偏置电阻简介
偏置电阻是放大电路中非常关键的元件,它决定了放大器的静态工作点(Q点),确保晶体管在没有输入信号时也能工作在合适的线性区,从而实现正常、低失真的放大功能。
为什么要偏置?
晶体管有三个主要工作区:
- 截止区:没有导通,输出为零。
- 放大区(线性区):处于合适的导通状态,能实现线性放大。
- 饱和区:完全导通,输出不再随输入变化,失去放大作用。
放大器必须让晶体管工作在线性区。如果没有偏置电路,输入信号的正负变化可能使晶体管工作点跑到截止区或饱和区,导致输出波形严重失真,放大器就无法正常工作。
因此,我们在输入信号的基础上,加入适当的直流电压/电流,将晶体管的“起始点”移到线性区的中间位置,这就是“偏置”的作用。
偏置电阻的作用
偏置电阻的主要功能是:
- 为晶体管的基极(B)或栅极(G)提供稳定的直流电压或电流;
- 设定晶体管的静态工作点,确保其始终工作在放大区;
- 增强电路稳定性,减少温度和器件参数变化对工作点的影响。
固定偏置电路举例
下面是一个常见的 固定偏置(Fixed Bias) 电路:
在该电路中,基极电流的计算公式为:
其中:
: 电源电压
:基极-发射极电压(硅管约 0.7 V)
: 基极偏置电阻
对于给定的三极管,在工作时不会由显著变化: 而因为
和
都是固定的,所以基极电流
也基本保持不变。 这种方式被称为固定偏置。