电路基础与集成电子技术与习题解答-蔡惟铮 第5章 基本放大电路 5.3 放大电路静态工作点的计算求解法

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1、5.3放大电路静态工作点的计算求解法5.3.1场效应晶体管放大电路静态工作点的计算求解5.3.2双极型晶体管放大电路静态工作点的计算求解法5.3.3放大电路静态工作点的稳定第5章基本放大电路2010.02放大电路的静态工作点也可以通过计算得到，因为场效应管的转移特性曲线有对应的数学表达式，这样就可以通过计算求解静态工作点，免去了图解的麻烦。5.3放大电路静态工作点的计算求解法5.3.1场效应晶体管放大电路静态工作点的计算求解第5章基本放大电路2010.02共源组态场效应管放大电路有分压偏置和自给偏压

2、两种电路形式。分压偏置既可采用增强型管，也可采用耗尽型管；自给偏压只能采用耗尽型管。这些偏压电路除了场效应管的类型不同，静态工作点计算方法一样，但所用的公式有些不同。(a)采用增强型管(b)采用耗尽型管图场效应管放大电路的分压偏置第5章基本放大电路2010.02自给偏压共源组态场效应管放大电路如图所示，电路中应只能用耗尽型MOSFET。图自给偏压共源组态放大电路ID第5章基本放大电路2010.02耗尽型场效应管的转移特性曲线可用下式表示(5.3.1)可以与自给偏压的电路方程式UGS=-IDRS或分压

3、偏置的电路方程式(5.3.2)(5.3.3)联立求解出UGS和ID。因有二次方程式，有两组解，应选合理的一组。第5章基本放大电路2010.02增强型场效应管的转移特性曲线可用下式表示(5.3.4)分压偏置的电路方程式(5.3.3)联立求解出UGS和ID。因有二次方程式，有两组解，应选合理的一组。第5章基本放大电路2010.02例5.1：在图5.3.1所示电路中，已知UGS=-2V，管子参数IDSS＝4mA，Up＝UGS(off)=-4V。设电容在交流通路中可视为短路。求电流IDQ和电阻RS。解：场效

4、应管是耗尽型，漏极电流可由下式算出于是可求出第5章基本放大电路2010.02例5.2：场效应管放大电路如图5.3.2所示，其中Rg1=300k，Rg2=120k，Rg3=10M，RS=Rd=10k，CS的容量足够大，VDD＝16V，设FET的饱和电流IDSS=1mA，夹断电压Up=UGS(off)=-2V，求静态工作点。解：因栅极回路无静态电流，所以Rg3中无电流，故Rg1和Rg2分压点的电位与栅极等电位。由电路得：第5章基本放大电路2010.02上述方程组代入数据得两组解：第一组：IDQ=

5、0.46mAUGSQ=-0.6V第二组：IDQ=0.78mAUGSQ=-3.8V＜Up第二组数据不合理，故工作点应为第一组：IDQ=0.46mA，UGSQ=-0.6V第5章基本放大电路2010.025.3.2.1共射组态基本放大电路的组成5.3.2双极型晶体管放大电路静态工作点的计算求解法图5.3.3分压偏置共射组态基本放大电路场效应管放大电路需要提供一个偏压，双极型晶体管放大电路需要提供一个偏流。场效应管是电压控制电流源器件，而双极型晶体管是电流控制电流源器件；第5章基本放大电路2010.02晶体

6、管VT；偏置电阻Rb1、Rb2、Re；负载电阻Rc、RL；耦合和旁路电容C1、C2、Ce;直流电源VCC。分压偏置也称为射极偏置。图5.3.3分压偏置共射放大电路共射组态基本放大电路的组成如下：第5章基本放大电路2010.02晶体管VT：放大信号，起能量控制的作用；偏置电路Rb1、Rb2、Re：使发射结正偏，集电结反偏，工作在放大区；负载电阻：Rc、RL；将变化的集电极电流转换为信号电压输出。耦合和旁路电容C1、C2、Ce：保证信号加到发射结和传输到负载电阻RL上，保证静态工作点不受影响；直流电源V

7、CC：向基本放大电路提供工作电流，以及在晶体管的控制之下向负载输送转换成的信号能量。第5章基本放大电路2010.02双极型晶体管共射放大电路的直流通路动画3-5直流通路第5章基本放大电路2010.02双极型晶体管共射放大电路的交流通路交流通路直流电源和耦合电容对交流相当于短路:设直流电源内阻为零，交流电流流过直流电源时，没有电压降。设C1、C2足够大，对信号而言，其上的交流压降近似为零。第5章基本放大电路2010.02例5.a：试画出图中电路的直流通路和交流通路。直流通路交流通路第5章基本放大电路2

8、010.02例5.b：试画出图中电路的直流通路和交流通路。图02.02.08分压偏置共射放大电路的直流通路直流通路交流通路第5章基本放大电路2010.02恢复Rb2再去掉发射极电阻Re是否可以？问题：图示的分压偏置共射组态放大电路，如果去掉偏置电阻Rb2是否可以？第5章基本放大电路2010.025.3.2.2双极型晶体管放大电路的工作原理静态时，直流电源为晶体管提供了基极直流电流和集电极直流电流，使晶体管的发射结正偏，集电结反偏。动态时，ic要比ib大几十倍，ic在集