晶体管电路中的偏置通过使用两个直流电源V _BB和V _CC来完成。将直流电源最小化为一个电源而不是两个电源是经济的，这也使电路简单。

晶体管偏置的常用方法是

• 基本电阻法
• 集电极至基极偏置
• 用集电极反馈电阻偏置
• 分压器偏置

所有这些方法都具有相同的基本原理，即在零信号条件下从V _CC获得所需的I _B和I _C值。

基本电阻法

在该方法中，顾名思义，高阻电阻器R _B连接在基极中。所需的零信号基极电流由流过R _B的V _CC提供。基极发射极结正向偏置，因为基极相对于发射极为正。

可以由零信号的基极电流，因此集电极电流(如I _{C =βIB)}的所要求的值，通过选择基极电阻RB的适当值流动。因此，R _B的值是已知的。下图显示了偏置电路的基极电阻器方法的外观。

令I _C为所需的零信号集电极电流。因此，

$$ I_B = \ frac {I_C} {\ beta} $$

考虑到V _CC ，基极，发射极和地之间的闭合电路，在应用基尔霍夫电压定律时，我们得到：

$$ V_ {CC} = I_B R_B + V_ {BE} $$

要么

$$ I_B R_B = V_ {CC}-V_ {BE} $$

因此

$$ R_B = \ frac {V_ {CC}-V_ {BE}} {I_B} $$

由于V _BE与V _CC相比通常很小，因此可以忽略不计，误差很小。然后，

$$ R_B = \ frac {V_ {CC}} {I_B} $$

我们知道V _CC是一个固定的已知量，而I _B被选择为某个合适的值。由于可以直接找到R _B ，因此该方法称为固定偏差方法。

稳定系数

$$ S = \ frac {\ beta + 1} {1-\ beta \ left(\ frac {d I_B} {d I_C} \ right)} $$

在固定偏置的偏置方法中，I _B独立于I _C，因此，

$$ \ frac {d I_B} {d I_C} = 0 $$

将以上值代入上式中，

稳定性因子$ S = \ beta + 1 $

因此，固定偏差下的稳定性因子为(β+ 1)，这意味着I _C变化是I _CO的任何变化的(β+ 1)倍。

好处

• 电路很简单。
• 仅需要一个电阻R _E。
• 偏置条件易于设定。
• 由于基极-发射极结点不存在电阻，因此没有负载效应。

缺点

• 由于无法停止发热量，因此稳定性很差。

• 稳定性系数非常高。因此，热失控的可能性很大。

因此，很少采用这种方法。

基准偏差的收集器

集电极到基极偏置电路与基极偏置电路相同，除了基极电阻器R _B返回集电极，而不是返回到V _CC电源，如下图所示。

该电路有助于大大提高稳定性。如果I _C的增加，整个R _L的电压增加，因此V _CE也增加的值。这又减小了基极电流I _B。此操作在某种程度上补偿了原始增加。

给予零信号集电极电流I _C所需的R _B的所需值可以如下计算。

R _L两端的压降为

$$ R_L =(I_C + I_B)R_L \ cong I_C R_L $$

从图中

$$ I_C R_L + I_B R_B + V_ {BE} = V_ {CC} $$

要么

$$ I_B R_B = V_ {CC}-V_ {BE}-I_C R_L $$

因此

$$ R_B = \ frac {V_ {CC}-V_ {BE}-I_C R_L} {I_B} $$

要么

$$ R_B = \ frac {(V_ {CC}-V_ {BE}-I_C R_L)\ beta} {I_C} $$

应用KVL我们有

$$(I_B + I_C)R_L + I_B R_B + V_ {BE} = V_ {CC} $$

要么

$$ I_B(R_L + R_B)+ I_C R_L + V_ {BE} = V_ {CC} $$

因此

$$ I_B = \ frac {V_ {CC}-V_ {BE}-I_C R_L} {R_L + R_B} $$

由于V _BE几乎与集电极电流无关，我们得到

$$ \ frac {d I_B} {d I_C} =-\ frac {R_L} {R_L + R_B} $$

我们知道

$$ S = \ frac {1 + \ beta} {1-\ beta(d I_B / d I_C)} $$

因此

$$ S = \ frac {1 + \ beta} {1 + \ beta \ left(\ frac {R_L} {R_L + R_B} \ right)} $$

该值小于为固定偏置电路获得的(1 +β)。因此，稳定性得到改善。

该电路提供负反馈，从而降低了放大器的增益。因此，以交流电压增益为代价获得了集电极到基极偏置电路的更高稳定性。

用集电极反馈电阻偏置

在这种方法中，基极电阻R _B的一端连接到基极，另一端连接到集电极，顾名思义。在该电路中，零信号基极电流由V _CB决定，而不由V _CC决定。

显然，V _CB正向偏置基极-发射极结，因此基极电流I _B流过R _B。这导致零信号收集器电流在电路中流动。下图显示了具有集电极反馈电阻器电路的偏置。

给予零信号电流I _C所需的R _B的所需值可以如下确定。

$$ V_ {CC} = I_C R_C + I_B R_B + V_ {BE} $$

要么

$$ R_B = \ frac {V_ {CC}-V_ {BE}-I_C R_C} {I_B} $$

$$ = \ frac {V_ {CC}-V_ {BE}-\ beta I_B R_C} {I_B} $$

由于$ I_C = \ beta I_B $

或者，

$$ V_ {CE} = V_ {BE} + V_ {CB} $$

要么

$$ V_ {CB} = V_ {CE}-V_ {BE} $$

以来

$$ R_B = \ frac {V_ {CB}} {I_B} = \ frac {V_ {CE}-V_ {BE}} {I_B} $$

哪里

$$ I_B = \ frac {I_C} {\ beta} $$

数学上

稳定性因子$ S <(\ beta + 1)$

因此，与固定偏压相比，该方法提供了更好的热稳定性。

电路的Q点值显示为

$$ I_C = \ frac {V_ {CC}-V_ {BE}} {R_B / \ beta + R_C} $$

$$ V_ {CE} = V_ {CC}-I_C R_C $$

好处

• 该电路很简单，因为只需要一个电阻。
• 该电路提供了一些较小变化的稳定性。

缺点

• 该电路无法提供良好的稳定性。
• 该电路提供负反馈。

分压器偏置方法

在提供偏置和稳定化的所有方法中，分压器偏置方法最为突出。此处，使用两个电阻器R ₁和R ₂ ，它们连接到V _CC并提供偏置。发射极中使用的电阻器R _E提供稳定作用。

分压器的名称来自R ₁和R ₂形成的分压器。 R _2上的电压降正向偏置基极-发射极结。这导致基极电流和集电极电流在零信号条件下流动。下图显示了分压器偏置方法的电路。

假设流过电阻R ₁的电流为I ₁ 。因此，由于基本电流I _B非常小，因此可以合理地假定流过R _2的电流也是I ₁ 。

现在让我们尝试导出集电极电流和集电极电压的表达式。

集电极电流，I _C

从电路中可以明显看出，

$$ I_1 = \ frac {V_ {CC}} {R_1 + R_2} $$

因此，电阻R ₂两端的电压为

$$ V_2 = \ left(\ frac {V_ {CC}} {R_1 + R_2} \ right)R_2 $$

将基尔霍夫电压定律应用于基本电路，

$$ V_2 = V_ {BE} + V_E $$

$$ V_2 = V_ {BE} + I_E R_E $$

$$ I_E = \ frac {V_2-V_ {BE}} {R_E} $$

由于I _{E≈I C，}

$$ I_C = \ frac {V_2-V_ {BE}} {R_E} $$

从上述表达式中，显而易见的是，I _C不依赖于β。 V _BE非常小，以至于I _C完全不受V _BE影响。因此I _C在此电路中是几乎独立的晶体管参数和因此具有良好的稳定化得以实现。

集电极-发射极电压，V _CE

将基尔霍夫电压定律应用于集电极侧，

$$ V_ {CC} = I_C R_C + V_ {CE} + I_E R_E $$

由于I _{E≅I C}

$$ = I_C R_C + V_ {CE} + I_C R_E $$

$$ = I_C(R_C + R_E)+ V_ {CE} $$

因此，

$$ V_ {CE} = V_ {CC}-I_C(R_C + R_E)$$

R _E在该电路中提供了出色的稳定性。

$$ V_2 = V_ {BE} + I_C R_E $$

假设温度升高，则集电极电流I _C减小，这导致R _E两端的电压降增加。由于R ₂两端的电压降为V ₂ ，与I _C无关，因此V _BE的值减小。 I _B的减小的值趋于将I _C恢复到原始值。

稳定系数

该电路的稳定性因数公式为

稳定性因子= $ S = \ frac {(\ beta + 1)(R_0 + R_3)} {R_0 + R_E + \ beta R_E} $

$$ =(\ beta + 1)\ times \ frac {1 + \ frac {R_0} {R_E}} {\ beta + 1 + \ frac {R_0} {R_E}} $$

哪里

$$ R_0 = \ frac {R_1 R_2} {R_1 + R_2} $$

如果比率R ₀ / R _E非常小，则与1相比，R0 / RE可以忽略，并且稳定系数变为

稳定性因子= $ S =(\ beta + 1)\ times \ frac {1} {\ beta + 1} = 1 $

这是S的最小可能值，并导致最大的热稳定性。