三極管的伏安特性曲線和靜態(tài)工作點(diǎn)選擇

一、三極管的伏安特性曲線

1. 三極管的伏安特性曲線

三極管是一種常用的電子元件，其伏安特性曲線描述了三極管在不同電壓和電流條件下的電性能。

三極管的伏安特性曲線通常分為三個(gè)區(qū)域：放大區(qū)、飽和區(qū)和截止區(qū)。

放大區(qū)：在這個(gè)區(qū)域，三極管的電流增加，電壓也增加，但電流增長(zhǎng)的速度大于電壓增長(zhǎng)的速度。這個(gè)區(qū)域是三極管常用的工作區(qū)域，用于信號(hào)放大。

飽和區(qū)：在這個(gè)區(qū)域，三極管的電流增加，但電壓增加不明顯。在飽和區(qū)，三極管的電路行為類似于一個(gè)開關(guān)，其主要作用是開啟或關(guān)閉電路。

截止區(qū)：在這個(gè)區(qū)域，三極管的電流非常小，接近于零。在截止區(qū)，三極管的電路行為類似于一個(gè)斷開的開關(guān)。

三極管的伏安特性曲線可以通過實(shí)驗(yàn)獲得。在實(shí)驗(yàn)中，將三極管連接到電路中，以不同的電壓和電流作為輸入，測(cè)量輸出電壓和輸出電流，然后將這些數(shù)據(jù)繪制成伏安特性曲線。

伏安特性曲線的形狀受到三極管的特性參數(shù)、工作溫度等多種因素的影響，因此在設(shè)計(jì)電路時(shí)需要仔細(xì)考慮這些因素。

2. 三極管的靜態(tài)工作點(diǎn)

三極管靜態(tài)工作點(diǎn)是指三極管在直流電路中的穩(wěn)定工作狀態(tài)，也就是沒有輸入信號(hào)時(shí)三極管的電流和電壓的值。在這個(gè)狀態(tài)下，三極管的輸入端沒有任何信號(hào)輸入，因此輸出端也不會(huì)有任何信號(hào)輸出。

在實(shí)際電路中，三極管靜態(tài)工作點(diǎn)的選取非常重要，因?yàn)樗鼪Q定了三極管的工作狀態(tài)和工作范圍。如果靜態(tài)工作點(diǎn)選取不當(dāng)，會(huì)導(dǎo)致三極管失真，輸出信號(hào)失真，從而影響電路的性能。因此，設(shè)計(jì)電路時(shí)需要仔細(xì)計(jì)算和選擇合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，以確保電路能夠穩(wěn)定工作，并產(chǎn)生正常的輸出信號(hào)。

三極管的靜態(tài)工作點(diǎn)要計(jì)算的參數(shù)有： IBQ 、ICQ?、UCEQ?，這里Q專指靜態(tài)工作點(diǎn)變量。

二、合適的靜態(tài)工作點(diǎn)選擇

1. 合適靜態(tài)工作點(diǎn)條件

電路的輸入輸出要求：不同的電路應(yīng)用需要滿足不同的輸入輸出要求，例如需要大幅度放大、需要輸出信號(hào)對(duì)稱等。因此，我們需要根據(jù)應(yīng)用需求來選擇合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。

電源電壓和元器件參數(shù)：電路的靜態(tài)工作點(diǎn)和電路的電源電壓以及元器件的參數(shù)密切相關(guān)，不同的電源電壓和元器件參數(shù)可能導(dǎo)致不同的靜態(tài)工作點(diǎn)，因此我們需要根據(jù)電路實(shí)際情況來計(jì)算和選擇。

穩(wěn)定性和失真：靜態(tài)工作點(diǎn)的選擇會(huì)影響電路的穩(wěn)定性和失真情況，因此我們需要選擇一個(gè)能夠保持穩(wěn)定的靜態(tài)工作點(diǎn)，同時(shí)盡可能地減小電路的失真。

2. 靜態(tài)工作點(diǎn)的確定

靜態(tài)工作點(diǎn)是直流負(fù)載線與晶體管的某條輸出特性曲線的交點(diǎn)，隨IB的不同而靜態(tài)工作點(diǎn)沿直流負(fù)載線上下移動(dòng)。

根據(jù)式Uce=Ucc-Rc * Ic，在Ic/Ucc圖上畫出直流負(fù)載線，再畫出在IB情況下的晶體管輸出特性曲線，交點(diǎn)即靜態(tài)工作點(diǎn)。

三、使用立創(chuàng)EDA仿真查看靜態(tài)工作點(diǎn)

1. 搭建如下圖所示測(cè)試電路

2. 點(diǎn)擊菜單仿真、仿真設(shè)置

3. 運(yùn)行

點(diǎn)擊靜態(tài)工作點(diǎn)標(biāo)簽、運(yùn)行

稍等片刻就會(huì)出來仿真報(bào)告：

報(bào)告中可以迅速看到三極管的主要靜態(tài)參數(shù)。