信号与输出信号相位关系为（　　）。

A. 同相　B. 反相　C. 超前

3.分析

如题3图所示的偏置电路中，热敏电阻Rt具有负温度系数，问能否起到稳定工作点的作用？

题3图

自测习题答案