我们为什么需要偏置电路?

 运放为什么需要偏置     电路      ?

因为运放也是     三极管   构成的,三极管要实现放大就要工作在一定的基极直流电压和集电极直流电压下,这就是偏置。

因为当运放做     放大器   应用时:

使输入为零,但是输出不为零的情况下。

就需要在运放的调整端加一个     电位器   和+VCC或-VEE相连作调整(datasheet里面有相应电路),调整电位器使输入为零时,输出也为零。相应的电压和     电流   呢,就叫做偏置电压和偏置电流。

 我们为什么需要偏置电路?

实际放大电路的信号不需要直流电压成分

在实际的放大电路中,由于需要放大的信号不包括直流成分,     晶体管   放大电路所放大的仅仅是交流信号部分。频率大约在数十赫兹以上的交流信号能够通过放大电路就可以了。因此在电路中,为了滤除直流成分,常常在输入端连接一个     电容  

各级放大电路的输入、输出的直流电压幅度不同

 我们为什么需要偏置电路?_设计制作_MEMS/传感技术

以上图中对放大电路进行说明所使用的是npn型     晶体   管。pnp型晶体管电路的电源电压VPS(V)和电流I(A)的方向,与此图完全相反。

当采用多级晶体管放大电路连接时,各级放大电路的输入、输出以及晶体管工作的直流电压有所不同。

此时,如果通过负载     电阻   RL(Ω)直接将交流电压VIN(V)放大的部分输出到下一级晶体管放大电路的话,集电极的直流电压也会通过负载电阻RL加到下一级放大电路的输入端,就不能实现正常的放大功能。

为使电路正常工作采用电容隔离放大电路间的直流成分

 我们为什么需要偏置电路?_设计制作_MEMS/传感技术

为了使各级晶体管放大电路实现正确的电压放大功能,即在放大电路和负载电阻之间只进行交流信号的传递,在电路中加入CIN(F)和COUT(F),以隔离各个晶体管放大电路的直流电压成分,使其无法在电路中通过。

为了让晶体管正常工作,需要为其提供偏置电压

 我们为什么需要偏置电路?_设计制作_MEMS/传感技术

由于放大电路之间的电容CIN隔离了信号中的直流成分,要使晶体管放大电路正常工作,就需要保证基极、发射极以及集电极之间处于正确的电压关系。为此,在晶体管放大电路中加入偏置电路,为晶体管提供正常工作所需要的偏置电压。

如等效电路那样,基极与发射极之间被等效为一个     二极管   。要使该二极管导通,就需要提供一个适当大小的基极电流IB(A)。

 通过电阻产生偏置电压的“偏置电路”

 我们为什么需要偏置电路?_设计制作_MEMS/传感技术

为了获得晶体管正常工作所需要的正确的电压关系,通过电阻实现与直流电压源VBIAS相当的电压。

为了晶体管能正常工作,通过在放大电路中加入一个普通的电阻R1(Ω),引入直流电源电压VPS,给晶体管提供基极电压和基极电流IB。这就是在晶体管电路之外又加入的“偏置电路”。

多级放大电路中的电容CIN,隔离了各级放大电路块间的直流电压,使得各级电路中的晶体管均能够按照各自的“正确的电压关系”正常工作。这样的电路被称为CR(Capacitor-Resistor)连接方式放大电路。

为了使各级电路的晶体管均能正常工作,就需要为各级电路提供不同的电压源,有了这样的偏置电路,就解决了这个问题。图中提供偏置电压的电路是“固定偏置电路”,但也能在各级放大电路中(恰当地)使用。

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