雙極性接面電晶體(BJT)

分壓偏壓

既然 beta 到處亂跑、又隨溫度漂移,你要怎麼設定電晶體的靜態電流,使它穩穩待著?可信賴的答案是分壓偏壓:用兩顆電阻把基極釘在固定、硬挺的電壓,再讓射極電阻決定電流。這是替單電晶體放大器偏壓的標準、教科書正解,而且對 beta 的確切值出奇地無所謂。

四顆電阻的配方如下。兩顆電阻(R1 由電源到基極、R2 由基極到地)組成分壓器,把基極穩定在某電壓。射極電阻(Re)位於射極與地之間,集極電阻(Rc)位於電源與集極之間。算算看:12 V 電源、R1 = 47 kΩ、R2 = 10 kΩ,把基極放在 12 乘上 10/(47+10) = 約 2.1 V。射極比它低一個基-射壓降,2.1 - 0.7 = 1.4 V。射極電阻取 1.4 kΩ,射極電流就是 1.4 V / 1.4 kΩ = 1 mA——而集極電流基本上也是同樣的 1 mA。注意剛剛發生了什麼:beta 從未出現在這個計算裡。

這正是重點。因為基極電壓被分壓器穩穩держ住,射極電阻是用歐姆定律、而非用 beta 來固定電流。beta 是 100 還是 300、零件變熱與否,電流幾乎不動。要遵守的一條規則:分壓器相對於基極電流必須「硬挺」——讓流過 R1、R2 的電流大約是基極電流的十倍,這樣基極的負載才不會把分壓器拉垮。分壓偏壓正是量產放大器無論焊上哪顆電晶體都能一致運作的原因。

拿同一個電路,把電晶體換成 beta 300 而非 100 的。基極電壓仍是 2.1 V(硬挺分壓器不在乎),射極仍是 1.4 V,電流仍是 1 mA。對照只用單一基極電阻的做法:beta 變三倍會讓電流變三倍,把放大器推入飽和。

同一組偏壓對任何 beta 都成立——這正是它能量產的原因。

分壓偏壓只有在「有射極電阻」時才換來穩定性。分壓器穩住基極電壓;射極電阻把它轉成穩定電流。省掉射極電阻,你就又回到依賴 beta 了。

又称
potential-divider biasself-biasingfour-resistor bias分壓器偏壓