三極體典型分壓式偏置電路
圖1-1所示是典型的分壓式偏置電路。電路中的VT1是NPN型三極體,採用正極性直流電壓+V供電。由於R1和R2這一分壓電路為VT1基極提供直流電壓,所以將這一電路稱為分壓式偏置電路。
電阻R1和R2構成直流工作電壓+V的分壓電路,分壓電壓加到VT1基極,建立VT1基極直流偏置電壓。電路中VT1發射極通過電阻R4接地,基極電壓高於地端電壓,所以基極電壓高於發射極電壓,發射結處於正向偏置狀態。
流過R1的電流分成兩路:一路流入基極作為三極體VT1的基極電流,其基極電流迴路是+V→Rl→VT1基極→VT1發射極→R4→地端;另一路通過電阻R2流到地線。
1、上偏置電阻和下偏置電阻。分壓式偏置電路中,R1稱為上偏置電阻,R2稱為下偏置電阻,雖然基極電流通過上偏置電阻R1構成迴路,但是R1和R2分 壓後的電壓決定了VT1基極電壓的大小,在三極體發射極電阻R4阻值大小確定的情況下,也就決定了基極電流的大小,所以R1和R2同時決定VT1基極電流 的大小。
2、分析基極電流大小的關鍵點。分析分壓式偏置電路中三極體基極電流的大小時要掌握:Rl和R2對直流工作電壓+V分壓後,將電壓加到三極體基極,該直流電壓的大小決定了該管基極直流電流的大小,基極直流電壓大基極電流大,反之則小。
提示:無論是NPN型還是PNP型三極體,無論是採用正極性電源還是負極性電源供電,一般情況偏置電路用兩個電阻構成,記住這一點對識別分壓式偏置電路十分有利 。
故障檢測方法
對於電路中的偏置電阻R1、R2故障檢測,最好的方法如下。
第一步,測量三極體VT1集電極直流電壓。圖1-2所示是測量時接線示意圖。如果測量結果VT1集電極直流電壓等於直流工作電壓+V,說明三極體VT1進入了截止狀態,可能足R1開路,也可能是R2短路,通常情況下R2發生短路情況的可能性很小。
第二步,測量三極體集電極與發射極之間的電壓降。圖1-3所示是測量時接線示意圖。如果測量結果是0.2V,說明三極體VT1進入了飽和狀態,很可能是R2開路,或是R1短路,但是R2短路的可能性較小。
正極性電源供電PNP型偏置電路
圖1-4所示是採用正極性電源供電的PNP型三極體分壓式偏置電路。電路中的VT1是PNP型三極體,+V是正極性直流工作電壓,R1和R2構成分壓式偏置電路,R3是三極體VT1的發射極電阻,R4是三極體VT1的集電極負載電阻。
在採用正極性電源供電的PNP型三極體電路中,往往習慣於將三極體的發射極畫在上面,如圖1-4中所示那樣。
1、直流電路分析。電阻R1和R2構成對直流電壓+V的分壓電路,分壓後的電壓直接加到VT1基極,給基極一個直流偏置電壓。
VT1發射極通過電阻R3接在正極性直流工作電壓+V端,三極體VT1的發射極直流電壓最高,高於三極體VT1的基極直流電壓,所以三極體VT1發射結(基極與發射極之間酌PN結)處於正向偏置狀態,滿足三極體VT1工作在放大狀態所必須具備的條件之一。
2、直流電流迴路分析。流出直流電源+V的直流電流為I,如圖1-4所示。
流過電阻R1的電流為I1,流過R2的電流為I2,流出基極的電流為IB(因為VT1是PNP型三極體,它的基極電流是從管內流出的),I2=I1+IB,電阻R2構成了基極電流迴路,這一電流迴路是。+V→R3→VT1發射極→VT1基極→R2→地端。
採用正極性電源供電的PNP型三極體分壓式偏置電路,其特徵與採用正極性電源供電的NPN型三極體分壓式偏置電路的特徵一樣。
負極性電源供電NPN型偏置電路
圖1-5所示是負極性電源供電NPN型三極體分壓式偏置電路。電路中的VT1是NPN型三極體,-V是負極性直流工作電壓,R1和R2構成分壓式偏置電路,R3是三極體VT1的發射極電阻,R4是三極體VT1的集電極負載電阻。
該分壓式偏置電路的電路特徵同前面電路一樣,R1和R2構成對直流工作電壓-V的分壓電路,分壓後的電壓加到三極體VT1基極,這一電路特徵與正極性直流 電壓供電電路一樣,所以電路分析中很容易確定是分壓式偏置電路。這一電路中,各電流之間的關係是I=I+I,NPN型三極體的基極電流流向管內,如圖1-5所示。
負極性電源供電PNP型偏置電路
圖1-6所示是負極性電源供電的PNP型三極體分壓式偏置電路。電路中的VT1是PNP型三極體,-V是負極性直流工作電壓,R1和R2構成分壓式偏置電路,R3是三極體VT1的集電極負載電阻,R4是三極體VT1的發射極電阻。電路中,各電流之間的關係是I=I+I,PNP型三極體的基極電流 是從管內流出的,如圖1-6所示。
提示:各種分壓式偏置電路的電路特徵基本一樣,所以分壓式電路在各種極性電源、各種極性三極體電路中的電路特徵是相同的,這對識別電路中的分壓式偏置電路十分有利,比固定式偏置電路更為容易。
分壓式偏置電路變形電路
分壓式偏置電路變形電路主要有兩種,它們都屬於分壓式偏置電路的範疇,只是電路的具體形式發生了變化。在電路分析中,同功能不同電路形式的電路(變形電路)是電路分析的一個難點,有的電路其變形電路“豐富多彩”。下面講解3種三極體分壓式偏置電路變形電路的工作原理。
1、可變電阻器方便基極電流調整電路。圖1-7所示是一種分壓式偏置電路的變形電路。電路中的RP1是可變電阻器,R1、RP1和R2構成三極體VT1的分壓式偏置電路。
R1和RP1串聯後作為上偏置電阻,由於RP1的阻值可以進行微調,所以這一電路中上偏置電阻的阻值可以方便地調整。
串聯可變電阻器RP1的目的是進行上偏置電阻的阻值調整,其目的是進行三極體VT1的基極直流偏置電流的調整,從而可以調整三極體VT1的靜態工作狀態。
提示:在調整RP1的阻值時,實際上是改變了分壓電路的分壓比,即改變了三極體VT1基極上的直流偏置電壓,從而可以改變三極體VT1的靜態電流。
改變三極體的靜態工作電流,可以改變三極體的動態工作情況,有時可以在一定範圍內調整三極體VT1這一級放大器的放大倍數等,例如一些收音機電路中的第一級放大器就採用這種變形分壓式偏置電路。
2、提高輸入電阻的電路
圖1-8所示是一種為了提高放大器輸入電阻的分壓式偏置電路。電路中的R1和R2構成分壓式偏置電路,其分壓後的電壓不是直接加到三極體VT1基極,而是通過電阻R3加到VT1基極。
從等效電路中可以看出,由於加入了電阻R3,電阻R1和R2並聯後與R3串聯(串聯電阻電路總電阻增大),然後再與三極體VT1的輸入電阻並聯,這樣提高了這一級放大器的輸入電阻。所以,這種變形的分壓式偏置電路中,電阻R3是為了提高放大器輸入電阻而設定的。
3、具有溫度補償特性的分壓式偏置電路
圖1-9所示是具有溫度補償特性的分壓式偏置電路。電路中的R1和R2、VD1構成VT1基極分壓式偏置電路。R1是上偏置電阻,R2是下偏置電阻,VD1串聯在下偏置電阻R2電路中。
R1、R2、VD1分壓後的電壓加到VT1基極,作為VT1基極直流偏置電壓。二極體VD1處於導通狀態。
當工作溫度升高時,VT1基極電流會增大一些,這說明VT1受溫度的影響而工作不能穩定。加入VD1後,溫度升高時,VD1正、負極之間的管壓降略有下降,這使VT1基極電壓略有下降,使VT1基極電流略有下降,這一基極電流下降正好抵消由於溫度升高引起的VT1基極電流的增大,所以VD1能對VT1進行溫度補償。
當工作溫度下降時,VT1基極電流略有下降,而VD1管壓降略有上升,使VT1基極電壓略有上升,VT1基極電流略有增大,也能穩定VT1基極電流 。