[分享] 三极管偏置电路的工作原理

1万 · 2023-8-2 14:51

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。