📅  最后修改于: 2020-11-26 09:22:30             🧑  作者: Mango
偏置是提供直流电压的过程,有助于电路的功能。晶体管的基础是使发射极-基极结正向偏置,而集电极-基极结反向偏置,以使其保持在有源区内,以用作放大器。
在上一章中,我们说明了如果输入和输出部分都被偏置,则晶体管如何充当良好的放大器。
在信号通过期间,零信号集电极电流的适当流动和集电极-发射极电压的适当维持被称为晶体管偏置。提供晶体管偏置的电路称为偏置电路。
如果将非常小的电压信号提供给BJT的输入,则无法对其进行放大。因为对于BJT,要放大信号,必须满足两个条件。
输入电压超过切入电压为晶体管为ON。
BJT应该在有源区域中,以用作放大器。
如果通过外部源通过BJT提供适当的DC电压和电流,以使BJT在有源区域中工作并叠加要放大的AC信号,则可以避免此问题。选择给定的DC电压和电流,以使晶体管在整个输入AC周期内保持在有效区域。因此,需要直流偏置。
下图显示了在输入和输出电路上均具有直流偏置的晶体管放大器。
为了使晶体管作为忠实的放大器工作,应稳定工作点。让我们看一下影响工作点稳定的因素。
影响工作点的主要因素是温度。工作点因温度变化而移动。
随着温度升高,I CE ,β,V BE的值受到影响。
因此,影响工作点的主要问题是温度。因此,应使工作点与温度无关,以实现稳定性。为此,引入了偏置电路。
使工作点不受温度变化或晶体管参数变化影响的过程称为稳定化。
一旦达到稳定,I C和V CE的值就变得与温度变化或晶体管的更换无关。良好的偏置电路有助于稳定工作点。
由于以下原因,必须实现工作点的稳定。
让我们详细了解这些概念。
由于集电极电流的表达式I C为
$$ I_C = \ beta I_B + I_ {CEO} $$
$$ = \ beta I_B +(\ beta + 1)I_ {CBO} $$
集电极泄漏电流I CBO受温度变化的影响很大。为此,要设置偏置条件,以使零信号收集器电流I C = 1 mA。因此,需要稳定工作点,即必须保持I C恒定。
由于每个晶体管的β值和V BE的值都不相同,因此每当更换晶体管时,工作点就会发生变化。因此有必要稳定工作点。
由于集电极电流的表达式I C为
$$ I_C = \ beta I_B + I_ {CEO} $$
$$ = \ beta I_B +(\ beta + 1)I_ {CBO} $$
集电极电流的流动以及集电极泄漏电流也会导致散热。如果工作点不稳定,则会产生累积效应,从而增加散热量。
这种不稳定晶体管的自毁被称为热失控。
为了避免热失控和晶体管的损坏,必须稳定工作点,即保持I C恒定。
据了解,I C应该尽管我CBO或I CO的变化保持恒定。偏置电路成功维持这种偏置的程度由稳定性因子衡量。用S表示。
根据定义,在恒定的β和I B时,集电极电流I C相对于集电极泄漏电流I CO的变化率称为稳定因数。
$ S = \ frac {d I_C} {d I_ {CO}} $,常数I B和β
因此,我们可以理解,集电极泄漏电流的任何变化都会在很大程度上改变集电极电流。稳定性因子应尽可能低,以使集电极电流不受影响。 S = 1是理想值。
CE配置的稳定性因子的一般表达式可以如下获得。
$$ I_C = \ beta I_B +(\ beta + 1)I_ {CO} $$
关于I C区分上述表达式,我们得到
$$ 1 = \ beta \ frac {d I_B} {d I_C} +(\ beta + 1)\ frac {d I_ {CO}} {dI_C} $$
要么
$$ 1 = \ beta \ frac {d I_B} {d I_C} + \ frac {(\ beta + 1)} {S} $$
由于$ \ frac {d I_ {CO}} {d I_C} = \ frac {1} {S} $
要么
$$ S = \ frac {\ beta + 1} {1-\ beta \ left(\ frac {d I_B} {d I_C} \ right)} $$
因此,稳定性因子S取决于β, IB和IC 。