运算放大器电路 第35课 直流偏置电路
偏置电路定义
晶体管构成的放大器要做到不失真地将信号电压放大，就必须保证晶体管的发射结正偏、集电结反偏。即应该设置它的工作点。所谓工作点就是通过外部电路的设置使晶体管的基极、发射极和集电极处于所要求的电位（可根据计算获得）。这些外部电路就称为偏置电路。
偏置电路工作原理
稳定静态工作点原理：由于流过发射极偏置电阻（Re）的电流IR远大于基极的电流Ib（Ie》》Ib），因此，可以认为基极电位Vb只取决于分压电阻Re的阻值大小，与三极管参数无关，不受温度影响。静态工作点的稳定是由Vb和Re共同作用实现，稳定过程如下：设温度升高→Ic↑→Ie↑→VRe↑→Vbe↓→Ib↓→Ic↓其中：Ic↑→Ie↑是由并联电路电流方程 Ie = Ib+Ic得出，Ie↑→Vbe↓是由串联电路电压方程Vbe= Vb－IeTImes;Re得出，Ib↓→Ic↓是由晶体三极管电流放大原理 Ic =βTImes;Ib （β表示三极管的放大倍数） 得出。由上述分析不难得出，Re越大稳定性越好。但事物总是具有两面性，Re太大其功率损耗也大，同时Ve也会增加很多，使Vce减小导致三极管工作范围变窄，降低交流放大倍数。因此Re不宜取得太大。在小电流工作状态下，Re值为几百欧到几千欧；大电流工作时，Re为几欧到几十欧。
偏置电路的作用
偏置电路的作用是向各放大级提供合适的偏置电流，确定各级静态工作点。各个放大级对偏置电流的要求各不相同。对于输入级，通常要求提供一个比较小（一般为微安级）的偏置电流，而且应该非常稳定，以便提高集成运放的输入电阻，降低输入偏置电流、输入失调电流及其温漂等等。
在集成运放中，常用的偏置电路有以下几种：
镜像电流源也称为电流镜（Current Mirror），在集成运放中应用十分广泛，它的电路如下图所示。
电源VCC通过电阻R和VT1，产生一个基准电流IREF，由图可得
然后在VT2的集电极得到相应的IC2，作为提供给某个放大级的偏置电流。由于UBE1＝UBE2，而VT1和VT2是做在同一硅片上两个相邻的三极管，它们的工艺、结构和参数都比较一致，因此可以认为
（2）
由于输出恒流IC2和基准电流IREF相等，它们之间如同是镜像的关系，所以这种恒流源电路称为镜像电流源。
镜像电流源的优点是结构简单，而且具有一定的温度补偿作用。
二、比例电流源
在镜像电流源的基础上，在VT1、VT2的发射极分别入两个电阻R1和R2，即可组成比例电流源，如下图所示。
由于VT1、VT2是做在同一硅片上的两个相邻的三极管，因此可以认为UBE1≈IE2R2，则
IE1R1≈IE2R2
如果两管的基极电流可以忽略，由上式可得
（3）
可见两个三极管的集电极电流之比近似与发射极电阻的阻值成反比，故称为比例电流源。
以上两种电流源的共同缺点是，当直流电源VCC变化时，输出电流IC2几乎按同样的规律活动，因此不适用于直流电源在大范围内变化的集成运放。此外，若输入级要求微安级的偏置电流，则所有电阻将达兆欧级，在集成电路中无法实现
