三極管偏置電路中可變電阻電路詳解

　　三極管偏置電路介紹

　　三極管電路，一般不叫正向偏置或反向偏置，都要設(shè)置正確的靜態(tài)工作點。正向偏置和反向偏置是針對PN結(jié)或二極管說的。

　　什么叫反向偏置電壓

　　反向偏置電壓就是指三極管的兩個電極之間的PN結(jié)所施加的電壓極性與PN結(jié)極性相反的電壓；

　　什么叫正向偏置電壓

　　正向偏置電壓就是指三極管的兩個電極之間的PN結(jié)所施加的電壓極性與PN結(jié)極性相同的電壓；

　　比如：集電結(jié)反偏就是指C和B之間的PN結(jié)兩端有一個反向偏置電壓。

　　對于NPN型，則Vc＞Vb，對于PNP型，則Vc＜Vb

　　基本偏置條件：

　　一個基本放大電路必須有：輸入信號源、晶體三極管、輸出負(fù)載以及直流電源和相應(yīng)的偏置電路。其中，直流電源和相應(yīng)的偏置電路用來為晶體三極管提供靜態(tài)工作點，以保證晶體三極管工作在放大區(qū)。拿雙極型晶體三極管而言，就是保證發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。 輸入信號源一般是將非電量變?yōu)殡娏康膿Q能器， 如各種傳感器，將聲音變換為電信號的話筒，將圖像變換為電信號的攝像管等。它所提供的電壓信號或電流信號就是基本放大電路的輸入信號。

　　簡言之偏置條件 ：發(fā)射結(jié)正偏；集電結(jié)反偏。

　　偏置電路的作用

　　偏置電路的作用是向各放大級提供合適的偏置電流，確定各級靜態(tài)工作點。各個放大級對偏置電流的要求各不相同。對于輸入級，通常要求提供一個比較小（一般為微安級）的偏置電流，而且應(yīng)該非常穩(wěn)定，以便提高集成運放的輸入電阻，降低輸入偏置電流、輸入失調(diào)電流及其溫漂等等。

　　在集成運放中，常用的偏置電路有以下幾種：

　　鏡像電流源也稱為電流鏡（Current Mirror），在集成運放中應(yīng)用十分廣泛，它的電路如下圖所示。

　　電源VCC通過電阻R和VT1，產(chǎn)生一個基準(zhǔn)電流IREF，由圖可得

　　然后在VT2的集電極得到相應(yīng)的IC2，作為提供給某個放大級的偏置電流。由于UBE1＝UBE2，而VT1和VT2是做在同一硅片上兩個相鄰的三極管，它們的工藝、結(jié)構(gòu)和參數(shù)都比較一致，因此可以認(rèn)為

　　由于輸出恒流IC2和基準(zhǔn)電流IREF相等，它們之間如同是鏡像的關(guān)系，所以這種恒流源電路稱為鏡像電流源。

　　鏡像電流源的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，而且具有一定的溫度補償作用。

　　二、比例電流源

　　在鏡像電流源的基礎(chǔ)上，在VT1、VT2的發(fā)射極分別入兩個電阻R1和R2，即可組成比例電流源，如下圖所示。

　　由于VT1、VT2是做在同一硅片上的兩個相鄰的三極管，因此可以認(rèn)為UBE1≈IE2R2，則

　　IE1R1≈IE2R2

　　如果兩管的基極電流可以忽略，由上式可得

　　可見兩個三極管的集電極電流之比近似與發(fā)射極電阻的阻值成反比，故稱為比例電流源。

　　以上兩種電流源的共同缺點是，當(dāng)直流電源VCC變化時，輸出電流IC2幾乎按同樣的規(guī)律活動，因此不適用于直流電源在大范圍內(nèi)變化的集成運放。此外，若輸入級要求微安級的偏置電流，則所有電阻將達(dá)兆歐級，在集成電路中無法實現(xiàn)。

　　如圖所示是高頻放大管VT1的分壓式偏置電路。電路中的VT1構(gòu)成變頻放大器，RP1、R1和R2構(gòu)成分壓式偏置電路，其中RP1和R1構(gòu)成上偏置電阻，R2構(gòu)成下偏置電阻。

　　三極管偏置電路中可變電阻電路分析

　　1、分壓式偏置電路分析

　　分壓式偏置電路為VT1提供靜態(tài)工作電流，沒有這一電流三極管VT1將無法工作在放大狀態(tài)，這一電流的大小不恰當(dāng)，VT1也不能工作在最佳狀態(tài)下，了解靜態(tài)電流大小對三極管VT1工作狀態(tài)的影響，有利于理解RP1電路的工作原理。

　　電路中RP1、R1和R2分壓電路決定了VT1靜態(tài)電流的大小。分壓電路的輸出電壓大小由RP1、R1和R2三只電阻阻值大小決定，R1和R2是固定電阻，調(diào)節(jié)可變電阻RP1阻值時，可以改變VT1基極電壓，從而可以改變VT1靜態(tài)電流。因此，設(shè)置可變電阻RP1后，能夠方便地調(diào)節(jié)VT1靜態(tài)工作電流。

　　2、調(diào)整變頻管靜態(tài)電流的目的

　　變頻管的工作比較特殊，它不能工作在三極管的線性區(qū)域，而是工作在非線性區(qū)，以便進(jìn)行變頻。如果變頻管靜態(tài)工作電流太大，那就沒有變頻作用，如果電流太小，則沒有放大能力，所以通過可變電阻器改變靜態(tài)電流能方便地得到一個較好的平衡點。