晶体管偏置和输出偏置电压

2020年7月20日

关键的外卖

晶体管偏置使晶体管的模拟和数字操作成为可能。
如果没有晶体管偏置，BJT放大器无法在负载终端上提供所需的输出。
晶体管偏置电压的最佳值等于所需交流输出电压峰值的两倍。如果你改变晶体管的偏置电压，q点也会改变它的位置。

电池没电的手机就像一个没有正确偏压的晶体管

昨天，隔了好久，我碰巧给阿姨打电话。她开始了一段长时间的单方面谈话，夹杂着抱怨和对我繁忙的日程、健康、孩子等问题的建议。几分钟后，我准备结束谈话，但没有任何迹象可以阻止她无休止的说教。幸运的是，她的电池没电了，我得救了。

这种情况可以很好地映射到没有适当的晶体管偏置的晶体管。晶体管偏置(直流偏置)是为晶体管提供适当的直流电压或电流以使其在电子电路中正常工作的过程。当没有直流偏压时，晶体管就像一个没有电的电话。无论应用是什么，稳定的直流偏置是晶体管正常工作的必要条件。让我们看看偏置是如何定义晶体管操作的。

晶体管偏置和工作区域

的双极结晶体管(BJT)在放大器、振荡器等应用中作为模拟器件工作，在转换器和开关电路中作为数字器件工作。晶体管的这种双重作用是通过晶体管偏置来实现的。

施加于晶体管的两个PN结的偏压影响大多数载流子的运动，从而影响晶体管的行为。晶体管在放大器中工作的偏置与基于晶体管的变换器完全不同。表1给出了晶体管工作时发射极和集电极结点的工作区域和偏置条件的详细信息模拟和数字设备．

表1晶体管的工作区域和偏置条件

*(fb -正向偏置，RB-反向偏置)

晶体管开关的偏置电路一般称为基极驱动电路。我们在晶体管放大器的背景下讨论晶体管偏置。

晶体管放大器背后的秘密

通常情况下，晶体管放大器在其输入和输出之间共用一个公共端子，表2给出了三种可能的配置。

表2晶体管配置细节

图1基本CE放大器

让我们捕捉一个CE硅NPN晶体管放大器(如图1所示)在行动。E和C结可以由单一直流电压V供电_cc因为它实现了为输入晶体管提供电流的主要目的。当一个交流信号V_在与偏置电压V_CC，它同样变化I_B关于时间。对于CE放大器，服从表2给出的关系_c遵循I的形状_B．的电流增益晶体管数据表中表示的是I中的比例常数_c——我_B的关系。电压降I_CR_l为交流输出电压V_出．

你认为没有直流偏压放大是可能的吗?如果是，断开V_cc从基数出发，预测V_出．我们知道EB结只在V的瞬时值时保持FB_在> 0.7 V (EB压降)，否则为RB。现在将这个概念与负半周期和瞬时结合起来，其中V_在< 0.7。考虑到所有因素，你应该处于无电压状态。

确定最佳偏置电压

在图1中，耦合电容器C_我和C_c分别将直流元件从输入和输出中屏蔽。如果C_c时，输出电压V_出得到V的直流位移_cc电压。

现在，如果你想设计一个输出交流电压峰值为10v的放大器，你喜欢哪种偏置电压?你的答案等于10v吗?哦，没问题，我们会一步一步想出来的。

你知道C之前和之后的电压_c。它是(10v峰值交流电压+ V_cc)和交流电压峰值分别为10v。如果您正在寻找对称的10 V峰值交流输出电压后C_c， V字_cc至少应该是20v，对吗?如果不是，会发生什么?输出电压Vout不对称，峰值达不到要求。我们可以自信地说，最优V_cc应为2 *(期望V_出)．如果可以加上晶体管的电压下降和源电阻到上述计算，则V_cc成为最优。