晶体管构成的放大器要做到不失真地将信号电压放大,就必须保证晶体管的发射结正偏、集电结反偏。即应该设置它的工作点。所谓工作点就是通过外部电路的设置使晶体管的基极、发射极和集电极处于所要求的电位(可根据计算获得)。这些外部电路就称为偏置电路。三极管放大电路中,不加偏置电路的话,信号只有一个半周在基极中产生电流,而且这个半周的一部分会小于三极管的阀值电压,因此三极管只能放大这个信号的不足一个半周。要想放大整个信号周期,需要增加偏置电路。\x0d\x0a基本的偏置电路由上偏置电阻和下偏置电阻组成。在共发射极电路中,上偏置电路接在三极管基极与电源之间,下偏置电阻接在基极与地之间,上偏置电阻的作用是提高三极管的工作点,下偏置电阻的作用是使三极管的工作点更加稳定。下偏置电阻两端有并联小电容的情况,但这个电容与偏置无关,起滤除杂波的作用,是旁路电容。\x0d\x0a三极管的偏置有三种形式,加有上偏置电阻的叫正偏,不加偏置电路的称为零偏,不加偏置电路并且加上发射极电阻的,称为反偏。音频信号放大需要正偏以降低失真度,高频信号放大常采用零偏或反偏以提高工作效率。\x0d\x0a可以简单地概括成一个定义:由上偏置电阻和下偏置电阻等构成的电路称为偏置电路。
稳定静态工作点原理:
由于流过发射极偏置电阻(Re)的电流IR远大于基极的电流Ib(Ie>>Ib),因此,可以认为基极电位Vb只取决于分压电阻Re的阻值大小,与三极管参数无关,不受温度影响。
静态工作点的稳定是由Vb和Re共同作用实现,稳定过程如下:
设温度升高→Ic↑→Ie↑→VRe↑→Vbe↓→Ib↓→Ic↓
其中:Ic↑→Ie↑是由并联电路电流方程 Ie = Ib+Ic得出,Ie↑→Vbe↓是由串联电路电压方程Vbe= Vb-Ie×Re得出,Ib↓→Ic↓是由晶体三极管电流放大原理 Ic =β×Ib (β表示三极管的放大倍数) 得出。
由上述分析不难得出,Re越大稳定性越好。但事物总是具有两面性,Re太大其功率损耗也大,同时Ve也会增加很多,使Vce减小导致三极管工作范围变窄,降低交流放大倍数。因此Re不宜取得太大。在小电流工作状态下,Re值为几百欧到几千欧;大电流工作时,Re为几欧到几十欧。