三極管電路,一般不叫正向偏置或反向偏置,都要設(shè)置正確的靜態(tài)工作點。正向偏置和反向偏置是針對PN結(jié)或二極管說的。
什么叫反向偏置電壓,
反向偏置電壓就是指三極管的兩個電極之間的PN結(jié)所施加的電壓極性與PN結(jié)極性相反的電壓;
什么叫正向偏置電壓
正向偏置電壓就是指三極管的兩個電極之間的PN結(jié)所施加的電壓極性與PN結(jié)極性相同的電壓;
比如:集電結(jié)反偏就是指C和B之間的PN結(jié)兩端有一個反向偏置電壓。
對于NPN型,則Vc>Vb,對于PNP型,則Vc<Vb
基本偏置條件:
一個基本放大電路必須有:輸入信號源、晶體三極管、輸出負載以及直流電源和相應(yīng)的偏置電路。其中,直流電源和相應(yīng)的偏置電路用來為晶體三極管提供靜態(tài)工作點,以保證晶體三極管工作在放大區(qū)。拿雙極型晶體三極管而言,就是保證發(fā)射結(jié)正偏,集電結(jié)反偏。 輸入信號源一般是將非電量變?yōu)殡娏康膿Q能器, 如各種傳感器,將聲音變換為電信號的話筒,將圖像變換為電信號的攝像管等。它所提供的電壓信號或電流信號就是基本放大電路的輸入信號。
簡言之偏置條件 :發(fā)射結(jié)正偏;集電結(jié)反偏。
正偏置與反偏置
偏置一般包括電壓電流正向的和反向(負向)例如晶體管構(gòu)成的放大器要做到不失真地將信號電壓放大,就必須保證晶體管的發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏。即應(yīng)該設(shè)置它的工作點。所謂工作點就是通過外部電路的設(shè)置使晶體管的基極、發(fā)射極和集電極處于所要求的電位(可根據(jù)計算獲得)。這些外部電路就稱為偏置電路(可理解為,設(shè)置PN 結(jié)正、反偏的電路),偏置電路向晶體管提供的電流就稱為偏置電流。
以常用的共射放大電路說吧,主流是從發(fā)射極到集電極的IC,偏流就是從發(fā)射極到基極的IB.相對與主電路而言,為基極提供電流的電路就是所謂的偏置電路。偏置電路往往有若千元件,其中有一重要電阻,往往要調(diào)整阻值,以使集電極電流在設(shè)計規(guī)范內(nèi)。這要調(diào)整的電阻就是偏置電阻,
在穩(wěn)態(tài)時(無信號)通過電阻為電路提供或泄放一定的電壓或電流,使電路滿偏置: 在電路某點給一個參考分量,使電路能適應(yīng)足工作需求,或改善性能。工作需要。偏置可以是DC 偏置,也可以是AC 偏置。也可分為電流偏置和電壓偏置。常見的是DC 偏置。即電路某點經(jīng)過一個起偏置作用的元件接到某個DC電源上。例如單級三極管發(fā)射極放大電路,至少需要一個基極偏置電阻。由于三極管放大電路經(jīng)常用電流放大系數(shù)來計算放大效果。因此偏置電阻定義為電流偏置電阻,以便于計算和分析。
CMOS 門電路輸入端,接的上拉電阻或下拉電阻,一般可認為是電壓偏置電阻。因為通過這個電阻的電流很少,電阻基本上是給門輸入端一個靜態(tài)參考電壓。交流偏置的一個典型應(yīng)用例子: 錄音機的交流偏磁
具有電壓負反饋偏置電路
首先要知道: 保證管子能正常工作的前題是BE 結(jié)加正向電壓BC 結(jié)加反向電壓
1.發(fā)射區(qū)向基區(qū)擴散電子,
2.電子在基區(qū)邊界擴散與復合,空穴由外電補充,維持電流。
3.電子被集電極收集。改變基極電流就可以改變集電極電流:IC=BIB
三極管的工作原理是?;鶚O與發(fā)射極之間的PN 結(jié)稱為發(fā)射結(jié),基極與集電極之間的PN 結(jié)稱為集電結(jié)。當三極管工作在放大狀態(tài)時,我們定義正向偏置電壓是PN 結(jié)電壓,所以發(fā)射結(jié)是正向偏置電壓;NP結(jié)相對PN結(jié)是反向,所以集電結(jié)是反向偏置電壓。
主要還是要自己理解書上的知識,想問題要靈活而不能讀死書,用簡單的思維來想復雜的問題一一用扎實的知識來分析就能很快掌握。
正向偏置
PN結(jié)正偏時,外部電場的方向是從P區(qū)指向N區(qū),顯然與內(nèi)電場的方向相反,這時外電場驅(qū)使P區(qū)的空穴進入空間電荷區(qū)抵消一部分負空間電荷,同時N區(qū)的自由電子進入空間電荷區(qū)抵消一部分正空間電荷,結(jié)果使空間電荷區(qū)變窄,內(nèi)電場被削弱。內(nèi)電場的削弱使多數(shù)載流子的擴散運動通常形成較大的擴散電流(擴散電流由多子的定向移動形成,得以增強,PN 結(jié)對正向簡稱為電流)。在一定范圍內(nèi),外電場愈強,正向電流愈大, 電流呈低電阻狀態(tài),這種情況在電子技術(shù)中稱為PN結(jié)的正向?qū)ā?/p>
半導體在無外加電壓的情況下,擴散運動和漂移運動處于動態(tài)平衡,動態(tài)平衡狀態(tài)下通過PN結(jié)的電流為零。這時,如果在PN結(jié)兩端加上電壓,擴散與漂移運動的平衡就會被破壞,PN結(jié)將顯示出其單向?qū)щ姷男阅堋?/p>
在一定范圍內(nèi),外電場愈強,正向電流愈大,PN結(jié)對正向電流呈低電阻狀態(tài),這種情況在電子技術(shù)中稱為PN結(jié)的正向?qū)ā?/p>
PN結(jié)的正向?qū)щ娦裕菢?gòu)成半導體器件的主要工作機理。
反向偏置
PN結(jié)反向偏置時,外加電場與空間電荷區(qū)的內(nèi)電場方向一致,同樣會導致擴散與漂移運動平衡狀態(tài)的破壞。外加電場驅(qū)使空間電荷區(qū)兩側(cè)的空穴和自由電子移走,使空間電荷區(qū)變寬,內(nèi)電場增強,造成多數(shù)載流子擴散運動難于進行,同時加強了少數(shù)載流子的漂移運動,形成由N區(qū)流向P區(qū)的反向電流。但由于常溫下少數(shù)載流子恒定且數(shù)量不多,故反向電流極小。電流小說明PN結(jié)的反向電阻很高,通??梢哉J為反向偏置的PN結(jié)不導電,基本上處于截止狀態(tài),這種情況在電子技術(shù)中稱為PN結(jié)的反向阻斷。
當外加的反向電壓在一定范圍內(nèi)變化時,反向電流幾乎不隨外加電壓的變化而變化。這是因為反向電流是由少子漂移形成的,在熱激發(fā)下,少子數(shù)量增多,PN結(jié)反向電流增大。換句話說,只要溫度不發(fā)生變化,少數(shù)載流子的濃度就不變,即使反向電壓在允許的范圍內(nèi)增加再多,也無法使少子的數(shù)量增加,反向電流趨于恒定,因此反向電流又稱為反向飽和電流。值得注意的是,反向電流是造成電路噪聲的主要原因之一,因此,在設(shè)計電路時,必須考慮溫度補償問題。