靜態(tài)工作點穩(wěn)定性對射極輸出器動態(tài)性能的影響

摘要：鑒于電子技術(shù)教材的阻容耦合射極輸出器都是靜態(tài)工作點不穩(wěn)定的電路形式，都沒有分析靜態(tài)工作點的穩(wěn)定性對電路動態(tài)性能影響的問題，因而有射極輸出器是否需要穩(wěn)定的靜態(tài)工作點的疑點問題。針對疑點問題，研究了射極輸出器的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻等三大動態(tài)性能指標的數(shù)值范圍及與靜態(tài)工作點的關(guān)系，得出射極輸出器靜態(tài)工作點的穩(wěn)定性對電路動態(tài)性能影響很小、射極輸出器的偏置電路可采用簡單構(gòu)成形式的結(jié)論。
關(guān)鍵詞：電壓放大倍數(shù)；輸入電阻；輸出電阻；靜態(tài)工作點

0 引 言
圖1為見于一般教材的阻容耦合射極輸出器的典型電路，其直流通路如圖2所示。

觀察圖2所示的直流通路可看出，基極電阻Rb、發(fā)射極電阻Re構(gòu)成決定靜態(tài)工作點的偏置電路，依KVL及晶體管的電流分配關(guān)系，可寫出基極直流電位UBQ，發(fā)射極靜態(tài)電流IEQ的表達式為：

由圖2及式(1)、式(2)，可得出射極輸出器偏置電路的構(gòu)成特點及靜態(tài)工作點的穩(wěn)定情況：

(1)晶體管的基極只接有一個基極電阻Rb，沒有采用基極電位穩(wěn)定的二個電阻分壓式偏置形式，基極直流電位UBQ與電流放大系數(shù)盧、發(fā)射結(jié)直流電壓UBEQ等晶體管的參數(shù)有關(guān)，隨晶體管的參數(shù)變化而變化不是穩(wěn)定的。
(2)晶體管發(fā)射極所接的發(fā)射極電阻Re引入了直流負反饋，但因基極直流電位UBQ不穩(wěn)定而影響靜態(tài)工作點的穩(wěn)定性，發(fā)射極靜態(tài)電流IEQ與電流放大系數(shù)β、發(fā)射結(jié)直流電壓UBEQ等晶體管的參數(shù)有關(guān)，靜態(tài)工作點隨晶體管的參數(shù)變化而變化。
幾乎所有電子技術(shù)類的教材，在介紹射極輸出器時，所給出的電路均為圖1所示的形式，但都不說明為什么采用基極電位不穩(wěn)定、靜態(tài)工作點不穩(wěn)定的簡單構(gòu)成形式的偏置電路，都不強調(diào)靜態(tài)工作點的設(shè)置和穩(wěn)定問題，都沒有分析靜態(tài)工作點的穩(wěn)定性對射極輸出器動態(tài)性能影響的問題。這給射極輸出器的教學帶來幾個疑點問題：射極輸出器不需要穩(wěn)定的靜態(tài)工作點?靜態(tài)工作點的穩(wěn)定性對射極輸出器動態(tài)性能有什么影響?

1 射極輸出器動態(tài)性能和靜態(tài)工作點的關(guān)系分析
射極輸出器和其他放大電路一樣，用電壓放大倍數(shù)Au反映對輸入信號的放大能力，用輸入電阻Ri反映對信號源的影響程度，用輸出電阻Ro反映帶負載的能力。利用微變等效電路法，求得圖1所示的射極輸出器的電壓放大倍數(shù)Au、輸入電阻Ri及輸出電阻Ro三大動態(tài)性能指標的計算公式為：
電壓放大倍數(shù)：