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日志

关于Ube不得不说的事

已有 887 次阅读2010-11-16 09:09 |个人分类:模拟电子技术基础(第四版)童诗白 阅读有感|系统分类:模拟技术| Ube, 模电教材, 负反馈, 稳定, 直流工作点

关于Ube不得不说的事



   
Ube
在大学学习模电的时候曾困扰过我很久。今天理了下思路,记录如下。



    这里所指的Ube是真真正正加在b,e 两端的电压,既包括直流也包括交流。



    1、在加上交流信号的时候,Ube会变化,比如本来b端加了5V,e端电压为4.3V,e端交流接地时,即意味着e端直流电压4.3V不改变,则当b端变化成5.02V时,Ube则为0.72V。而b端是如何变成5.02V的呢?它是由信号源在考虑了内阻,和b端的输入阻抗后得出的b端的交流信号大小0.02叠加在5V之上形成的5.02V。到这里我们就可以理解出,对于直流信号,Ube是不变是,固定为0.7V,但是对于交流小信号,be之间就不再是像直流情况一样的二极管模型了,而是等效于电阻rbe,因为be间是电阻,那么电阻两端就会有电压咯,所以综合交直流的情况,就是Ube之间真真正正的电压是可变的,它是直流信号0.7V和交流信号在考虑了rbe的基础上得出的交流电压差叠加的结果。就像0.7V叠加0.02V成为0.72V一样。



   2、而对于单纯的直流信号,Ube是不会变化的,它固定等于0.7V



   3、另外只有对于一种特殊的直流信号,Ube会变化,那就是直接加个恒压源在b,e两端。



好分析完毕。



 



 



   接下来开始对引起我长期困扰的模电教材中模棱两可的说法进行狠批:



先上图,下图来自模拟电子技术基础(第四版)N多教材对这个基础电路的描述都是以这段话为蓝本的。







上面描述到UBE变小,那么它是把IC当做交流信号还是当做缓慢变化的直流信号来看待呢?如果是缓慢变化的直流信号来看待的话,UBE根本不存在变小的问题,因为对于直流信号的静态分析而言,UBE永远都是固定的0.7V。而起到直流负反馈是因为Ic上升引起UE上升,引起UB上升,引起Rb,即直流电源内阻两端的压降变小,从而导致IB变小,进行Ic下降来实现直流负反馈的。即对于直流信号,静态分析而言B,E之间是以一个二极管的模型出现的,它两端的压降永远是0.7V,若要有变化只能是流经它的电流有变化,而不会是电压UBE



那么Ic是被当做直流信号叠加上交流小信号ΔIc看待的吗?没错,如果是将叠加的ΔIc当做交流小信号看待的话,因为b,e间等效为电阻rbe,其两端是会有压降变化的,当ic增大时,e端的电压增大,那么b端本来电压为0,那么ib就会从0减小为负值,从而将ic降低,起到交流负反馈作用。那么在这个变化过程中,这个变化的交流小信号ube叠加在直流信号UBE上,那么真真正正b,e两端的电压UBEIc变化的瞬间的确发生变化了,而且是变小了。但是,,,文中并没有任何一个字眼提到它是用交流小信号分析得出该结论的呀,而且所有的小标都是大写的BE,或者BQ,完全给人是在用直流分析的感觉。



那么用直流分析的话,有可能出现UBE是变化而且变小的吗?有可能。就像上面分析中提到的第3点,如果加在b端的直流电压源是恒压源,没有内阻的话,就可以实现B点电压UBQ保持不变,从而Ic变大,UE上升,而UBE变小。上面那段话中倒是提到“因为UBQ基本保持不变”,因此可以看出它很可能把UB当作一个恒压源来分析了。但这样分析是很不好的,因为它第一没有反映事实的真相,即UBE现实中是不变的;第二没有明确说出是把UB当作恒压源分析,引发读者无限遐想。第三虽然最后也得出了恒压源情况下,负反馈稳定直流工作点的结论,但并没有举例说明其他情况下,负反馈是如何工作的,当然结论是相似的,但过程是不同的。



****************************** 线**************************************



 



如果是我的话,我就会这样说:



对于Re起到的负反馈稳定工作点作用,可以通过“直流负反馈”和“交流负反馈”两个角度进行分析。



对于直流负反馈,UBE保持0.7V不变,因Ic增大,引起UE增大从而引起UB增大,进而引起IB减小,从而引起Ic减小,实现了负反馈的作用。



对于交流负反馈,b,e之间等效为rbe,随着Ic增大,交流小信号ic0增大为正值,引起ue0增大为正值,而b端无交流信号,交流电压为0,即保持直流电压UB不变,故真正的b,e两端电压UBE变小,这也是交直流信号叠加的结果,即直流信号不变,e端的交流电压ue 增大的结果。最后因ube0变为负值的原因,要求ic下降,从而实现了负反馈的作用。



这样,我们就可以看到,无论从直流角度进行静态分析,还是交流角度进行动态分析,都可以看出Re是具有利用负反馈稳定直流工作点的作用。但有人会指出,为什么分析的结论中,静态分析中的UBE不变,而动态分析中的UBE变化?这是因为静态分析是在Ic变化完后,一切变量稳定下来时进行的分析,UBE当然是不变的;而动态分析是在变化的过程中进行分析,此时UBE是有变化的。但无论是哪种分析都指向同一个结论,Ic的变化因负反馈变化不大。静态分析是通过稳定后分析Ic得出结论,动态分析是通过变化过程中分析ic较小,得出变化过程中Ic变化幅度不大来得出结论。



最后一点要指出的是,负反馈的分析,其实是一种基于假设的分析,先假设只有一个量变化,其他量不变,再因为这个变化的量引起其他量的变化,如果其他量对这个变化是量有促进作用则是正反馈,若是抑制作用则是反负馈,说白了就是思维上的一个假想实验。现实中只要一个参数比如β变化了,所有相关的量都会根据相应的推算同时全部变化。但加了负反馈的电路,Ic的变化将比没回负反馈的电路,变化要小。这同样可以根据用βRe等表示的Ic的等式看出,你会发现βIc的作用削弱了,但仍有影响。换而言之,即使加了负反馈,Ic还是变化了,只是没有变化那么大。



OK,分析完毕,如有错漏,敬请指正。



 


路过

鸡蛋

鲜花

握手

雷人

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