偏置电流是什么原因是什么情况 偏置电流的成因及情况分析

什么是偏置电流？

偏置电流指的是在二极管或晶体管的非正向工作状态下，通过器件间的p-n结或pn接面的电流。在正常工作中，器件的p-n结是正向放电状态，不会有偏置电流存在。

偏置电流的原因

偏置电流的产生与p-n结内部的载流子浓度分布不均有关。偏置电流Ib是由固有载流子和扩散式载流子组成的，其中固有载流子是由杂质生成的掺杂离子产生势垒前的等效载流子浓度引起的；扩散式载流子是由杂质离子间的p-n结电容电场作用引起的，是扩散汲取或注入信号所产生。

因此，在p-n结上制造寄生电阻并不是改善偏置电流的好方法，因为随着寄生电阻的增加，偏置电流也会增加。

偏置电流对电路的影响

偏置电流对电路的影响主要表现在两个方面：

功耗过大

偏置电流会产生额外的能量消耗，因此，当电路中有多个晶体管时，总功耗会随着偏置电流的增加而增加。

影响放大系数

偏置电流的大小会影响晶体管的放大系数，如果偏置电流过大，会导致晶体管进入饱和状态，此时晶体管不能正常工作，输出波形失真严重，会导致电路不能正常放大和放大系数变差。

如何优化偏置电流

为了优化偏置电流，可以从以下几个方面出发：

选择合适的偏置电路

合理选用偏置电路结构对于减小偏置电流至关重要。通常，偏置电路大多选择常模（B模式），但有些情况需要用开关模（C模式）来直接控制偏置电流以进行调节。

优化器件结构

为了减少偏置电流，器件结构的设计也是非常关键的。在器件的p-n结处，可采用微带、P形或N形等工艺来改变载流子浓度分布，达到减小偏置电流的目的。

控制温度

温度是影响偏置电流的因素之一。偏置电流会随着温度的升高而增大，因此适当控制温度可以降低偏置电流。可以在高温区广泛使用制冷器或采用制冷器来降低环境温度。