主要疑问:如图1,在分析静态工作状态的时候认为Ube是不变的(一般为0.7V),从而求得IBQ,ICQ,UCEQ的值,进而确定电阻元件的参数。但是,江湖上又流传着这样一句话:ui变化引起uBE变化,uBE变化引起iB变化,从而引起iC变化。那么可怕的矛盾来了,不是说Ube是不变的吗,那么交流信号叠加上来后,Ube的电压会改变吗。并且在分压式偏置放大电路的稳定静态工作点的分析中,也存在这样的疑问,Ube为什么会减小。
图1 基本共射放大电路
图2 分压式偏置放大电路的直流工作电路
图3 分压式偏置放大电路稳定静态工作点分析
其实,产生这样的疑问是因为存在着致命的认知缺陷:分析静态工作点时之所以认为Ube(实际上是UBEQ)不变,从而肆无忌惮地以0.7V的压降待之,是因为三极管输入特性曲线在背后支撑而已。哪有什么岁月静好,不过是有人替你负重前行。如图4可见,当三极管UBE在0.7V附近时,电流变化很大范围,电压UBE才只有极其微小的变化,在我们改变电阻参数使IBQ电流变化时,UBEQ也几乎不变,因此我们可以认为三极管导通时B、E间拥有恒定的压降。所以,在我们改变电阻参数调整静态工作点时,总是能依据UBEQ为0.7V推理计算。事实上,UBEQ是有变化的,只是极其微小,可忽略不记。
我们进一步说明问题,可以视为恒定压降的UBEQ仅仅生活在静态工作点的分析过程中,在实际的工作电路中,三极管B、E间的压降Ube(既包含直流也包含交流)是会随着电路拓扑与特性改变的,根据三极管输入特性曲线,Ube的改变,引起了iB的改变,从而引起了后面一系列的变化。在电路中Ube的变化(由温度、反馈、交流信号叠加等引起)也会是小幅度的。
图4 三极管输入特性曲线
之前我有过这样错误的认识,认为在进行小信号放大的过程中,Ube是不变的为0.7V,如图5,当ui(交流信号)变化时,加在RB两端的电压随之变化,从而iB发生了改变,进而iC受控变化。这种想法在这种情况下貌似讲得通,但是在面对其他电路问题时,就会引发矛盾,比如上面讨论到的实际电路中uBE的变化问题。这种想法将iB与uBE的关系与三极管本身剥离开,是原理性的错误。应该这样分析,当不加交流信号时,由于RB的限流分压(如果没有RB,电源电压将没有选择地全部施加到三极管的B、E,根据三极管输入特性曲线可知,此时的iB将会非常大,可以烧毁三极管),加上三极管uBE在0.7V(具体数值需要参考三极管的数据手册)附近的近似恒压特性,此时三极管工作在一个uBEQ约为0.7V的Q点,这时加上交流信号,uBE就会在UBEQ附近上下变化,根据三极管输入特性曲线,iB也会随之变化。
图5 三极管放大电路简图
参考:https://www.zhihu.com/question/387904506
http://www.elecfans.com/d/1150842.html