模拟技术
三极管在实际的放大电路中使用时,还需要加合适的偏置电路。这有几个原因:
首先是由于三极管 BE 结的非线性(相当于一个二极管),基极电流必须在输入电压达到一定程度后才能产生(对于硅管,常 取 0.7V)。当基极与发射极之间的电压小于 0.7V 时,基极电流就可以认为是 0。但实际中要放大的信号 往往远比 0.7V 要小,如果不加偏置的话,这么小的信号就不足以引起基极电流的改变(因为小于 0.7V 时, 基极电流都是 0)。如果我们事先在三极管的基极上加上一个合适的电流(叫做偏置电流,用来提供这个 电流的,被叫做偏置电阻),那么当一个小信号跟这个偏置电流叠加在一起时,小信号就会导致基极电流 的变化,而基极电流的变化,就会被放大并在集电极上输出。
另一个原因就是输出信号范围的要求,如果 没有加偏置,那么只有对那些增加的信号放大,而对减小的信号无效(因为没有偏置时集电极电流为 0, 不能再减小了)。而加上偏置,事先让集电极有一定的电流,当输入的基极电流变小时,集电极电流就可 以减小;当输入的基极电流增大时,集电极电流就增大。这样减小的信号和增大的信号都可以被放大了。
偏置电路的种类很多,主要有固定式偏置电路,分压式偏置电路,集电极-基极负反馈式偏置电路:
如下图所示是固定偏置电路,电路中的三极管 是 NPN 三极管,Vcc 为供电电源,电阻 Rb 为基极提供电流,Vcc 和 Rb 确定后流入基 极的电流 Ib 就是固定的,所以我们称 Rb 为固定偏置电阻,偏置电阻的一根引脚必须 与三极管的基极相连,另外一角与正电源或 是负电源,或者是与地线端相连接。
如下图所示为分压式偏置电路,电路中的三极管 是 NPN 三极管,Vcc 为供电电源,电阻 R1 和 R3 构成直流供电电压 Vcc 的分压电路,分压后 加到三极管基极,给基极一个偏置电压。在分 压式偏置电路中 R1称为上偏置电阻,R3 称为 下偏置电阻。虽然基极电流是通过上偏置电阻 R1 构成回路,但是 R1 和 R2 分压后的电压决 定了基极电压的大小,也就决定了基极电流的 大小。 无论是 NPN 还是 PNP 型的三极管偏置电路都 由 2 个电阻组成,也很好判断。在 2 个偏置电 阻中,只有一个电阻基极电流回路,在分析电 阻时如果发现 R1 断开那么就没有了基极电流,如果电阻 R3 断开也会使基极电流变大。
如下图所示为集电极-基极负反馈式偏置电路,电路中的是 NPN 型三极管,采用 Vcc 供电,R1 是偏置电阻,电路中 R1 接在 三极管的基极和集电极之间,R1 为三极 管基极提供了偏置电流,同时又有负反馈 的作用,所以称为集电极-基极负反馈式 偏置电路。
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