基极电流Ib通常由三极管基极电压Vb来提供,所以问题就变成了为三极管基极B极寻找一个合适的偏置电压Vb,接下来拿一支笔和纸跟随以下的推导来理解分压器(由两个电阻分压构成)为三极管创造直流工作条件的。
偏置参数之一——基极电压Vb
如图1-1所示是一种利用分压器向三极管基极B极提供偏置的电压电路,电阻R1、R2构成了一个分压器向三极管提供偏置电压Vb。
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图1-1 分压器偏置电路
由于三极管的输入阻抗Rin与电阻R2并联,根据欧姆定律得A点得电压,即基极电压Vb为:
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其中,电阻R2和输入阻抗Rin并联值才是基极的分压电阻,省略推导过程,三极管的输入阻抗Rin由直流增益hfe与发射极e极上的电阻Re的乘积来决定,即:
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如果并联的两个电阻中有一个阻值是另一个的10倍或者以上,则并联总电阻很接近阻值小的那个电阻,所以,如果三极管的输入阻抗Rin≥10R2,则式(1.1)可以化简为:
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在图1-1中,假设hfe=100,于是输入阻抗为:
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满足式(1.3)的条件,于是得三极管偏置电压Vb:
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三极管偏置电压Vb是分析得第一个让三极管工作在放大区得参数,对于三极管放大器得分析往往都是从Vb开始,所以基极电压计算的正确性对整个电路是非常重要得。
偏置参数之二——集电极电流Ic
电路图如图1-2所示:
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图1-2 分压器偏置电路
有了三极管偏置电压Vb,三极管基极-发射极间获得正向偏置,所以Vbe=0.7V,可以进一步得到三极管发射极e极电压Ve:
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三极管发射极e极与电阻Re串联,根据欧姆定律可以得到发射极电流Ie:
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知道发射极电流Ie是一个巨大得“成就”,由此就可以知道分压器偏置电路中得其他参数,首先,三极管集电极电流Ic与发射极电流Ie是非常接近得,于是有:
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式(1.5)已经计算出图1-2的三极管偏置电压Vb=3.59V,根据式(1.6)可知:
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代入式(1.7)中,得发射极电流:
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由式(1.8)可得到:
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