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什么是偏置电路

晶(jing)体管构成的(de)放(fang)大器要做(zuo)到不失(shi)真地将信(xin)号(hao)电(dian)(dian)压放(fang)大，就(jiu)(jiu)必须保证晶(jing)体管的(de)发(fa)射(she)结正偏、集电(dian)(dian)结反偏。即(ji)应该设置它的(de)工(gong)作点。所谓(wei)工(gong)作点就(jiu)(jiu)是通过外(wai)部电(dian)(dian)路的(de)设置使晶(jing)体管的(de)基极(ji)、发(fa)射(she)极(ji)和集电(dian)(dian)极(ji)处于所要求的(de)电(dian)(dian)位（可根据计算(suan)获得(de)）。这(zhei)些(xie)外(wai)部电(dian)(dian)路就(jiu)(jiu)称为偏置电(dian)(dian)路。

场效应管偏置电路工作原理

稳定静态工作点原(yuan)理：

由(you)于(yu)流(liu)过发(fa)射极(ji)偏(pian)置(zhi)电阻(zu)（Re）的电流(liu)IR远大于(yu)基极(ji)的电流(liu)Ib（Ie>>Ib），因此，可以认为基极(ji)电位(wei)Vb只(zhi)取决(jue)于(yu)分压(ya)电阻(zu)Re的阻(zu)值大小，与三极(ji)管参数无(wu)关，不受温度影响。静态工作点的稳定是由(you)Vb和Re共同(tong)作用实现，稳定过程如(ru)下：

设(she)温度升高→Ic↑→Ie↑→VRe↑→Vbe↓→Ib↓→Ic↓

其中(zhong)：Ic↑→Ie↑是(shi)由(you)并联电(dian)(dian)(dian)路电(dian)(dian)(dian)流(liu)方(fang)程(cheng) Ie = Ib+Ic得出(chu)(chu)，Ie↑→Vbe↓是(shi)由(you)串联电(dian)(dian)(dian)路电(dian)(dian)(dian)压(ya)方(fang)程(cheng)Vbe= Vb－Ie×Re得出(chu)(chu)，Ib↓→Ic↓是(shi)由(you)晶体三极管(guan)电(dian)(dian)(dian)流(liu)放(fang)大(da)原理 Ic =β×Ib （β表示(shi)三极管(guan)的放(fang)大(da)倍数） 得出(chu)(chu)。

由上述分析不难(nan)得(de)出，Re越大(da)稳定性越好。但(dan)事物(wu)总是具有两面(mian)性，Re太大(da)其功率损耗也(ye)大(da)，同时Ve也(ye)会增加(jia)很多，使Vce减小(xiao)导致三极管工作范围变窄，降低交流(liu)放大(da)倍数。因此Re不宜取得(de)太大(da)。在小(xiao)电(dian)流(liu)工作状(zhuang)态(tai)下，Re值为几百欧到几千欧；大(da)电(dian)流(liu)工作时，Re为几欧到几十欧。

场效应管(guan)偏置电路(lu)

场(chang)效应管偏(pian)(pian)(pian)置电(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)为(wei)了使(shi)放大(da)电(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)正常(chang)地(di)工(gong)作能把输入信号不失真地(di)加以(yi)放大(da)，必须有(you)一个合适而稳定的静(jing)态工(gong)作点为(wei)放大(da)电(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)提供(gong)直(zhi)流(liu)电(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)和直(zhi)流(liu)电(dian)(dian)(dian)(dian)压的电(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu).叫(jiao)做直(zhi)流(liu)(静(jing)态)偏(pian)(pian)(pian)置电(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)，简(jian)称偏(pian)(pian)(pian)置电(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)由(you)于各(ge)种电(dian)(dian)(dian)(dian)子电(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)对偏(pian)(pian)(pian)置电(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)有(you)不同(tong)的要求，所以(yi)在实际(ji)电(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)中加设的偏(pian)(pian)(pian)置电(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)也有(you)所不同(tong)。下面介绍几种常(chang)见(jian)的偏(pian)(pian)(pian)置电(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)。

1.固(gu)定偏(pian)直(zhi)电(dian)路

固(gu)定(ding)偏(pian)置(zhi)电(dian)(dian)路(lu)如图15-11 所(suo)示(shi)，它是(shi)共发(fa)射极(ji)(ji)(ji)放大电(dian)(dian)路(lu)。当EC和RB一经确定(ding)，就能得到一个固(gu)定(ding)的(de)(de)基极(ji)(ji)(ji)电(dian)(dian)流(liu)lB和集电(dian)(dian)极(ji)(ji)(ji)电(dian)(dian)流(liu)IC， 所(suo)以把(ba)这种电(dian)(dian)路(lu)叫做固(gu)定(ding)偏(pian)置(zhi)电(dian)(dian)路(lu)。电(dian)(dian)路(lu)中(zhong)的(de)(de)EC、IC、RC、β 和ICEO 等(deng)参(can)数.一般都是(shi)预先根据需要而确定(ding)好的(de)(de)。计算基极(ji)(ji)(ji)电(dian)(dian)流(liu)(又(you)称偏(pian)置(zhi)电(dian)(dian)流(liu))IB 和基极(ji)(ji)(ji)电(dian)(dian)阻(zu)(偏(pian)流(liu)电(dian)(dian)阻(zu))RB时(shi)，可利(li)用(yong)以下公式:

从(cong)上式(shi)可(ke)以求(qiu)出IC和(he)(he)RB的(de)(de)(de)(de)值(zhi)。但在(zai)(zai)实际应用中(zhong)，往往还要调整RB,以得到(dao)较(jiao)(jiao)精(jing)确的(de)(de)(de)(de)IC。调整方法是:选择一(yi)个合适的(de)(de)(de)(de)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位器(qi)和(he)(he)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)阻.串接(jie)后(hou)接(jie)在(zai)(zai)RB 的(de)(de)(de)(de)位置，断开(kai)RC和(he)(he)EC 的(de)(de)(de)(de)连接(jie).串入一(yi)个电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流在(zai)(zai)、调节电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位器(qi)的(de)(de)(de)(de)阻值(zhi).使电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流表指示(shi)达到(dao)预定的(de)(de)(de)(de)IC值(zhi)。由于半导体(ti)三(san)极管的(de)(de)(de)(de)特性受植度(du)的(de)(de)(de)(de)影(ying)响较(jiao)(jiao)大.当温度(du)变化升高时，三(san)极管的(de)(de)(de)(de)穿(chuan)透电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流lCEP显著增加(jia)，而IC又(you)与ICEO 有关，所以IC也(ye)随之增加(jia).从(cong)而会引起工(gong)作点的(de)(de)(de)(de)变动可(ke)以看出，固定偏置电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)只是提(ti)供一(yi)个固定偏流lB的(de)(de)(de)(de)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)，它无法起到(dao)稳定工(gong)作点的(de)(de)(de)(de)作用。它的(de)(de)(de)(de)优点是电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)结构简单，使用的(de)(de)(de)(de)元件少(shao).可(ke)以用在(zai)(zai)不要求(qiu)有稳定的(de)(de)(de)(de)静态工(gong)作点的(de)(de)(de)(de)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)中(zhong)。

2. 电压负反(fan)馈偏直电路

电(dian)(dian)压负反馈偏置电(dian)(dian)路如图15-12 所示(shi)。它和固定偏置电(dian)(dian)路的不同(tong)之处，是(shi)将偏流电(dian)(dian)阻RB接在了三极管集(ji)电(dian)(dian)极上。此时电(dian)(dian)路中各参数有以下的关(guan)系:

从(cong)上面过程可以看出，随温(wen)度的(de)(de)升高， IC的(de)(de)变化(hua)被拉了(le)回来.达到了(le)稳(wen)定(ding)静态工作点(dian)的(de)(de)作用(yong)(yong)。要(yao)想这种(zhong)电路(lu)效果好(hao)，就要(yao)使RC足够(gou)大，这样(yang)才(cai)能引起UCE 的(de)(de)足够(gou)变化(hua)，加(jia)深(shen)电压负反馈(kui)的(de)(de)作用(yong)(yong)。所以这种(zhong)电路(lu)不适用(yong)(yong)于用(yong)(yong)变压器作负载的(de)(de)电路(lu)。偏流电阻RB一般取(qu)值为(wei)(2~10)RC。

3. 电流负反馈偏直电路(lu)

电流负反(fan)馈偏置电路(lu)如图15-13 所示。它和固定偏置电路(lu)的不(bu)同(tong)之处(chu)是.在半导三极管的发射极上串(chuan)接(jie)了(le)一(yi)个电阻RE 。此时电路(lu)各参数有以下的关系:

由于EC电源相对不变，若IERE 增加(jia)，必然引起UBE下降，从而(er)造成IB的(de)下降。电路稳定静态工作点的(de)过(guo)程可(ke)以(yi)写(xie)成以(yi)下形式:

4. 分压式电流(liu)负反(fan)馈偏直电路

这(zhei)是(shi)一(yi)种常(chang)用的(de)偏(pian)置电(dian)(dian)路，它的(de)典型电(dian)(dian)路如(ru)图15-14 所示。在这(zhei)个电(dian)(dian)路中，除三极管(guan)发射极上接(jie)有(you)RE外，同时在基极上还接(jie)有(you)RB1和RB2 ， 它们分别接(jie)在电(dian)(dian)源EC的(de)两端。

分(fen)压(ya)式电流负(fu)反(fan)馈(kui)偏置电路有两种稳定作用:

①通过(guo)基极电阻RB1和RB2 的分压，以下关(guan)系成(cheng)立:

上式说(shuo)明(ming)基极电压UB只受(shou)EC·RB1和(he)RB2 的影响(xiang)，只要这三个参数确定(ding)，则(ze)UB 就可保持稳定(ding)。

①接入RE电(dian)路有电(dian)流负反(fan)馈的温度补偿作用

由于有(you)以上两个稳(wen)(wen)定作用，所以分压式电(dian)流负(fu)反馈偏置电(dian)路的(de)稳(wen)(wen)定作用较好。除此(ci)之外，这种电(dian)路还(hai)有(you)一个优点，就是RC取值小些，也不影响稳(wen)(wen)定性(xing)，因此(ci)适用于各种负(fu)载的(de)放大电(dian)路。

对于低频小(xiao)信(xin)号放大电(dian)路来说，应用(yong)电(dian)路中的元件取(qu)值可参(can)考以下原则:

场效应管偏置电路的作用

偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)置(zhi)电路的作(zuo)用是向各放大(da)级(ji)提(ti)供(gong)合(he)适(shi)的偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)置(zhi)电流，确定(ding)各级(ji)静态(tai)工作(zuo)点。各个放大(da)级(ji)对偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)置(zhi)电流的要(yao)求(qiu)各不相(xiang)同(tong)。对于输(shu)入(ru)(ru)级(ji)，通常要(yao)求(qiu)提(ti)供(gong)一个比较小（一般为微安(an)级(ji)）的偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)置(zhi)电流，而且应(ying)该非(fei)常稳定(ding)，以便提(ti)高集成(cheng)运放的输(shu)入(ru)(ru)电阻(zu)，降低输(shu)入(ru)(ru)偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)置(zhi)电流、输(shu)入(ru)(ru)失调电流及其温漂等等。

在集成运放(fang)中，常用的偏(pian)置(zhi)电路有以下几种：

镜(jing)像电流源也称(cheng)为电流镜(jing)（Current Mirror），在集成(cheng)运放中应用十(shi)分(fen)广泛(fan)，它的电路如下图所示(shi)。

然后在VT2的(de)集电(dian)极得(de)到相应的(de)IC2，作(zuo)为提(ti)供给某(mou)个放大级的(de)偏置电(dian)流。由于UBE1＝UBE2，而VT1和(he)VT2是做在同一硅片上两个相邻的(de)三(san)极管(guan)，它们的(de)工(gong)艺、结构(gou)和(he)参数(shu)都(dou)比较一致，因(yin)此可以认(ren)为

(2)由于输出(chu)恒(heng)流IC2和基(ji)准电(dian)流IREF相等，它们之间如同是镜(jing)像的(de)(de)关系，所以这(zhei)种恒(heng)流源(yuan)电(dian)路称为镜(jing)像电(dian)流源(yuan)。镜(jing)像电(dian)流源(yuan)的(de)(de)优点是结(jie)构(gou)简(jian)单，而且具有(you)一定的(de)(de)温度补(bu)偿作(zuo)用。

二、比(bi)例电(dian)流源

在(zai)镜像电流源的(de)基础上，在(zai)VT1、VT2的(de)发射极分(fen)别入(ru)两(liang)个电阻R1和R2，即可组(zu)成比例电流源，如下图所示(shi)。

由(you)(you)于VT1、VT2是做在同一硅(gui)片上的(de)两(liang)个相邻的(de)三极管，因此可(ke)以认为UBE1≈IE2R2，则(ze)IE1R1≈IE2R2，如果(guo)两(liang)管的(de)基极电(dian)流可(ke)以忽略，由(you)(you)上式可(ke)得

（3）可见两个三极管的(de)集(ji)电极电流(liu)(liu)之比(bi)近似与发射极电阻(zu)的(de)阻(zu)值成(cheng)反比(bi)，故称为比(bi)例电流(liu)(liu)源。以上两种电流(liu)(liu)源的(de)共同(tong)缺点是(shi)，当直(zhi)流(liu)(liu)电源VCC变化时，输出电流(liu)(liu)IC2几乎按同(tong)样的(de)规(gui)律(lv)活动，因(yin)此不适用于直(zhi)流(liu)(liu)电源在(zai)大范(fan)围内变化的(de)集(ji)成(cheng)运放。此外，若输入级(ji)要(yao)求微安级(ji)的(de)偏(pian)置电流(liu)(liu)，则所有电阻(zu)将(jiang)达兆欧级(ji)，在(zai)集(ji)成(cheng)电路中无法实现。

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