直流工作点研究:一种BJT晶体管

工作与生活的平衡对不同的人有不同的意义。对我来说，我会在工作日被工作吞没，没有任何有意义的休息。唯一的例外是周日，我会花一整天的时间看Netflix、玩游戏或任何值得呆在家里做的活动。

我一直被批评生活方式不平衡。不可否认，但至少我很清楚我是如何在工作和休息之间运作的。同样，我对BJT晶体管的工作原理非常感兴趣，因为它们具有非常动态的特性。换句话说，如果你在使用晶体管，了解直流工作点是必须的。

什么是直流工作点

BJT晶体管可能是有史以来最有趣的基本电子元件之一。技术上讲，它是两个PN结的结合二极管它们被整合在一起。晶体管起电流开关的作用，基极电流的存在将激活集电极-发射极(CE)结，使集电极电流通过。

在设计BJT晶体管时，有几个有趣的参数，其中之一是直流工作点。直流工作点，也称为静态或Q点，指的是当元件上没有输入电流时晶体管的状态。

在图表上，直流工作点是基极电流与直流负载线的交点。这意味着您需要绘制直流载重线以确定晶体管的直流工作点。这个过程很简单，因为Ic和Vce的关系由

Vcc = Vce +红十字国际委员会

在这个方程中，Vcc是电源电压，Vce是集电极-发射极电压，IcRc是基准电阻上的压降(Rb)。求解Vce =0和Ic =0的方程将得到两个轴上的值。由于方程是线性的，在两个值之间连接一条线将提供直流负载线。为了一个已知的我_b时，可在图表上确定直流工作点。

直流工作点和晶体管偏置

到目前为止，您已经很好地理解了DC工作点的全部内容。然而，更重要的是，了解直流工作点对晶体管偏置的影响。晶体管工作在有源、截止和饱和区域，其行为随之改变。

根据晶体管的用途，你需要将直流工作点保持在某个区域。例如，如果你正在构建一个a类放大器，你会希望直流工作点在有源区域的中间。使其接近饱和或截止将导致输入交流信号被剪切或失真。

同时，有某些类型的放大器被设计为在截止或饱和区域工作。的B类放大器，只放大输入信号的正半部分，去除负半部分，其直流工作点设置在截止区域。

直流工作点分析的重要性

也许你的下一个假设是，偏压晶体管是小菜一碟。毕竟，设置晶体管的直流工作点会出什么问题呢?残酷的事实是，放置一对电阻器并不是任务的结束。

根据配置，一些偏置电路是不可靠的．上图所示的固定基偏置电路执行简单，但在主动操作时往往不稳定。此外，由于温度的变化，直流工作点可能会波动。

下面的电路略有改进，其中晶体管配置为集电极反馈偏置。通过Rb产生的负反馈确保直流工作点始终保持在有源区域。

采用分压器偏置可获得更好的稳定性，如下面的电路所示。这种配置确保直流工作点完全独立于β值，不受外部电路元件的影响。这里的β值是直流电流增益，表示大电流流和小偏置电流之间的关系。

有许多因素可能影响晶体管的直流工作点。手动绘制出可能的变量和结果会很费力，而且可能不是最明智的选择。相反，获取来自Cadence的布局和分析工具做这项工作是更好的选择。使用SPICE工具与PCB设计软件一起工作是谨慎的PSpice软件模拟器．

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