C2 · BJT

直流偏置：摆动之前先定下位置

要把晶体管用于放大，首先要让它停在放大区的一个点上。这一单元亲手改变偏置，找出工作点落在负载线上哪里时，信号能摆动得最宽。

在负载线上移动工作点

倾斜的直线是负载线，集电极电流和集电极-发射极电压总是一起落在这条线上。改变偏置，工作点就沿着直线滑动：左上端是饱和，右下端是截止。找出信号能摆动得最宽的位置。

偏置基极电流 IbIb = 8 μA

工作点 Q

Vce = 9.2 V   Ic = 0.8 mA

工作点靠近截止。Vce 几乎升到 Vcc，向下降的余地很大，向上升的余地却几乎没有。

边缘 · 无法摆动

负载线：集电极回路的约定

集电极一侧，电源 Vcc 和电阻 Rc 与晶体管串联。对这个回路写出基尔霍夫电压定律，得 Vcc = Ic Rc + Vce，即 Vce = Vcc - Ic Rc，这就是 Ic 与 Vce 平面上的一条直线，即负载线。一端是 Ic 为 0 的截止(Vce = Vcc)，另一端是 Vce 接近 0 的饱和(Ic = Vcc/Rc)。晶体管的工作点必定在这条线上的某处。

工作点 Q 由偏置决定

停在负载线上哪一点，由送入基极的偏置电流决定。偏置定下 Ib，C1 中的关系 Ic = β Ib 就定下集电极电流，这个 Ic 与负载线相交的位置就是工作点 Q。偏置太小，Q 降向截止，晶体管关断；偏置太大，Q 升向饱和，Vce 贴到底部，再也动不了。

居中最好：摆动余地

以后加上信号，Vce 就以工作点为中心上下摆动。Q 离某一端太近，摆动很快就撞上截止或饱和而被削掉(削波)。在上下余地相等的负载线正中央，也就是 Vce 约为 Vcc 的一半时，信号能向两边摆动得最宽。好的偏置还要在 β 或温度变化时让 Q 不大幅移动，通常在发射极接一个电阻来获得这种稳定。

观察Vce = Vcc - Ic Rc

负载线就是对集电极回路写出的 KVL。

选择Ic,sat = Vcc / ?

饱和端 Vce=0，故 Ic 是 Vcc 除以 Rc。

填空Ic = β ?

工作点的集电极电流是偏置所定 Ib 的 β 倍。

自己来Vce,Q ≈ ?

最大摆幅在 Vce 为 Vcc 之半时。

回到第一屏

偏置给得少时，工作点挂在靠近截止的右下端，没有向上摆动的余地。偏置给得多，它又贴到饱和一侧的左上端，向下摆动的余地消失了。只有放在负载线正中央时，上下余地才相等。工作点总在负载线上，位置由偏置决定，最好的位置是信号能向两边尽情摆动的正中央。接下来就看小的摆动在那个位置上怎样变大。

要使用晶体管，首先要用 DC 偏置把工作点(Q 点)安放在放大区。集电极回路的 KVL 确定负载线 Vce = Vcc - Ic Rc，偏置确定 Ib(因而 Ic = β Ib)，在负载线上选出一点。把 Q 点放在负载线中央(Vce ≈ Vcc/2)，信号就不会撞上截止或饱和，摆动最大。好的偏置还要在 β 和温度变化时保持稳定。

接下来的脉络

现在晶体管稳定地停在放大区的一个点上。下一单元只把这个点周围的小幅摆动分离出来：暂时撇开大的 DC，在工作点附近把晶体管看作线性元件，这就是小信号模型。放大的计算从那里开始，看小的输入怎样长成大的输出。