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放大电路静态工作点的作用和选择

生活经验放大

1. 前言
电子技术是一门一半实在一半虚无的东西，各种五花八门的电子元件是实实在在的，但要将它们搭构成我们想要的功能电路就较难，其中分析的各种电量更是让大多人摸不着头的虚无东西 。并且还有一个致命的因素是，电子电路的制作是先难后易，必先通过繁复的计算和分析 ， 才有后面的制作 ， 但大多的学生并没有足够的耐性去学前面的计算和分析，只想着能尽快有后面制作来充实学习生活，到头却什么都没有 。还有一个可能是导致这种结果的凶手 ， 就是在前期的理论计算和分析太偏离实际应用 。
在我们所用的电子电路中，不外分几种，分别为电源电路、放大电路、振荡电路、数字逻辑电路、数字信号处理电路等 。在这些电路中，又数放大电路应用最多 ， 穿插在其它电路中 。所以放大电路可以说是学习电子技术必须要掌握的内容 。
2.放大电路计算的技巧(举例说明)
放大电路的核心元件是三极管，所以要对三极管要有一定的了解 。用三极管构成的放大电路的种类较多，我们用常用的几种来解说一下(如图1) 。

放大电路静态工作点的作用和选择

文章插图
图1是一共射的基本放大电路
一般我们对放大路要掌握些什么内容?
(1)分析电路中各元件的作用;
(2)理解放大电路的放大原理;
(3)能分析计算电路的静态工作点;
(4)理解静态工作点的设置目的和方法 。
以上四项中，最后一项较为重要，却是较少解说得通透的一项 。
图1中 ， C1 ,C2为耦合电容，耦合就是起信号的传递作用，电容器能将信号从前级耦合到后级 ， 是因为电容两端的电压不能突变，在输入端输入交流信号后，因两端的电压不能突变 ， 输出端的电压会跟随输入端输入的交流信号一起变化，从而将信号信号从输入端耦合到输出端 。但有一点要说明的是，电容两端的电压不能突变，但不是不能变 。
R1 、R2 为三极管 Q1的直流偏置电阻 ，什么叫直流偏置?简单来说，做工要吃饭 。要求三极管工作 ， 必先要提供一定的工作条件，电子元件一定是要求有电能供应的了，否则就不叫电路了 。
在电路的工作要求中 ， 第一条件是要求要稳定 。所以，电源一定要是直流电源，所以叫直流偏置 。为什么是通过电阻来供电?电阻就象是供水系统中的水龙头，用调节电流大小的 。所以，三极管的三种工作状态："载止、饱和、放大”就由直流偏置 决定 ， 在图1中，也就是由 R1 、R2来决定了 。
首先，我们要知道如何判别三极管的三种工作状态 ， 简单来说，判别工作于何种工作状态可以根据 Uce 的大小来判别，Uce 接近于电源电压VCC,则三极管就工作于载止状态，载止状态就是说三极管基本上不工作 ， le 电流较小(大约为零)，所以 R2由于没有电流流过，电压接近0V,所以Uce就接近于电源电压VCC 。若Uce接近于0V, 则三极管工作于饱和状态 ， 何谓饱和状态?就是说，lc电流达到了最大值，就算lb增大 ， 它也不能再增大了 。以上两种状态我们一般称为开关状态，除这两种外，第三种状态就是放大状态，一般测Uce接近于电源电压的一半 。若测Uce偏向VCC, 则三极管趋向于载止状态，若测Uce偏向0V, 则三极管趋向于饱和状态 。教学上 ， 一般以放大状态来解说三极管电路的 。
3.理解静态工作点的设置目的和方法
放大电路，就是将输入信号放大后输出，(一般有电压放大 ， 电流放大和功率放大几种，这个不在这讨论内) 。
先说我们要放大的信号，以正弦交流信号为例说 。在分析过程中 ， 可以只考虑到信号大小变化是有正有负，其它不说 。上面提到在图1放大电路电路中 ， 静态工作点的设置为Uce接近于电源电压的一半，为什么?这是为了使信号正负能有对称的变化空间，在没有信号输入的时候，即信号输入为0 ， 假设Uce为电源电压的一半，我们当它为一水平线，作为一个参考点 。当输入信号增大时 ， 则Ib增大，Ic电流增大，则电阻R2的电压U2=Ic x R2会随之增大 ， Uce=VCC-U2，会变小 。U2最大理论上能达到等于VCC ， 则Uce最小会达到0V，这是说，在输入信增加时，Uce最大变化是从1/2的VCC变化到0V 。
同理 ，当输入信号减小时，则 lb 减?。?lc 电流减?。?则电阻 R2 的电压 U2=lc x R2 会随之减小 ， Uce=VCC- U2, 会变大 。在输入信减小时，Uce最大变化是从1/2 的VCC变化到 VCC 。这样，在输入信号一定范围内发生正负变化时，Uce 以 1/2VCC 为准的话就有一个对称的正负变化范围  ，  所以一般图1静态工作点的设置为Uce接近于电源电压的一半 。


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