三极管偏置电路中可变电阻电路详解

　　三极管偏置电路介绍

　　三极管电路，一般不叫正向偏置或反向偏置，都要设置正确的静态工作点。正向偏置和反向偏置是针对PN结或二极管说的。

　　什么叫反向偏置电压

　　反向偏置电压就是指三极管的两个电极之间的PN结所施加的电压极性与PN结极性相反的电压；

　　什么叫正向偏置电压

　　正向偏置电压就是指三极管的两个电极之间的PN结所施加的电压极性与PN结极性相同的电压；

　　比如：集电结反偏就是指C和B之间的PN结两端有一个反向偏置电压。

　　对于NPN型，则Vc＞Vb，对于PNP型，则Vc＜Vb

　　

　　基本偏置条件：

　　一个基本放大电路必须有：输入信号源、晶体三极管、输出负载以及直流电源和相应的偏置电路。其中，直流电源和相应的偏置电路用来为晶体三极管提供静态工作点，以保证晶体三极管工作在放大区。拿双极型晶体三极管而言，就是保证发射结正偏，集电结反偏。 输入信号源一般是将非电量变为电量的换能器， 如各种传感器，将声音变换为电信号的话筒，将图像变换为电信号的摄像管等。它所提供的电压信号或电流信号就是基本放大电路的输入信号。

　　简言之偏置条件 ：发射结正偏；集电结反偏。

　　偏置电路的作用

　　偏置电路的作用是向各放大级提供合适的偏置电流，确定各级静态工作点。各个放大级对偏置电流的要求各不相同。对于输入级，通常要求提供一个比较小（一般为微安级）的偏置电流，而且应该非常稳定，以便提高集成运放的输入电阻，降低输入偏置电流、输入失调电流及其温漂等等。

　　在集成运放中，常用的偏置电路有以下几种：

　　镜像电流源也称为电流镜（Current Mirror），在集成运放中应用十分广泛，它的电路如下图所示。

　　

　　电源VCC通过电阻R和VT1，产生一个基准电流IREF，由图可得

　　

　　然后在VT2的集电极得到相应的IC2，作为提供给某个放大级的偏置电流。由于UBE1＝UBE2，而VT1和VT2是做在同一硅片上两个相邻的三极管，它们的工艺、结构和参数都比较一致，因此可以认为

　　

　　由于输出恒流IC2和基准电流IREF相等，它们之间如同是镜像的关系，所以这种恒流源电路称为镜像电流源。

　　镜像电流源的优点是结构简单，而且具有一定的温度补偿作用。

　　二、比例电流源

　　在镜像电流源的基础上，在VT1、VT2的发射极分别入两个电阻R1和R2，即可组成比例电流源，如下图所示。

　　

　　由于VT1、VT2是做在同一硅片上的两个相邻的三极管，因此可以认为UBE1≈IE2R2，则

　　IE1R1≈IE2R2

　　如果两管的基极电流可以忽略，由上式可得

　　

　　可见两个三极管的集电极电流之比近似与发射极电阻的阻值成反比，故称为比例电流源。

　　以上两种电流源的共同缺点是，当直流电源VCC变化时，输出电流IC2几乎按同样的规律活动，因此不适用于直流电源在大范围内变化的集成运放。此外，若输入级要求微安级的偏置电流，则所有电阻将达兆欧级，在集成电路中无法实现。

　　如图所示是高频放大管VT1的分压式偏置电路。电路中的VT1构成变频放大器，RP1、R1和R2构成分压式偏置电路，其中RP1和R1构成上偏置电阻，R2构成下偏置电阻。

　　三极管偏置电路中可变电阻电路分析

　　

　　1、分压式偏置电路分析

　　分压式偏置电路为VT1提供静态工作电流，没有这一电流三极管VT1将无法工作在放大状态，这一电流的大小不恰当，VT1也不能工作在最佳状态下，了解静态电流大小对三极管VT1工作状态的影响，有利于理解RP1电路的工作原理。

　　电路中RP1、R1和R2分压电路决定了VT1静态电流的大小。分压电路的输出电压大小由RP1、R1和R2三只电阻阻值大小决定，R1和R2是固定电阻，调节可变电阻RP1阻值时，可以改变VT1基极电压，从而可以改变VT1静态电流。因此，设置可变电阻RP1后，能够方便地调节VT1静态工作电流。

　　2、调整变频管静态电流的目的

　　变频管的工作比较特殊，它不能工作在三极管的线性区域，而是工作在非线性区，以便进行变频。如果变频管静态工作电流太大，那就没有变频作用，如果电流太小，则没有放大能力，所以通过可变电阻器改变静态电流能方便地得到一个较好的平衡点。