雙極性接面電晶體(BJT)
工作點(Q 點)
放大器要能把訊號上下擺動之前,必須先在沒有施加訊號時停在某處——靜止、安靜、空轉。那個休息位置就是 Q 點(Q 代表 quiescent,意即靜止)。它是輸入靜默時電晶體所安定下來的直流集極電流與直流集-射電壓。想像公園裡的鞦韆:你得先把它拉到舒適的中間高度才好推,這樣它才能前後都動。Q 點就是那個中間高度。
Q 點是一對數字,寫成 (Vce, Ic)。你用偏壓網路來設定它。對乾淨的共射極放大器,通常要把靜態集極電壓放在可用範圍的「中央」附近,這樣輸出在被削平前才能盡量往電源方向擺高、也盡量往飽和方向擺低。舉例:12 V 電源、4.7 kΩ 集極電阻,選靜態集極電流約 1 mA,會在電阻上產生 1 mA 乘上 4.7 kΩ = 4.7 V 壓降,使集極停在 12 - 4.7 = 7.3 V——舒適地落在軌道中段,兩邊都有擺動空間。
為何重要:Q 點放錯會毀掉放大器。太靠近電源軌,輸出的正半週會被削平;太靠近飽和,負半週被削平;電流太小則增益與雜訊變差。又因為 Q 點取決於不可靠的 beta 與溫度,良好偏壓(搭配射極電阻的分壓)的全部理由,就是把 Q 點釘牢,使它在 beta 變動、零件變熱時都待著不動。穩定的 Q 點是放大器其餘一切的基石。
一個音訊前級設在 Ic = 1 mA、Vce = 6 V(12 V 軌)時,輸出能乾淨地往上、往下各擺幾伏。把 Q 點移到 Vce = 11 V,連很小的輸入都會把波形頂端削平——擺幅用光了餘裕(headroom)。
把 Q 點置中,放大器就能對稱擺動而不削波。
Q 點是直流概念——它完全忽略訊號。你先做直流偏壓分析找出 Q 點,再分開、疊加地分析交流訊號。把兩者混在一起是經典的初學者錯誤。
又称
另见