静态工作点分析报告要点.doc

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1、word设计单级共基极放大电路静态工作点分析1绪论 本课程设计的根本要求是对静态工作点分析白冰；输入信号的变化对放大电路输出的影响师晓辉；测量放大电路的放大倍数闫斌；输入电阻X特；输出电阻齐帅。 本论文针对静态工作点的分析，静态工作点是在分析放大电路时提出来的，它是放大电路正常工作的重要条件。当把放大器的输入信号短路，把IN直接接地，如此放大器处于无信号输入状态，称为静态。如果静态工作点选择不适宜，如此输出波形会失真，因此设置适宜静态工作点是放大电路正常工作的前提。 静态分析就是求解静态工作点Q,再输入信号为零时,晶体管和场效应管各电极间的电流和电压就是Q点。可用估算法和图解法求解。 Mult

2、isim软件是一个专门用于电子线路仿真与设计的 EDA 工具软件。作为 Windows 下运行的个人桌面电子设计工具， Multisim 是一个完整的集成化设计环境。Multisim计算机仿真与虚拟仪器技术可以很好地解决理论教学与实际动手实验相脱节的这一问题。学生可以很方便地把刚刚学到的理论知识用计算机仿真真实的再现出来，并且可以用虚拟仪器技术创造出真正属于自己的仪表。它具有直观的图形界面, 丰富的元器件，强大的仿真能力，丰富的测试仪器，完备的分析手段，独特的射频模块，强大的MCU模块，完善的后处理，详细的报告，兼容性好的信息转换特点。所以NI Multisim软件电子学教学的首选软件工具。2

3、 设计任务 一目的： 1. 了解单极共基极放大电路的根本工作原理；2.学会运用软件模拟设计电路、应用各种仪器。了解电路在不同状态下的变化特点，学会对电路的变化分析； 二原理： 1.共基极放大电路中，输入信号是由三极管的发射极与基极两端输入的，再由三极管的集电极与基极两端获得输出信号因为基极是共同接地端，所以称为共基极放大电路。2. 共基极放大电路具有以下特性： 1、输入信号与输出信号同相； (2、电压增益高；3)、电流增益低1； (4)、功率增益高； (5)、适用于高频电路。共基极放大电路的最大优点是频带宽，因而常用于无线电通信方面。3设计电路 一单级共基极放大电路图 图31 单级共基极放大电

4、路图 二 放大器静态工作点的测量与调试由于电子器件性能的分散性比拟大，因此在设计和制作晶体管放大电路时，离不开测量和调试技术术在技术前应测量所用元器件的参数，为电路设计提供必要的依据，在完成设计和转被以后，还必须测量和调试放大器的静态工作点和各项性能指标。一个优质放大器，必定是理论设计和实验调试相结合的产物。因此，除了学会放大器的理论知识和设计方法外，还必须掌握必要的测量和调试技术。 放大器的测量和调试一般包括：放大器静态工作点的测量与调试，消除干扰与自激震荡与放大器各项动态参数的测量与调试等。1. 静态工作点的测量测量放大器的静态工作点，应在输入信号=0的情况下进展，即将放大器的输入端与地端

5、短接，然后选用量程适宜的直流毫安表和直流电压表，分别测量晶体管的集电极电流以与各电极对地的电位、和。一般实验中，为了防止短开集电极，所以采用测量电压，然后算出的方法，例如，只要测出，即可用=/算出也可根据=(-)/,由确定IC 同时也能算出，。为了减小误差，提高测量精度，应选用内阻较高的直流电压表。 放大器静态工作点的调试是指对管子集电极电流或的调整与测试。 静态工作点是否适宜，对放大器的性能和输出波形都有很大影响。如工作点偏高，放大器在参加交流信号以后易产生饱和失真，此时的负半周将被削低，如图31a所示；如工作点偏低如此易产生截止失真，即的正半周被缩顶一般截止失真不如饱和失真明显，如图32b

6、所示。这写情况都不符合不失真放大的要求。所以在选定工作点以后还必须进展动态调试，即在放大器的输入端参加一定的，接茬输出电压的大小和波形是否满足要求。如不满足，如此应调试工作点的位置。改变电路参数、(、)都会引起静态工作点的变化，如图33所示。但通常多采用调节偏电阻的方法来改变静态工作点，如减小，如此可使静态工作点提高等。最后还要说明的是，上面所说的工作点“偏高或“偏低不是绝对的，应该是相对信号的幅度而言，如信号幅度很小，即使工作点较高或较低也不一定会出现失真。所以确切地说，产生波形失真是信号幅度与静态工作点设置配合不当所致。如需满足较大信号幅度的要求，静态工作点最好尽量靠近交流负载线的中点。

7、三单级共基静态工作点的分析过程:图 34 图 35图36：图37：图38上图为根本共基放大电路，令=0，发射极电位=—，集电极电位，便可得出静态工作点.用晶体管的h参数等效模型取代所示电路中的晶体管，便可得到基 本共基放大电路的交流等效电路。4 结论总结本次课程设计是以实验为根底，以Multisim为模拟辅助进展的。从分析可以总结出，静态工作点不但决定了电路是否会产生失真，而且还影响着电压放大倍数、输入电阻等动态参数。实际上电源电压的的波动、元件的老化以与因温度变化所引起晶体管参数的变化，都会造成静态工作点不稳定的诸多因素，温度对晶体管参数的影响是最为主要的。一静态工作点Q的设置

8、1.设置Q点的作用：放大电路在处于动态时0，电路中既有交流，又有直流。直流是偏置为放大信号建立条件、搭建平台。假如电路中没有直流量，交流放大无法实现。这犹如收音机没有电池供电，肯定收听不到电台信号一样的道理。 2.设置Q点的原如此：一般来说，Q点应在交流负载线AB的中央位置处，这样可获得最大的不失真输出，亦即可得到最大的动态工作X围。 3.合理地设置Q 点对交流输出的影响: 1假如Q点设置合理，输出波形失真会尽可能小。但当Q点位置选择不当时，会出现严重的非线性失真。图 41分析图41 共射放大电路倒相作用。对于晶体管它有三个工作区，即放大区、截止区、饱和区，如图42。Q点设置合理，那么交流小信

9、号在输入的整个周期内，都被放大电路放大，然后输出一个完整的正弦波形供应负载。图 422假如Q点设置过高或过低，在 信号作用下，晶体管一段时间工作在饱和区或截止区、一段时间工作在放大区，这样放大电路输出波形就出现失真。因在动态时0，电路中的电流、电压为直流分量和交流分量的叠加，都是一个变动值。电路中电压、电流是随时在变，如输出回路中集电极电流、集射电压。由这两个量所确定的点M在交流负载线上AB上移动过Q点，斜率为 ，的直线。假如M点“误入非线性区域，那么就会出现波形失真，如图43a饱和失真，如图43b截止失真。（a） b图 43二基极输出器静态工作点基极输出器静态工作点的稳定性对电路动态性能影响

10、很小，可近似忽略。放大电路直流偏置电路的构成形式，要根据动态性能受到静态工作点的影响和制约情况等因素而确定。因此，为简化电路，基极输出器一般采用简单的偏置电路形式，即:晶体管的基极只用一个电阻用于引入晶体管发射结的正偏压，简化了电路但基极直流电位不恒定；晶体管的发射极接有电阻因发射极交流电流需经电阻转换成交流电压从发射极输出，发射极必须接有电阻，又对直流有负反应作用，有一定稳定静态工作点的作用。需要指出的是： 1)为满足1，(1+)与的条件，忽略静态工作点的稳定性对射极输出器动态性能的影响，晶体管的电流放大系数卢应尽可能大些。(2)基极输出器的静态工作点仍要设置适宜，否如此可能产生非线性失真，

11、影响动态输出X围。 (三) 稳定静态工作点的措施典型的静态工作点稳定电路中利用负反应稳定Q点，而图39a中如此采用温度补偿的方法来稳定Q点。使用温度补偿方法稳定静态工作点时，必须在电路中采用对温度敏感的器件，如二极管、热敏电阻等。在图39a所示电路中，电源电压远大于晶体管be间导通电压，因此Rb中静态电流节点B的电流方程为图 39 稳定静态工作点的措施a利用二极管的反向特性进展稳步补偿 b利用二极管的正向特性进展温度补偿为二极管的反向电流，为晶体管基极静态电流。当温度升高时，一方面增大，另一方面由于增大导致减小，从而随之减小。当参数适宜时，可根本不变。其过程简述如下：T 从这个过程的分析可知，

12、温度补偿方法的考温度敏感器件直接对基极电流产生影响，使之产生与相反方向的变化。 图 39b所示电路同时使用引入直流负反应和温度补偿两种方法来稳定Q点。设温度升高时二极管内电流根本不变，因此其压降必然减小，稳定过程简述如下： T当温度降低时，各物理量想相反方向变化。对于放大电路中的最根本要求，一是不失真，二是能够放大。如果输出的波形严重失真，所谓“放大毫无意义，因此，设置适宜的静态工作点，以保证放大电路不产生失真是非常必要的5收获心得本次模拟电子线路课程设计过程，我学到了很多东西，通过静态工作点的分析，不仅掌握了共基极放大电路的分析思路，全面了解到晶体管单管放大电路的三种根本揭发的特点。更是对一

13、学期以来所学的电子方面的知识也重新学习和复习了一遍，也对自己在模拟电子方面的能力有了更客观的认识和评价。在这次设计过程中，从最根本的查原件，找资料做起，了解了完整的电子设计的一般步骤，也和同学们共同探讨，学到了很多课堂上学不到的东西，也遇到了各种各样从没有想到的问题，通过请教教师，和同学交流，搜索资料等各种方面解决它们，可以说是为我们以后再电子领域的开展做了一些有意的尝试，同时也使我增加了对电子方面知识的兴趣，也从中发现了自己的一些不足的地方，以后会多多改良。最后，在这里也非常感谢指导教师，感谢你们的耐心指导，谢谢!6 参考文献 1华中理工大学电子学教研室，康华光主编，电子根底根底模拟局部.第四版. : 高等教育,1999.2某某交通大学电子学教研室,沈尚贤主编. 电子技术导论. : 高等教育, 1985.3谢佳奎主编,电子线路第4版. : 高等教育, 1999.4王远主编, 模拟电子技术. : 机械工业, 1994.5某某大学电子学教研室, X家龙、王小海、章安元主编. 模拟集成电子技术教程. : 高等教育, 2002.6 汪惠、王志华编著.电子电路的计算机辅助分析与设计方法. : 清华大学, 2006.7童诗白、何金茂主编. 电子技术试题汇编(模拟局部). : 高等教育, 1992.14 / 14