典型电路：实现工作点稳定的方法

1.电路的组成

工作点稳定的典型电路如图6-25所示。图6-25与图6-9相比多了R_b2、R_e和C_e三个元件，添加这几个元件的目的是利用R_e对直流电流的反馈作用来稳定静态工作点。其中的R_e称为发射极电阻，C_e称为发射极电容，因为该电容可为交流信号提供电阻R_e旁边的通路，所以又称为旁路电容；R_b2称为下偏流电阻，R_b1则称为上偏流电阻，其他元件的称呼和作用与图6-9所示的电路一样。

2.静态分析

由前面的内容可知，静态分析的任务是确定电路的静态工作点Q（I_BQ、I_CQ、U_CEQ的值），计算所用的电路是直流通路，画直流通路的方法与前面介绍的相同，该电路的直流通路如图6-26所示。

图6-25 工作点稳定的电路

图6-26中已标出各支路电流的参考方向，根据节点电位法可得

将上述的方程组写成矩阵为

图6-26 直流通路

在I₁＞＞I_BQ的条件下，可以利用近似计算的方法来计算图6-26所示电路的静态工作点。在I₁＞＞I_BQ的条件下，I_BQ可忽略，相当于晶体管的基极与B点断开，上、下偏流电阻组成串联分压电路，根据串联分压公式可得B点的电位为

式中，U_on为晶体管的导通电压，硅管取0.7V，锗管取0.2V。根据发射极和基极电流的关系可得

U_CEQ=U_cc-I_CQ（R_e+R_c） （6-32）

式（6-29）～式（6-32）就是计算图6-26所示电路静态工作点的公式。

图6-25所示电路稳定工作点的流程图如图6-27所示。由稳定工作点的过程可见，该电路是通过发射极电阻R_e将集电极电流I_CQ的变化情况取出来，利用U_EQ和U_BEQ相串联的关系回送到输入端，对净输入信号U_BEQ进行调控，且这种调控作用可以实现I_CQ上升时，引起U_BEQ下降，将I_CQ拉下来的目的，即负反馈的作用。由4.5节的知识可知该电路称为串联电流直流负反馈电路，R_e是电路的反馈电阻。

图6-27 稳定工作点的流程图

3.动态分析

放大器动态分析的任务就是计算电压放大倍数、输入电阻r_i、输出电阻r_o。计算的电路是放大器的微变等效电路，考虑电容C_e对R_e的旁路作用，该电路的微变等效电路如图6-28所示。

由图6-28可见，反馈电阻R_e因C_e的旁路作用对交流信号没有影响，所以R_e通常又称为直流反馈电阻。该等效电路除了多一个电阻R_b2外，其他的与图6-17完全相同，根据前面的公式可得

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图6-28 微变等效电路

实际的电路为了改善放大器的交流特性，通常将直流反馈电阻R_e分成R_e1和R_e2两个电阻，旁路电容C_e并在R_e1两边，如图6-29所示。

该电路的R_e2对交、直流信号都有反馈作用，而R_e1仅对直流信号有反馈作用。该电路通常称为串联电流交直流负反馈放大器。

因图6-29电路与图6-25电路的直流通路完全相同，所以该电路的静态工作点与前面讨论的也相同。下面对该电路进行动态分析。该电路的微变等效电路如图6-30所示。

图6-29 工作点稳定的改进电路

图6-30 微变等效电路

根据图6-30所设的参考方向可得电路的电压放大倍数为

与没有反馈的电路比较，可以看出反馈后的电路电压放大倍数减小了，说明负反馈的作用使放大器的电压放大倍数下降。

计算输入电阻时，应注意对受控电流源的处理，利用加压-求流法可得电路的输入阻抗为

r_i=R_b∥[r_be+（1+β）R_e2] （6-37）

与没有反馈的电路比较，反馈后的电路输入电阻提高了。该放大器的输出电阻与没有反馈时的相同，等于集电极电阻R_c。

设图6-29所示电路的R_b1=30kΩ，R_b2=10kΩ，R_c=R_L=2kΩ，R_e1=900Ω，R_e2=100Ω，R_s=200Ω，β=100，用MATLAB编程计算的程序为

静态工作点测量仿真实验的结果如图6-31所示。

图6-31 测试静态工作点仿真实验的结果

测试动态参数仿真实验的结果如图6-32所示。

图6-32 测试动态参数仿真实验的结果

图6-31和图6-32中万用表面板上的数据与MATLAB计算的结果在误差允许的范围内吻合。同时仿真实验和计算的结果还显示出，串联电流交流负反馈的作用使放大器的电压放大倍数下降，但输入电阻却提高了。放大器输入电阻的提高对信号源的影响将减小，并可提高放大电路的源电压放大倍数，总体来说使放大器的性能得到改善。