分壓式偏置電路的靜態(tài)分析

姚曉燕

摘 要：本文通過對分壓式偏置電路的靜態(tài)分析過程中的問題進(jìn)行分析，分別介紹了“估算法”、“戴維寧定理等效計算法”以及“基爾霍夫兩定律求解法”這三種主要的靜態(tài)分析方法，并且通過對這三種分析方法進(jìn)行科學(xué)比較，得出關(guān)于這三種分析方法的相關(guān)結(jié)論。

關(guān)鍵詞：分壓式；偏置電路；靜態(tài)電路

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.04.161

在模擬電子電路中，放大電路是一種非?；径址浅Ｖ匾碾娐贰Ｈ藗?nèi)粘Ｉ钪械募矣秒娖?、智能系統(tǒng)以及電量儀器中很多都應(yīng)用了這種不同形式或者大小規(guī)模的放大電路，而分壓式偏置電路正是放大電路研究中的重點之一。在放大電路的研究中，分壓式偏置電路是其內(nèi)部晶體管放大器正常運作所需求的重點內(nèi)容，原因在于從晶體管放大器的材質(zhì)上來說，晶體管參數(shù)很容易受到溫度的影響而產(chǎn)生變化。所以，晶體管放大器有靜態(tài)工作點容易受溫度影響這一缺點，而解決晶體管放大器這一缺陷的最有效的基本電路就是分壓式偏置電路。

1 分壓式偏置電路的靜態(tài)分析問題

在放大電路的研究中，溫度對放大電路靜態(tài)工作點的影響非常大，而分壓式偏置電路可以很好地解決這一問題。分壓式偏置電路是一種穩(wěn)定靜態(tài)工作點效果非常好的電路，其分析方法的難度主要體現(xiàn)在靜態(tài)分析方面，雖然目前學(xué)習(xí)領(lǐng)域中有“估算法”、“戴維寧定理等效計算法”以及“基爾霍夫兩定律求解法”等多種靜態(tài)分析方法，但是由于許多教材中大多采用的是估算的方法，而且給予的適用條件不是非常的直觀明了，使得許多學(xué)習(xí)者在進(jìn)行分壓式偏置電路的靜態(tài)分析時，不能夠準(zhǔn)確的選擇適合的、正確的分析方法，加大了學(xué)習(xí)的難度。因此，下文通過對“估算法”、“戴維寧定理等效計算法”以及“基爾霍夫兩定律求解法”等幾種主要的靜態(tài)分析方法進(jìn)行分析比較，探究分壓式偏置電路靜態(tài)分析方法的種類與選擇要點。

2 分壓式偏置電路的靜態(tài)分析方法

2.1 估算法

首先，對分壓式偏置共射極放大電路（圖1）進(jìn)行靜態(tài)分析時，須模擬出分壓式偏置共射極放大電路的直流通路，如圖2所示：

結(jié)合圖2，當(dāng)分壓式偏置電路滿足I1>>IBQ這一條件時，可以采用“估算法”這一靜態(tài)分析方法來進(jìn)行分壓式偏置電路靜態(tài)工作點的計算工作。

這種“估算法”分壓式偏置電路的靜態(tài)分析方法從計算靜態(tài)工作點的方面來講，具有運算簡單、方便的優(yōu)勢和特點。然而由于其需滿足I1>>IBQ這一條件，因此，在進(jìn)行靜態(tài)分析時，計算不是非常的直觀明了，尤其是對于學(xué)習(xí)人員來說，計算時一般不能夠簡單直觀地從已給的參數(shù)電路中準(zhǔn)確判斷出是否滿足I1>>IBQ這一條件。因此，在實際的分壓式偏置共射極放大電路的靜態(tài)分析時，許多學(xué)習(xí)人員由于怕計算時產(chǎn)生誤差，往往不會以“估算法”為第一考慮方法。

2.2 戴維寧定理等效計算法

采用“戴維寧定理等效計算法”時，首先需要畫出分壓式偏置共射極放大電路靜態(tài)分析的戴維寧定理等效電路，如圖3所示：

將圖 2 中戴維寧定理等效電路的三極管基極進(jìn)行斷開，就會產(chǎn)生一個含源二端網(wǎng)絡(luò)，這時，分析者就可以利用戴維寧定理進(jìn)行等效計算來進(jìn)行靜態(tài)分析了。

這種“戴維寧定理等效計算法”相較于第一種“估算法”，優(yōu)勢在于它無需滿足I1>>IBQ這一條件，計算時不會受到限制，應(yīng)用面更為廣泛，能夠滿足任何參數(shù)的分壓式偏置電路的需求，所以，應(yīng)用起來效果更好。但是，它的不足之處在于，這種“戴維寧定理等效計算法”從始至終都需要用到其核心定理：“戴維寧定理”，因此，計算過程相較于“估算法”要相對復(fù)雜一點，而且其需要計量分析人員事先能夠熟練地掌握戴維寧定理，如果測量分析人員事先并沒有學(xué)習(xí)過戴維寧定理，那么應(yīng)用起來會非常的困難。

2.3 基爾霍夫兩定律求解法

對于沒有學(xué)習(xí)或者掌握戴維寧定理等效計算法的計量分析人員來說，基爾霍夫兩定律求解法是另一種非常優(yōu)秀的分壓式偏置電路的靜態(tài)分析方法，測量分析人員可以利用基爾霍夫兩定律求解法為輔助工具直接進(jìn)行計算。結(jié)合圖2分壓式偏置共射極放大電路直流通路的電路圖，由基爾霍夫電壓定律可得：

可以明顯看出應(yīng)用戴維寧定理等效計算法和基爾霍夫兩定律求解法二者所得的IBQ表達(dá)公式是基本相同的，因此，對于事先沒有學(xué)習(xí)或者了解過戴維寧定理的計量分析人員來說可以采用這種方法。

3 結(jié)論

根據(jù)上述三種分壓式偏置電路的靜態(tài)分析方法對比可知，這三種計量分析方法在對于輸出回路UCEQ的計算量方面是一樣的，而差異主要表現(xiàn)在計算輸入回路的IBQ的表達(dá)公式上。估算法的計算量較少，對于應(yīng)用者而言使用較為簡便，但有I1>>IBQ這一條件限制。而戴維寧定理等效計算法和基爾霍夫兩定律求解法的計算不會受到條件的限制，但是計算過程相對較復(fù)雜一點。分析人員可以根據(jù)實際情況選擇合適的分析方法進(jìn)行計算。

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