内容
什么是晶体管偏置?
晶体管偏置是设置晶体管的过程直流工作电压或当前条件到正确的水平,以便可以通过正确的方式放大任何AC输入信号晶体管。
晶体管是最广泛使用的之一半导体用于各种应用的设备,包括放大和切换。然而,为了令人满意地实现这些功能,必须提供一定量的晶体管当前的和/或电压。
为晶体管电路设置这些条件的过程被称为晶体管偏置。晶体管偏置可以通过各种技术来实现,其产生不同种类的偏置电路。
然而,所有这些电路都基于提供适量的基本电流的原理,iB,而且,又将收集器电流,iC来自供应电压,V.CC.当输入处没有信号时。
此外,集电极电阻器rC必须选择,使集电极 - 发射极电压VCE,对于由锗制成的晶体管并且对于由硅制成的晶体管大于1V的晶体管仍然大于0.5V。下面解释一些充足的偏置电路。
晶体管偏置的类型包括:
- 固定基座偏置或固定电阻偏差
- 收藏家反馈偏见
- 双反馈偏见
- 用发射极电阻固定偏差
- 发射器偏见
- 发射器反馈偏见
- 分压器偏置
晶体管偏置的类型
固定基座偏置或固定电阻偏差
如图1所示的偏置电路具有底座电阻器R.B.连接到基座和v之间CC.。这里,晶体管的基极交叉连接器由前方偏置电压下降在R.B,这是我的结果B.流过它。从图中,我的数学表达式B.获得为
这里的V值CC.和V.是是固定的,而电路设计一旦电路,RB的值是恒定的。
这导致了一个恒定的价值B,导致电路被命名为固定基础偏置的固定操作点。这种偏差导致(β+ 1)的稳定性因子,导致较差的热稳定性。
这背后的原因是a的β-参数晶体管即使在具有相同型号和类型的晶体管的情况下,也是不可预测的并且在很大程度上变化。β的这种变化导致我的大变化C,在所提出的设计中无法通过任何方式进行补偿。
因此,这种β从属偏差容易达到所达到的经营点的变化晶体管特性和温度。
但是,要注意的是,固定基础偏压最简单,并使用较少的组件。此外,它提供了通过改变R的值来改变活动区域中的任何位置的机会B.在设计中。
此外,它在源上没有负载,因为基极发射极结上没有电阻。由于这些因素,这种偏置用于切换应用并在晶体管中实现自动增益控制。
收藏家反馈偏见
在该电路(图2)中,基电阻器RB.连接在集电器和晶体管的基座端子上。
这意味着基准电压,vB,和集电极电压,vC是互相依赖的,因为
在哪里,
从这些方程式,看来我的增加C减少V.C,这导致我减少B.,自动减少我C。
这表明,对于这种类型的偏置网络,Q点(操作点)无论导致负载电流的变化都不管如何固定晶体管无论β值如何,始终处于活性区域。
此外,由于反馈从输出到通过R输入,该电路也称为自偏置负反馈电路。B.。
这种相对简单的偏差具有小于(β+ 1)的稳定性因子,其与固定偏压相比时导致更好的稳定性。
然而,通过基极电流降低集电极电流的动作导致降低的放大器增益。
双反馈偏见
图3示出了双反馈偏置网络,其是通过收集器反馈偏置电路的即兴推广,因为它具有额外的电阻器R.1这增加了电路的稳定性。
这是因为通过基电阻器的电流的增加导致对β值的变化导致网络的网络。
这里,
用发射极电阻固定偏差
从图4中可以看出,该偏置电路只不过是一种具有额外发射器电阻的固定偏置网络E.。
在这里,如果我C由于温度的增加而上升,我E.也增加,增加了电压下降在R.E.。
这导致v的减少C,导致我减少B,带来我C回到正常价值。因此,与固定基站偏置网络相比,这种偏置网络提供更好的稳定性。
但是,r的存在E.降低放大器的电压增益,因为它导致不需要的AC反馈。在该电路中,给出了不同电压和电流的数学方程
发射器偏见
这种偏置网络(图5)使用两个电源电压,V.CC.和V.EE.,平等但极性相反。
在这里V.EE.通过r向前偏置基础发射器结E.而V.CC.反向偏置集电极基结。而且
在这种偏见,我C可以独立于β和v是选择R.E.>> R.B./β和vEE.>> V.是分别导致稳定的操作点。
发射器反馈偏见
这种自发射器偏压(图6)采用收集器基础反馈和发射极反馈,以导致更高的稳定性。这里,通过跨发射器电阻器的电压降,发射极基结的正向偏置,RE.由于发射极限的流动,我E.。
温度的增加增加了C,导致发射极限的增加,我E.。这也导致了增加电压下降在R.E.减少收集电压VC,而且轮到我了B.,从而起回我C它的原始价值。
然而,这导致由于退行性反馈引起的输出增益降低,这与不需要的AC反馈是不需要的,其中当前的流过反馈电阻由集电极电压V的值确定C。
可以通过在发射极电阻上使用大旁路电容来补偿这种效果E.。给出了与该低电源电压合适的偏置网络中的各种电压和电流对应的表达式
分压器偏置
这种偏置网络(图7)采用了一个分压器由此组成电阻器R.1和R.2偏向晶体管。
这意味着r跨越的电压2将是基准电压晶体管,这向前偏置了其基础发射器结。通常,电流通过r2将固定为10倍所需的基础电流,iB.(即,我2= 10i.B.)。
这样做是为了避免其对分压器电流的影响或β的变化。此外,从电路,一个得到
在这种偏见,我C对β和v的变化是抵抗力是,这导致稳定性因子为1(理论上),最大可能的热稳定性。
作为我C由于温度升高而增加,即增加,导致发射极电压V的增加e,还原基极电压V是。这导致碱基电流的降低B,哪个恢复I.C它的原始价值。
该偏置电路提供的稳定性更高,尽管提供了由于R的存在而提供降低的放大器增益,但最广泛使用E.。
除了分析的基本类型的偏置网络,双极结晶体管(bjts)也可以使用有源网络或使用硅或硅或使用齐纳二极管。
此外,还应注意,尽管解释了偏置电路BJTS.,类似的偏置网络也存在场效应晶体管(FETS)。