转：偏置电流

只看该作者 · 2011-11-20 14:51

运放是集成在一个芯片上的晶体管放大器，偏置电流 bias current 就是第一级放大器输入晶体管的基极直流电流。这个电流保证放大器工作在线性范围，为放大器提供直流工作点。因为运算放大器要求尽可能宽的共模输入电压范围，而且都是直接耦合的，不可能在芯片上集成提供偏置电流的电流源。所以都设计成基极开路的，由外电路提供电流。因为第一级偏置电流的数值都很小， uA到 nA 数量级，所以一般运算电路的输入电阻和反馈电阻就可以提供这个电流了。而运放的偏置电流值也限制了输入电阻和反馈电阻数值不可以过大，使其在电阻上的压降与运算电压可比而影响了运算精度。或者不能提供足够的偏置电流，使放大器不能稳定的工作在线性范围。如果设计要求一定要用大数值的反馈电阻和输入电阻，可以考虑用 J-FET 输入的运放。因为 J-FET 是电压控制器件，其输入偏置电流参数是指输入 PN 结的反向漏电流，数值应在 pA 数量级。同样是电压控制的还有 MOSFET 器件，可以提供更小的输入漏电流。
　　另外一个有关的运放参数是输入失调电流 offset current，是指两个差分输入端偏置电流的误差，在设计电路中也应考虑。
　　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（可理解为，设置PN结正、反偏的电路），偏置电路向晶体管提供的电流就称为偏置电流。以常用的共射放大电路说吧，主流是从发射极到集电极的IC，偏流就是从发射极到基极的IB。相对与主电路而言，为基极提供电流的电路就是所谓的偏置电路。偏置电路往往有若干元件，其中有一重要电阻，往往要调整阻值，以使集电极电流在设计规范内。这要调整的电阻就是偏置电阻。稳定静态工作点原理设流过基极偏置电阻的电流IR>>IB，因此可以认为基极电位VB只取决于分压电阻、，VB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↑→VBE↓→IB↓→IC↓ 其中：IC↑→IE↑是由电流方程 IE = IB+IC得出，IE↑→VBE↓是由电压方程VBE= VB－IERe得出，IB↓→IC↓是由 IC =βIB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。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。

只看该作者 · 2011-11-20 17:22

一直不明白这个道理，终于明白了

只看该作者 · 2011-11-27 07:52

偏置电流

　　运放是集成在一个芯片上的晶体管放大器，偏置电流 bias current 就是第一级放大器输入晶体管的基极直流电流。这个电流保证放大器工作在线性范围，为放大器提供直流工作点。因为运算放大器要求尽可能宽的共模输入电压范围，而且都是直接耦合的，不可能在芯片上集成提供偏置电流的电流源。所以都设计成基极开路的，由外电路提供电流。因为第一级偏置电流的数值都很小， uA到 nA 数量级，所以一般运算电路的输入电阻和反馈电阻就可以提供这个电流了。而运放的偏置电流值也限制了输入电阻和反馈电阻数值不可以过大，使其在电阻上的压降与运算电压可比而影响了运算精度。或者不能提供足够的偏置电流，使放大器不能稳定的工作在线性范围。如果设计要求一定要用大数值的反馈电阻和输入电阻，可以考虑用 J-FET 输入的运放。因为 J-FET 是电压控制器件，其输入偏置电流参数是指输入 PN 结的反向漏电流，数值应在 pA 数量级。同样是电压控制的还有 MOSFET 器件，可以提供更小的输入漏电流。
　　另外一个有关的运放参数是输入失调电流 offset current，是指两个差分输入端偏置电流的误差，在设计电路中也应考虑。
　　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（可理解为，设置PN结正、反偏的电路），偏置电路向晶体管提供的电流就称为偏置电流。以常用的共射放大电路说吧，主流是从发射极到集电极的IC，偏流就是从发射极到基极的IB。相对与主电路而言，为基极提供电流的电路就是所谓的偏置电路。偏置电路往往有若干元件，其中有一重要电阻，往往要调整阻值，以使集电极电流在设计规范内。这要调整的电阻就是偏置电阻。稳定静态工作点原理设流过基极偏置电阻的电流IR>>IB，因此可以认为基极电位VB只取决于分压电阻、，VB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↑→VBE↓→IB↓→IC↓ 其中：IC↑→IE↑是由电流方程 IE = IB+IC得出，IE↑→VBE↓是由电压方程VBE= VB－IERe得出，IB↓→IC↓是由 IC =βIB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。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。