三極管的伏安特性曲線和靜態(tài)工作點選擇

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區(qū)域：放大區(qū)、飽和區(qū)和截止區(qū)。

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

飽和區(qū)：在這個區(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開關，其主要作用是開啟或關閉電路。

截止區(qū)：在這個區(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斷開的開關。

三極管的伏安特性曲線可以通過實驗獲得。在實驗中，將三極管連接到電路中，以不同的電壓和電流作為輸入，測量輸出電壓和輸出電流，然后將這些數據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、工作溫度等多種因素的影響，因此在設計電路時需要仔細考慮這些因素。

2. 三極管的靜態(tài)工作點

三極管靜態(tài)工作點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時三極管的電流和電壓的值。在這個狀態(tài)下，三極管的輸入端沒有任何信號輸入，因此輸出端也不會有任何信號輸出。

在實際電路中，三極管靜態(tài)工作點的選取非常重要，因為它決定了三極管的工作狀態(tài)和工作范圍。如果靜態(tài)工作點選取不當，會導致三極管失真，輸出信號失真，從而影響電路的性能。因此，設計電路時需要仔細計算和選擇合適的靜態(tài)工作點，以確保電路能夠穩(wěn)定工作，并產生正常的輸出信號。

三極管的靜態(tài)工作點要計算的參數有： IBQ 、ICQ?、UCEQ?，這里Q專指靜態(tài)工作點變量。

二、合適的靜態(tài)工作點選擇

1. 合適靜態(tài)工作點條件

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

電源電壓和元器件參數：電路的靜態(tài)工作點和電路的電源電壓以及元器件的參數密切相關，不同的電源電壓和元器件參數可能導致不同的靜態(tài)工作點，因此我們需要根據電路實際情況來計算和選擇。

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

2. 靜態(tài)工作點的確定

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

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

三、使用立創(chuàng)EDA仿真查看靜態(tài)工作點

1. 搭建如下圖所示測試電路

2. 點擊菜單仿真、仿真設置

3. 運行

點擊靜態(tài)工作點標簽、運行

稍等片刻就會出來仿真報告：

報告中可以迅速看到三極管的主要靜態(tài)參數。