如何正确选择放大电路的静态工作点 -解决方案-华强电子网
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放大器的失真与能量损耗是一对矛盾，失真大，能量损耗就小，反过来也一样。所以Q点设置得看电路放大对象是啥，要是主要放大信号电压/电流，失真要小，Q点就得在放大区直流负载线中点。要是功率放大电路，得考虑功率传输效率，Q点就得靠近截止区，这时失真虽大，但是管子的静态损耗小。1.静态工作点三极管的静态是指放大器在没有交流信号输入（ui＝0）时的工作状态。静态时三极管的IB、IC、UBE和UCE的值叫静态值
放大器的失真与能量损耗是一对矛盾，失真大，能量损耗就小，反过来也一样。所以Q点设置得看电路放大对象是啥，要是主要放大信号电压/电流，失真要小，Q点就得在放大区直流负载线中点。要是功率放大电路，得考虑功率传输效率，Q点就得靠近截止区，这时失真虽大，但是管子的静态损耗小。1.静态工作点三极管的静态是指放大器在没有交流信号输入（ui＝0）时的工作状态。静态时三极管的IB、IC、UBE和UCE的值叫静态值。这些静态值分别在输入、输出特性曲线上对应着一点Q，称为静态工作点，简称Q点。由于UBE基本是恒定的，在讨论静态工作点时主要考虑IB、IC、和UCE三个量，并分别用IBQ、ICQ、和UCEQ表示。2.静态工作点的作用及近似估算如果保持电源UCC不变，调节RB即可改变IBQ，从而改变静态工作点。放大器要有合适的静态工作点，首先必须有一个合适的偏置电流（简称偏流）IBQ。在共射极放大电路中，通过为三极管基极提供稳定的静态电压UBQ，进而提供稳定的静态电流IBQ。通常的办法是调整偏置电阻RB，来获得稳定的静态电流IBQ，这种办法是简捷、有效和可靠的。3.最终工作点的确定要考虑交流负载线。工作点Q要位于交流负载线的中点，以尽可能扩大输出电压的动态范围。4.工作点电流的大小也是要适当的。考虑交流负载工作点Q确定之后，必要时还要核算一下管子的功耗大小，以保证其工作在安全范围之内。
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海特电子商行放大电路的静态工作点 -解决方案-华强电子网
放大电路的静态工作点 -解决方案-华强电子网
当ui＝0时，在直流电源作用下晶体管的基极电流IB、集电极电流IC、以及发射结压降UBE、管压降UCE称为放大电路的静态工作点，常记为IBQ、ICQ、UBEQ、UCEQ。放大电路的静态工作点可以通过直流通路来求解，也可以利用晶体管的输入输出特性用图解来确定。1、利用估算法计算静态工作点近似估算中，常认为UBEQ为已知量，对于硅管，取| UBEQ |=0.7V，对于锗管，取| UBEQ |＝0.2V
当ui＝0时，在直流电源作用下晶体管的基极电流IB、集电极电流IC、以及发射结压降UBE、管压降UCE称为放大电路的静态工作点，常记为IBQ、ICQ、UBEQ、UCEQ。放大电路的静态工作点可以通过直流通路来求解，也可以利用晶体管的输入输出特性用图解来确定。1、利用估算法计算静态工作点近似估算中，常认为UBEQ为已知量，对于硅管，取| UBEQ |=0.7V，对于锗管，取| UBEQ |＝0.2V。由图(a)所示直流通路，根据回路方程，可得静态工作点的表达式为(1)(2)(3)估算法计算静态工作点的步骤：首先根据基极回路，列出输入回路方程计算IBQ，利用ICQ=βIBQ，求得ICQ，最后由集电极回路，列出输出回路的电压方程计算UCEQ。2、利用图解法计算静态工作点静态工作点也可以利用晶体管的输入输出特性用图解来确定。晶体管的基极电流IBQ、发射结压降UBEQ，既要满足回路方程式(1)，同时又要在晶体管输入特性曲线上，因此在输入曲线平面上，回路方程式(1)所在直线与晶体管输入特性曲线的交点即为Q点，Q点所对应的坐标值即为IBQ、UBEQ。如图(a)所示。同样晶体管集电极电流ICQ、管压降UCEQ，既要满足回路方程式(3)，同时又要在晶体管输出特性曲线上，因此在输出特性曲线平面上，Q点为回路方程式(2-1-3)所在直线与晶体管对应于IB=IBQ的输出曲线的交点，Q点所对应的坐标值即为ICQ、UCEQ。如图4(b)所示。(a)IBQ的确定(b)ICQ和UCEQ的确定图 图解法确定静态工作点图(b)所示，在输出特性曲线上的这条直线称为直流负载线。直流负载线的画法：由可知，当IC=0时，UCE=UCC，当UCE=0时，IC=UCC/RC。所以直流负载线就是连接点(UCC，0)和点(0，UCC/RC)的一条直线。
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放大器静态工作点对动态范围的影响
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电压传输特性和静态工作点 -解决方案-华强电子网
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输出回路方程：输出特性曲线：AB段：截止区，对应于输出特性曲线中iB＜0的部分。BCDEFG段：放大区GHI段：饱和区 作为放大应用时：Q点应置于E处(放大区中心)。若Q点设置C处，易引起载止失真。若Q点设置F处，易引起饱和失真。用于开关控制场合：工作在截止区和饱和区上二、单管放大电路静态工作点(公式法计算)单电源固定偏置电路：选择合适的Rb，Rc，使
一、单管放大电路的电压传输特性图解分析法：
输出回路方程：输出特性曲线：AB段：截止区，对应于输出特性曲线中iB＜0的部分。BCDEFG段：放大区GHI段：饱和区 作为放大应用时：Q点应置于E处(放大区中心)。若Q点设置C处，易引起载止失真。若Q点设置F处，易引起饱和失真。用于开关控制场合：工作在截止区和饱和区上二、单管放大电路静态工作点(公式法计算)单电源固定偏置电路：选择合适的Rb，Rc，使电路工作在放大状态。工作点稳定的偏置电路：该方法为近似估算法。分压式偏置电路： 稳定工作点的另一种解释：温度T↑→IC↑→IE↑→VE↑(=IERe)↓(VB固定) ，则 IC↓ IB↓ VBE↓ (=VB-VE)。在静态情况下，温度上升引起IC增加，由于基极电位VB基本固定，该电流增量通过Re产生负反馈，迫使IC自动下降,使Q点保持稳定。Re愈大，负反馈作用愈强，稳定性也愈好。但Re过大，输出的动态范围(ΔVCE)变小，易引起失真。Rb1、Rb2愈小，VB愈稳定。但它们过小将使放大能力下降。工程设计时，应综合考虑电阻阻值的影响。经验公式：I1=(5～10)IBQ，VEQ=IEQRe=0.2VCC(或VEQ=1～3V)。
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海特电子商行模拟互补对称功率放大电路 -解决方案-华强电子网
模拟互补对称功率放大电路 -解决方案-华强电子网
甲类功放效率低，功放管的管耗大，其主要原因是静态工作点较高，无论有无信号输入，电源始终供给能量，当输入信号为零时，电源供给的功率全部变为功放管自身管耗（热量） ，因此静态损耗最大。只有当有信号输入时，放大器才将一部分电源功率转化成交流功率输出。因此静态工作点高是甲类功率放大器效率低的根本原因。如果不设静态工作点，即IBQ ＝ ０ 、ICQ ＝ ０ 时功效管的静态管耗低，效率较高。但是如果输入信号为
甲类功放效率低，功放管的管耗大，其主要原因是静态工作点较高，无论有无信号输入，电源始终供给能量，当输入信号为零时，电源供给的功率全部变为功放管自身管耗（热量） ，因此静态损耗最大。只有当有信号输入时，放大器才将一部分电源功率转化成交流功率输出。因此静态工作点高是甲类功率放大器效率低的根本原因。如果不设静态工作点，即IBQ ＝ ０ 、ICQ ＝ ０ 时功效管的静态管耗低，效率较高。但是如果输入信号为正弦波信号，输出信号只有半周，将产生严重失真。如果利用两个性能相近的三极管，分别放大正负半周信号，则能较好地解决放大器的效率与波形失真的问题。利用这种工作方式的功率放大电路称为互补对称功率放大电路。目前广泛使用的互补对称功率放大电路是OTL电路（无输出变压器的功率放大电路）、OCL电路（无输出电容功率放大电路）和BTL电路（桥式推挽功率放大电路）1、OTL电路单电源互补对称式功率放大器如图1所示。它只有一个电源UCC，在两功放管发射极与负载间串入大容量电容器C ，也称无输出变压器功率放大电路、简称OTL（Output Transformer-Less）图1 OTL电路及电路分析静态时，前级电路应使基极电位为，UCC／２，双管射极对地电位为UCC／２，电容器两端电压为UCC／２，极性如图1（b）所示。电容C在电路中起着负电源的作用，做T２的工作电源。当输入信号为正半周时，忽略晶体管B-E极间的开启电压，T１的基极电位高于UCC／２， T１导通，T２截止，输出信号的正半周到负载RL ，此时UCC对电容C 充电。如图1(b)实线所标注。当输入信号为负半周时，忽略晶体管B-E极间的开启电压，T１与T２的基极电位低于UCC／２，T１ 截止，T２导通，T２以射极输出的形式将信号传给负载，此时电容器放电，电容C相当于电源。如图1(b)虚线所标注。T１、T２轮流工作，负载RL上得到一个完整的波形，电路工作于乙类工作状态。电容器C的容量应选得足够大，使电容器的充放电时间远大于信号周期，使电容器在T２导通时，充分体现其担任电源的重任。由于电容器容量大且时间常数大，可以认为电容器两端电压在信号的变化过程中基本不变。由于电容的阻抗与信号频率相关，一般C的容量应大于300μF ，容量太小，低频响应不好。2、OCL电路采用正负电源的互补对称功率放大器的原理电路如图2所示，T1为NPN 管，T2为PNP 管，参数要求一致，两个管的发射极连在一起接负载RL ，两基极连在一起，接输入信号ui，NPN集电极接电源正极，PNP 管集电极接电源的负极，两管分别为射极输出器。图2 OCL电路及电路分析当ui ＝ ０ 时，电路处于静止状态，因无静态偏置，两管都截止， IBQ ＝ ０ ，ICQ ＝ ０ ，不消耗电源功率，由于电路对称，两管射极电位为零。当输入信号为正半周时，ui&0；上端NPN 管因uBE１&0而导通，而PNP 管截止，负载RL 获得上半周信号。如图2 (b)实线所标注。当输入信号为负半周时，ui&0；下端PNP 管因uBE２&0而导通，NPN管截止，负载RL 获得下半周信号，如图2 (b)虚线所标注。因此两个三极管交替推挽工作，互相补充，使负载获得完整的正弦波，这称为互补对称推挽功率放大器，又称OCL 电路（OCL ，Output Capacitor Less 的简称） ，此电路工作时，正半周时T１饱和，负半周时T２饱和，因此最大输出电压幅度是UCC 。3、桥式推挽功率放大电路在OCL电路中采用了双电源供电，没有了大容，但是在制作负电源时仍需用变压器或带铁芯的电感、大电容等，所以就整个电路系统而言未必是最佳方案。（/版权所有）为了实现单电源供电，且不使用变压器和大电容，可采用桥式推挽功率放大电路，简称BTL(Balanced Transformr-Less)电路。图3中4只管子特性，静态时均处于截止状态，负载上电压为零。设晶体管b-e极间的开启电压可忽略不计；输入电压为正弦波，假设正方向如图3中所标注。当ui为正半周时，T1和T4管导通，T2和T3管截止，电流如图3中实线所示，负载上获得正半周电压；当ui为负半周时，T1和T4管截止，T2和T3管导通，电流如图3中虚线所示，负载上获得负半周电压；因而负载获得交流功率。BTL电路所用管子数量最多，难以做到4只管子特性理想对称；且管子的总损耗大，必然使得转换效率降低；电路的输入和输出均无接地点，因此有些场合不适用。综上所述，OTL、OCL和BTL电路中的晶体管均工作在乙类状态，它们各有优、缺点，且均有集成电路，使用时应根据需要合理选择。图3 桥式推挽功率放大电路
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