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三极管的静态工作点分析

时间:2023-08-03 09:23来源:未知 作者:admin 点击:
1. 为什么说负载线约束了三极管的工作状态? 什么是负载线? 负载线是连接三极管两个极端状态的线,即饱和与截止。 基于如下理解,我绘制了这么一张图 一,器件的DATASHEET会约束 IC

1. 为什么说负载线约束了三极管的工作状态?

什么是负载线? 负载线是连接三极管两个极端状态的线,即饱和与截止。

基于如下理解,我绘制了这么一张图

三极管的静态工作点分析

一,器件的DATASHEET会约束IC,VCE的极限值,就是下图中橙黄色的虚线所围起来的框(边界1),这是雷池,不可越半步!!!

二,电路设计一旦完成,就能计算出IC(SAT)和VCC值,即图中的AB两点形成的蓝色负载线,同时构成图中红色边框(边界2),这是电路设计的理想边界。

注1:边界1和边界2之间的区域,我称之为安全冗余区,或者叫潜力区。

三,工作点在负载线上移动(非AB两点),能看到所构成的放大区、饱和区的面积都会随之变化,如图中蓝色虚线边框,可沿负载线移动。 在边界2内,如果增大IB,即可对应Q点升高(IC增加),放大区、饱和区均变大,截止区不变; 同理,如果减小IB,可对应Q点下降(IC减小),区域跟随减小。

四,当三极管的实际伏安特性曲线达到红色边框时,此时无论怎么增加IB,IC值都不会变化,因为已经到了极限。

综上:在电路设计的既定负载线框架下,三极管实际饱和区和放大区都是动态变化的。 所以,如果工作点发生变化,很有可能落入动态的饱和区内。

那么如何判断三极管是否进入饱和区呢? 请移步系列文章的下一篇(BJT2)

2. 静态工作点为什么不是“静态”的?

网上很多图片都类似于下图,很容易误解成静态工作点都落在放大区,但实际上静态工作点Q是IC和VCE坐标所构成的点,它沿着负载线上下滑动,而三极管实际的伏安特性曲线是受各种参数影响实时变化的。

三极管的静态工作点分析

即,只要IC和VCE发生变化,其和负载线的交点就会变化,产生不同的Q点。

比如,由于电流增益受温度的影响浮动变化比较大,这对基极电流没有影响,但确会直接影响到IC,进而影响VCE,导致静态工作点从Q1移动到Q2(电流增益减小),如下图所示。

三极管的静态工作点分析

再比如,受集电极电阻、三极管温漂的影响,IC.SAT的值不一定是理想的,即前文边界2也在变化。 假如IC.SAT的值变小了,就会导致边界2缩小,而原本的放大区、饱和区的面积没有改变,这很有可能出现静态工作点落在饱和区的情况。 即如上图所示,IC值由A点变为C点,会导致静态工作点从Q1变化为Q3。

综上所述,静态工作点是衡量电路工作的一个平衡点,并不是完全静止的。

(责任编辑:admin)
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