靜態工作點穩定性對射極輸出器動態性能的影響

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

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、發射極電阻Re構成決定靜態工作點的偏置電路，依KVL及晶體管的電流分配關系，可寫出基極直流電位UBQ，發射極靜態電流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成特點及靜態工作點的穩定情況：

(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與電流放大系數盧、發射結直流電壓UBEQ等晶體管的參數有關，隨晶體管的參數變化而變化不是穩定的。
(2)晶體管發射極所接的發射極電阻Re引入了直流負反饋，但因基極直流電位UBQ不穩定而影響靜態工作點的穩定性，發射極靜態電流IEQ與電流放大系數β、發射結直流電壓UBEQ等晶體管的參數有關，靜態工作點隨晶體管的參數變化而變化。
幾乎所有電子技術類的教材，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定、靜態工作點不穩定的簡單構成形式的偏置電路，都不強調靜態工作點的設置和穩定問題，都沒有分析靜態工作點的穩定性對射極輸出器動態性能影響的問題。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定的靜態工作點?靜態工作點的穩定性對射極輸出器動態性能有什么影響?

1 射極輸出器動態性能和靜態工作點的關系分析
射極輸出器和其他放大電路一樣，用電壓放大倍數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Au、輸入電阻Ri及輸出電阻Ro三大動態性能指標的計算公式為：
電壓放大倍數：