三極管的偏置電路

張倩++杜建賓++張亞如

摘 要：本文首先概述了晶體管的發展歷程和重要性，繼而討論了三極管作為晶體管的重要組成部分在電子電路中發揮的放大作用，最后以典型的三極管的偏置電路為例介紹了其電路原理，從而指出了在三極管的應用中設置偏置電路的重要意義。

關鍵詞：三極管 放大作用 集電極 偏置電路

中圖分類號：O453 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）06（a）-0089-01

晶體管作為20世紀的一項重大發明開啟了微電子革命的先聲[1]，其重要性方面可以與印刷術，汽車和電話等的發明相提并論。晶體管實際上是所有現代電器的關鍵活動元件，其在當今社會的重要性主要表現它可以使高度自動化過程進行大規模生產的能力，所以可以不可思議的降低單位成本。由于晶體管的低成本，靈活性和可靠性使其成為非機械任務的通用器件，所以能否正確的使用晶體管是一個電路的關鍵。

1 三極管概述

三極管即半導體三極管[2]，主要由兩個反相連接的PN結構成，三極管包括三個電極，其中共用的電極稱為三極管的基極（base，B），其他的兩個電極稱為集電極（collector，C）和發射極（emitter，E）。三個雜質半導體區域之間形成兩個PN結，發射區與基區的PN結成為發射結（BE結），集電區與基區之間的PN結稱為集電結（CE結）。三極管根據組合不同又分為兩類：NPN型三極管和PNP型三極管。一般在市場的三極管在其外表面都有相應的箭頭指示電流的流經方向來表明發射極與集電極的方向。

2 三極管的放大作用

對于NPN型硅二極管，從基極電流至發射極的電流叫做基極電流Ib，從集電極流至發射極的電流叫做集電極電流Ic。這兩個電流的方向都是流入發射極的。三極管的放大作用本質就是基極的電流能夠有效地控制集電極的電流，當基極電流有較小的變化都會給集電極電流帶來較大的影響，并且電流的變化服從一定的比例：Ic=β*Ib（β一般遠大于1）。若將一個小信號加到發射極與基極之間，就會引起基極電流的變化，由于Ib的變化會被放大，那么與此同時就會導致Ic發生很大的變化，若在集電極一段接一點電阻R，由計算公式U=I*R就可以算出電阻兩端的電壓發生很大的變化，那么經放大后的電壓信號就是從這個電阻上取出來的電壓。

3 三極管偏置電路設置的原因

三極管的內部結構有發射結和集電結[2～3]，由于發射結的非線性，基極電流必須在輸入電壓達到一定數值時才能產生（硅管常取0.7 V，鍺管常取0.3 V）。對于硅管而言，當Vbe小于0.7 V時，基極電流幾乎為0，而在實際的應用當中，待放大的信號一般情況下都要遠小于0.7 V，如果不加偏置電路的話，如此小的信號就不足以引起基極電流的變化。若在基極加一個小電流，當一個小信號與這個偏置電流疊加在一起時，小信號會引起基極電流改變，基極電流的變化量就會被放大并在集電極輸出；第二個原因是由于對輸出信號范圍的要求，若電路中未加偏置，那么對減小的信號無效只會對增加的信號放大，這是由于集電極電流在無偏置時是0，從而不能再減小了。集電極在加上偏置的情況下有一定的電流，當輸入的積極電流變化時，集電極的電流就會相應的變化，這樣減小的信號和增大的信號都可以被放大了。

4 三極管的固定偏置電路

圖1所示的為基本的固定偏置電路。

圖1所示的為NPN型共發射極放大電路，接下來的分析靜態工作點的過程中將以硅管為例，由于集電極的電流收到基極電流的控制，基極電流的一個很小的變化都會對集電極電流有很大的影響，并且滿足一定的電流關系：Ic=β*Ib，（β一般是遠大于1的數）。如果集電極的電流是流過電阻Rc的電流，由電壓計算公式：U=Ic*Rc可以算得電阻Rc上的電壓發生的變化。若想得到放大后的電壓信號，只需將電阻上的電壓取出即可。若將共發射極放大電路中集電極的靜態電壓設計為電源電壓的一半，此時就可以獲得最大的輸出電壓的動態范圍，此原則即是設計共發射極放大電路的基本原則。

上面所介紹的偏置電路是最基本的固定偏置電路，在實際的放大電路中，加合適的偏置電路是保證放大電路正常工作的重要條件，但是這種電路也存在一定的缺點，當環境溫度升高時就會導致電路的溫度穩定性較差，所以這種電路只適用于溫度變化不大，要求不高的場合。

參考文獻

[1] 魏佳，張沙.三極管的應用[J].

[2] 康華光，陳大欽，張林.電子技術基礎模擬部分[M].5版.北京：高等教育出版社，2006.

[3] 華成英.模擬電子技術基礎[M].北京：高等教育出版社，2006.endprint

摘 要：本文首先概述了晶體管的發展歷程和重要性，繼而討論了三極管作為晶體管的重要組成部分在電子電路中發揮的放大作用，最后以典型的三極管的偏置電路為例介紹了其電路原理，從而指出了在三極管的應用中設置偏置電路的重要意義。

關鍵詞：三極管 放大作用 集電極 偏置電路

中圖分類號：O453 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）06（a）-0089-01

晶體管作為20世紀的一項重大發明開啟了微電子革命的先聲[1]，其重要性方面可以與印刷術，汽車和電話等的發明相提并論。晶體管實際上是所有現代電器的關鍵活動元件，其在當今社會的重要性主要表現它可以使高度自動化過程進行大規模生產的能力，所以可以不可思議的降低單位成本。由于晶體管的低成本，靈活性和可靠性使其成為非機械任務的通用器件，所以能否正確的使用晶體管是一個電路的關鍵。

1 三極管概述

三極管即半導體三極管[2]，主要由兩個反相連接的PN結構成，三極管包括三個電極，其中共用的電極稱為三極管的基極（base，B），其他的兩個電極稱為集電極（collector，C）和發射極（emitter，E）。三個雜質半導體區域之間形成兩個PN結，發射區與基區的PN結成為發射結（BE結），集電區與基區之間的PN結稱為集電結（CE結）。三極管根據組合不同又分為兩類：NPN型三極管和PNP型三極管。一般在市場的三極管在其外表面都有相應的箭頭指示電流的流經方向來表明發射極與集電極的方向。

2 三極管的放大作用

對于NPN型硅二極管，從基極電流至發射極的電流叫做基極電流Ib，從集電極流至發射極的電流叫做集電極電流Ic。這兩個電流的方向都是流入發射極的。三極管的放大作用本質就是基極的電流能夠有效地控制集電極的電流，當基極電流有較小的變化都會給集電極電流帶來較大的影響，并且電流的變化服從一定的比例：Ic=β*Ib（β一般遠大于1）。若將一個小信號加到發射極與基極之間，就會引起基極電流的變化，由于Ib的變化會被放大，那么與此同時就會導致Ic發生很大的變化，若在集電極一段接一點電阻R，由計算公式U=I*R就可以算出電阻兩端的電壓發生很大的變化，那么經放大后的電壓信號就是從這個電阻上取出來的電壓。

3 三極管偏置電路設置的原因

三極管的內部結構有發射結和集電結[2～3]，由于發射結的非線性，基極電流必須在輸入電壓達到一定數值時才能產生（硅管常取0.7 V，鍺管常取0.3 V）。對于硅管而言，當Vbe小于0.7 V時，基極電流幾乎為0，而在實際的應用當中，待放大的信號一般情況下都要遠小于0.7 V，如果不加偏置電路的話，如此小的信號就不足以引起基極電流的變化。若在基極加一個小電流，當一個小信號與這個偏置電流疊加在一起時，小信號會引起基極電流改變，基極電流的變化量就會被放大并在集電極輸出；第二個原因是由于對輸出信號范圍的要求，若電路中未加偏置，那么對減小的信號無效只會對增加的信號放大，這是由于集電極電流在無偏置時是0，從而不能再減小了。集電極在加上偏置的情況下有一定的電流，當輸入的積極電流變化時，集電極的電流就會相應的變化，這樣減小的信號和增大的信號都可以被放大了。

4 三極管的固定偏置電路

圖1所示的為基本的固定偏置電路。

圖1所示的為NPN型共發射極放大電路，接下來的分析靜態工作點的過程中將以硅管為例，由于集電極的電流收到基極電流的控制，基極電流的一個很小的變化都會對集電極電流有很大的影響，并且滿足一定的電流關系：Ic=β*Ib，（β一般是遠大于1的數）。如果集電極的電流是流過電阻Rc的電流，由電壓計算公式：U=Ic*Rc可以算得電阻Rc上的電壓發生的變化。若想得到放大后的電壓信號，只需將電阻上的電壓取出即可。若將共發射極放大電路中集電極的靜態電壓設計為電源電壓的一半，此時就可以獲得最大的輸出電壓的動態范圍，此原則即是設計共發射極放大電路的基本原則。

上面所介紹的偏置電路是最基本的固定偏置電路，在實際的放大電路中，加合適的偏置電路是保證放大電路正常工作的重要條件，但是這種電路也存在一定的缺點，當環境溫度升高時就會導致電路的溫度穩定性較差，所以這種電路只適用于溫度變化不大，要求不高的場合。

參考文獻

[1] 魏佳，張沙.三極管的應用[J].

[2] 康華光，陳大欽，張林.電子技術基礎模擬部分[M].5版.北京：高等教育出版社，2006.

[3] 華成英.模擬電子技術基礎[M].北京：高等教育出版社，2006.endprint

摘 要：本文首先概述了晶體管的發展歷程和重要性，繼而討論了三極管作為晶體管的重要組成部分在電子電路中發揮的放大作用，最后以典型的三極管的偏置電路為例介紹了其電路原理，從而指出了在三極管的應用中設置偏置電路的重要意義。

關鍵詞：三極管 放大作用 集電極 偏置電路

中圖分類號：O453 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）06（a）-0089-01

晶體管作為20世紀的一項重大發明開啟了微電子革命的先聲[1]，其重要性方面可以與印刷術，汽車和電話等的發明相提并論。晶體管實際上是所有現代電器的關鍵活動元件，其在當今社會的重要性主要表現它可以使高度自動化過程進行大規模生產的能力，所以可以不可思議的降低單位成本。由于晶體管的低成本，靈活性和可靠性使其成為非機械任務的通用器件，所以能否正確的使用晶體管是一個電路的關鍵。

1 三極管概述

三極管即半導體三極管[2]，主要由兩個反相連接的PN結構成，三極管包括三個電極，其中共用的電極稱為三極管的基極（base，B），其他的兩個電極稱為集電極（collector，C）和發射極（emitter，E）。三個雜質半導體區域之間形成兩個PN結，發射區與基區的PN結成為發射結（BE結），集電區與基區之間的PN結稱為集電結（CE結）。三極管根據組合不同又分為兩類：NPN型三極管和PNP型三極管。一般在市場的三極管在其外表面都有相應的箭頭指示電流的流經方向來表明發射極與集電極的方向。

2 三極管的放大作用

對于NPN型硅二極管，從基極電流至發射極的電流叫做基極電流Ib，從集電極流至發射極的電流叫做集電極電流Ic。這兩個電流的方向都是流入發射極的。三極管的放大作用本質就是基極的電流能夠有效地控制集電極的電流，當基極電流有較小的變化都會給集電極電流帶來較大的影響，并且電流的變化服從一定的比例：Ic=β*Ib（β一般遠大于1）。若將一個小信號加到發射極與基極之間，就會引起基極電流的變化，由于Ib的變化會被放大，那么與此同時就會導致Ic發生很大的變化，若在集電極一段接一點電阻R，由計算公式U=I*R就可以算出電阻兩端的電壓發生很大的變化，那么經放大后的電壓信號就是從這個電阻上取出來的電壓。

3 三極管偏置電路設置的原因

三極管的內部結構有發射結和集電結[2～3]，由于發射結的非線性，基極電流必須在輸入電壓達到一定數值時才能產生（硅管常取0.7 V，鍺管常取0.3 V）。對于硅管而言，當Vbe小于0.7 V時，基極電流幾乎為0，而在實際的應用當中，待放大的信號一般情況下都要遠小于0.7 V，如果不加偏置電路的話，如此小的信號就不足以引起基極電流的變化。若在基極加一個小電流，當一個小信號與這個偏置電流疊加在一起時，小信號會引起基極電流改變，基極電流的變化量就會被放大并在集電極輸出；第二個原因是由于對輸出信號范圍的要求，若電路中未加偏置，那么對減小的信號無效只會對增加的信號放大，這是由于集電極電流在無偏置時是0，從而不能再減小了。集電極在加上偏置的情況下有一定的電流，當輸入的積極電流變化時，集電極的電流就會相應的變化，這樣減小的信號和增大的信號都可以被放大了。

4 三極管的固定偏置電路

圖1所示的為基本的固定偏置電路。

圖1所示的為NPN型共發射極放大電路，接下來的分析靜態工作點的過程中將以硅管為例，由于集電極的電流收到基極電流的控制，基極電流的一個很小的變化都會對集電極電流有很大的影響，并且滿足一定的電流關系：Ic=β*Ib，（β一般是遠大于1的數）。如果集電極的電流是流過電阻Rc的電流，由電壓計算公式：U=Ic*Rc可以算得電阻Rc上的電壓發生的變化。若想得到放大后的電壓信號，只需將電阻上的電壓取出即可。若將共發射極放大電路中集電極的靜態電壓設計為電源電壓的一半，此時就可以獲得最大的輸出電壓的動態范圍，此原則即是設計共發射極放大電路的基本原則。

上面所介紹的偏置電路是最基本的固定偏置電路，在實際的放大電路中，加合適的偏置電路是保證放大電路正常工作的重要條件，但是這種電路也存在一定的缺點，當環境溫度升高時就會導致電路的溫度穩定性較差，所以這種電路只適用于溫度變化不大，要求不高的場合。

參考文獻

[1] 魏佳，張沙.三極管的應用[J].

[2] 康華光，陳大欽，張林.電子技術基礎模擬部分[M].5版.北京：高等教育出版社，2006.

[3] 華成英.模擬電子技術基礎[M].北京：高等教育出版社，2006.endprint