一、放大器的接线方式
放大器中的晶体管通常使用三种基本连接模式中的一种。晶体管具有三个连接(集电极、基极和发射极)，而放大器电路的输入和输出各需要两个连接，总共四个，因此晶体管的三个连接之一必须为输入和输出共用。选择集电极、基极还是发射极作为输入和输出的共同点对晶体管放大器的工作方式有显着影响。本节介绍晶体管如何以共发射极模式偏置，这是电压放大器三种连接模式中最常用的一种。
二、A 类偏差
A 类放大器由施加在晶体管基极-发射极结上的直流电压偏置，因此它们的静态(或无信号)工作点位于晶体管特性的线性部分。此外，施加到基极的信号波形不应驱动晶体管进入饱和状态或进入截止状态。如果允许这种情况发生，将导致波形峰值变平，从而导致失真。在 A 类偏置中，集电极电压保持在大约电源电压的一半，但这意味着即使没有施加任何信号，晶体管也会永久地通过集电极电流，因此功率被浪费了，尽管 A 类提供了非常低的电压失真，它在使用功率方面也相对低效。
A 类放大器的理论最大效率为 50%，但实际上该数字接近 25%。A 类偏置的主要用途是在低功率音频和射频电压放大器中，与放大器的低失真主要优势相比，浪费的功率量并不那么重要。然而，A 类也可用于效率不太重要的市电(线路)供电的高保真音频系统中的低失真功率放大器。
三、共发射极固定偏置
大多数电子设备都需要放大器，不仅用于声音和图像再现，还用于控制系统和通信。放大器的设计旨在产生一种电路，该电路在特定频带内具有预测增益且失真最小。放大器还必须稳定且不易振荡。双极 PNP 或 NPN 晶体管或 FET 可用于各种设计，具体取决于其预期用途。
图 1
考虑图1 中的简单双极 NPN 共发射极放大器，它由一个晶体管和两个电阻器组成。为了正常工作，放大器应该在其输出端产生一个无失真放大版本的输入端信号。为此，其静态或无信号 (DC) 条件必须首先正确。它的输出只有在输入不失真的情况下才能不失真。
四、使用输入特征。
图2 显示了小信号放大器晶体管的典型输入特性曲线，其中绘制了基极电压 V b的变化与由此产生的基极电流 I b的变化。
图 2
如果施加到基极的交流信号电压的变化(V b的变化)要在交流基极电流 I b中产生比例变化，则必须使用 V B的某个直流值，以便信号电压发生正负偏移仅在输入曲线的线性部分(图2中的波形 b)。加在基极上的这个直流电压(图 2 中的 0.7V)称为基极偏置电压。从图2可以看出，如果偏置电压不足，则只有输入电压波形的正端会产生基极电流，从而使基极电流波形a发生严重畸变。
还可以看出，对于该晶体管，0.7V 的直流基极偏置电压 (R B ) 会产生 40µA 的静态 (DC) 基极电流。这些值是通过正确选择 R B的电阻值来设置的(图1)。
五、设置静态输出条件
还必须考虑静态输出条件，因为静态基极电流Ib会产生静态集电极电流 Ic ，该电流取决于 Ib 的值和晶体管的电流增益 hfe 。此外，由于 Ic流经负载电阻器 (R L )，它会在 R L上产生电位差，从电源电压 (V cc ) 中减去该电位差即可得到晶体管集电极/发射极电压 (V ce )的值。
图 3
图 3 显示了 I c和 V ce值的两个极端条件。从第一种情况(图1.2.3a)可以看出，如果集电极电流I C为零，由于基极电压低到足以切断基极电流，R L两端产生的电压将为零，并且整个 V cc将在晶体管两端产生，因此 V ce将上升到电源电压 V cc。
如果在这些条件下施加信号(图 1.2.3a)，输出信号的正向半周期(与基极电压波形反相)不能使 V ce 上升超过V cc ，因此不会再现集电极电压的正向半周，造成严重失真。
或者，如果由于过大的基极偏置而使 I c非常高(图 1.2.3b)，则晶体管将处于饱和状态，V ce将降至几乎为零。由于集电极电压不能低于 0V，输出信号的负向半周期将丢失。因此，要在集电极处再现完整波形，V ce的理想静态值将在 V cc和零伏之间的中间位置附近。这将允许在不失真的情况下再现输出波的正半周期和负半周期的最大幅度。
六、使用输出特性
图 4
在图4所示的输出特性中， 针对各种恒定基极电流Ib绘制了 Ic 变化与 Vce 变化的关系图。
在图3中描述的两个极端点之间，图 4 上绘制了一条“负载线”。
点 P 是 V CE = V cc (在本例中等于 10V)且 I c = 零，并且由于没有集电器流动，晶体管被称为“截止”。
R 点是 I c的最大值(其中 I c = V cc ÷ R L)并且 V ce为零(因为实际上整个 V cc都是在 R L上形成的)。这称为“饱和”，因为集电极电流不会进一步增加。
通过从 P 到 R 绘制负载线，可以看出 可以在 Q 点沿着负载线的中间选择V ce的值，在这种情况下，它与 I B的曲线重合。
从 Q 向下投射的垂直线然后与 V CC和零之间的V CE轴相交，从 Q 投射的水平线与 I C轴相交以给出 8mA 的静态值。
根据指示的 V Cce和 IC的值，现在可以使用以下方法计算 R L的值：
R L = (V cc - V ce ) ÷ I c
因此，在 Q 点(或具有不同值对的任何其他点)使用负载线：
R L = (10 − 5) ÷ 8 x10 −3 = 625Ω
偏置放大器，使工作点位于晶体管特性曲线线性部分的中心，称为“A 类偏置”。
七、固定偏置设计的问题。
虽然图 1中描述的设计简单且需要最少的组件，但在实际使用中仍有一些问题需要克服。
如果电源电压或晶体管温度因任何原因发生变化，则偏置电压也会发生变化。如果偏置电压增加，则更多的基极电流将流动，这将导致集电极电流增加。这反过来会导致晶体管内的结温升高，从而导致电流进一步增加。然后晶体管将通过更多的电流，导致温度进一步升高等等。
这个称为“热失控”的过程的最终结果是晶体管会变得越来越热，直到被破坏。尽管热失控在现代功率晶体管中不是什么大问题，但在小信号类型中，它仍然是一个可能的危险，应该通过在放大器设计中构建某种形式的偏置稳定来避免。
八、直流稳定
图5
图 5 显示了一种提高共发射极放大器温度稳定性的简单方法。它不是从 V cc馈送偏置电流，而是从 R L的集电极端馈送。
通过这种布置，集电极电流的任何增加都会导致 R L两端的电位差增加，并且由于 R L的顶部由 V cc保持稳定，R L底部的集电极电压 V ce必须下降。这反过来会导致 V be下降，从而降低集电极电流。偏置条件在很大程度上是自调整的，据说可以通过某种形式的直流反馈来稳定。
九、发射极稳定偏置
图6
在大多数商业电路中使用的另一种更常见的偏置布置使用由两个电阻器(图 6 中的R 1和 R 2 )组成的分压器来提供稳定的 V be值和发射极电阻器 R e以提供通过直流反馈提供稳定性。
如果该电路中集电极电流增加，发射极电流也会增加，这会导致发射极电压 V e升高。与稳定的基极电压相比，这种上升导致基极-发射极电压Vbe降低，随后集电极电流下降。当其他条件(例如温度或晶体管 h fe)可能发生变化时，使用发射极稳定电阻器的直流反馈可保持电路条件稳定。
然而，发射极电阻器也会导致不需要的交流反馈，因为在信号条件下，发射极上出现的交流波形将与基极波形同相，并且两个波形一起变化将趋向于减少基极 - 发射极电压的变化，从而导致大幅减少增益。为避免此问题，通常将发射极稳定电阻器 R e旁路(通常)连接在 R E两端的大值电容器将对存在的任何交流信号形成一个非常低的阻抗路径，从而防止发射器上出现任何交流信号，但不改变任何直流条件。
十、场效应晶体管偏置
图7
FET 的偏置比双极设计更简单，因为没有栅极(输入)电流流动。图7 显示了典型的 JFET 偏置布置。(MOSFET 也使用类似的偏置电路)。
在耗尽模式下使用时，FET 的栅极必须比源极更负。这是通过将栅极保持在零伏来实现的，同时通过 R 3的漏极/源极电流使源极端子为正。由于 FET 中没有栅极电流流动，因此 R 1两端不会产生电压，栅极保持在零伏。使用非常高的 R 1值可保持非常高的输入阻抗，这是 FET 放大器的一个有用特性。
施加到栅极的交流信号会引起栅极电压在零上下的微小变化，这会引起漏源电流的交流变化，并且与在双极放大器中一样，这些变化会通过 R 2转换为电压变化。源极电阻 R 3以与双极放大器中的发射极电阻相同的方式执行 DC 稳定，并且通常也被旁路以防止 AC 负反馈。
