固定偏置放大电路设计方法分享

固定偏置放大电路是一种最简单的放大电路。固定偏置放大电路如图9-1所示，其中图a为NPN型晶体管构成的固定偏置放大电路，图b为PNP型晶体管构成的固定偏置放大电路。它们都由晶体管VT和电阻R_b、R_c组成，R_b称为偏置电阻，R_c称为负载电阻。接通电源后，有电流流过晶体管VT，VT就会导通而具有放大能力。下面以图a为例来分析固定偏置放大电路。

图9-1 固定偏置放大电路

1.电流关系

接通电源后，从电源E正极流出电流，分作两路：一路电流经电阻R_b流入晶体管VT基极，再通过VT内部的发射结从发射极流出；另一路电流经电阻R_c流入VT的集电极，再通过VT内部从发射极流出；两路电流从VT的发射极流出后汇合成一路电流，再流到电源的负极。

晶体管三个极分别有电流流过，其中流经基极的电流称为I_b，流经集电极的电流称为I_c，流经发射极的电流称为I_e。这些电流的关系有

I_c=I_bβ（β为晶体管VT的放大倍数）

2.电压关系

接通电源后，电源为晶体管各个极提供电压，电源正极电压经R_c降压后为VT提供集电极电压U_c，电源经R_b降压后为VT提供基极电压U_b，电源负极电压直接加到VT的发射极，发射极电压为U_e。电路中R_b阻值较R_c的阻值大很多，所以晶体管VT的三个极的电压关系有

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在放大电路中，晶体管的I_b（基极电流）、I_c（集电极电流）和U_ce（集射极之间的电压，U_ce=U_c^-Ue）称为静态工作点。

3.晶体管内部两个PN结的状态

图中的晶体管VT为NPN型晶体管，它内部有两个PN结，集电极和基极之间有一个PN结，称为集电结，发射极和基极之间有一个PN结称为发射结。因为VT的三个极的电压关系是U_c>U_b>U_e，所以VT内部两个PN结的状态是发射结正偏（PN结可相当于一个二极管，P极电压高于N极电压时称为PN结电压正偏），集电结反偏。

综上所述，晶体管处于放大状态时具有的特点是

1）I_b+I_c=I_e，I_c=I_bβ。

2）U_c>U_b>U_e（NPN型晶体管）。

3）发射结正偏，集电结反偏。

以上分析的是NPN型晶体管固定偏置放大电路，读者可根据上面的方法来分析图9-1b中的PNP型晶体管固定偏置电路。

固定偏置放大电路结构简单，但当晶体管温度上升引起静态工作点发生变化时（如环境温度上升，晶体管内半导体导电能力增强，会使I_b、I_c增大），电路无法使静态工作点恢复正常，从而会导致晶体管工作不稳定，所以固定偏置放大电路一般用在要求不高的电子设备中。