Warum würden Sie eine Diode an der Basis eines BJT anbringen?

Es ist da, um den Strom des Transistors weniger anfällig für Temperaturänderungen zu halten.

Bei Q1 :

Angenommen, anstatt R1 und D1 zu haben, wäre Q1base direkt mit Masse verbunden.
Emitterstrom wäre:

Sie können sehen, dass Ie anfällig für Schwankungen in Vbe ist, die eine bekannte Abhängigkeit von der Temperatur ( T ) hat, also können Sie es genauso gut ausdrücken wie:

Aber mit der Diode, wenn sie angepasst und thermisch verbunden sind:

Also jetzt:

Die Diode stellt effektiv den kleinen Spannungsoffset bereit, der erforderlich wäre, um Vbe- Änderungen mit T zu kompensieren , um einen konstanten Strom aufrechtzuerhalten.

Es ist eine Form der Temperaturkompensation. Solange die Diode und der Transistor die gleiche Temperatur haben, folgt die Veränderung der VF der Diode der _VBE des Transistors , wodurch der _{Kollektorstrom} konstanter gehalten wird.

Die Diode soll ungefähr den gleichen Spannungsabfall liefern wie der BE-Übergang des Transistors. Oft geschieht dies mit einem zweiten angepassten Transistor in der sogenannten Stromspiegelkonfiguration :

Schauen Sie sich das genau an und sehen Sie, wie Q2 den Kamstrom auf seinen Kollektor bezieht, wie auch immer, was auch immer von I1 gezogen wird. Dies wird in ICs ohne die Widerstände verwendet. Es funktioniert, weil zwei Transistoren nebeneinander, die denselben Prozess durchlaufen haben, gut aufeinander abgestimmt sind.

Die Diode wird verwendet, um einen genauen Vorspannungspunkt zu erzeugen, der etwa 0,7 V über der gemeinsamen Rückspannung liegt. Dieser Arbeitspunkt ist relativ unempfindlich gegenüber Änderungen der Versorgungsspannung. Unabhängig davon, ob die positive Spannung 9 V oder 20 V beträgt, liegt die Spitze der Diode bei 0,7 V. Wenn wir die Diode durch einen Widerstand ersetzen würden, hätte der Vorspannungspunkt diese Eigenschaft nicht. Seine Spannung variiert mit der Versorgungsspannung. Verdoppeln Sie die Versorgungsspannung von 9 V auf 18 V, und die Spannung verdoppelt sich ebenfalls.

Warum möchte die Schaltung die Vorspannung bei genau einem Diodenabfall über Masse halten? Dadurch wird der Emitter von Q1 (Oberseite von R2) aufgrund des Diodenabfalls über dem BE-Übergang des Transistors ungefähr auf Massepotential gelegt. Somit ist der Emitter eine "virtuelle Masse". Es ist nicht klar, warum dies ohne weitere Informationen über die Schaltung wichtig ist: wo sie verwendet wird, zu welchem ​​​​Zweck und irgendwelche Begründungen des Designers.

Das heißt, warum kann die Basis von Q1 nicht einfach geerdet werden, was zu einem Arbeitspunkt führt, der nur 0,7 V niedriger ist. Vielleicht gibt es keinen Grund. Designer tun Dinge nicht immer aus rationalen Gründen, sondern eher aus "rituellen" Gründen. Es sieht so aus, als ob der Designer wollte, dass der Spannungsabfall an R2 genau 20 V beträgt. Beachten Sie, dass R2 mit 4,99 KB angegeben ist, was lächerlich genau ist. Ein 5K-Widerstand mit 1% Toleranz könnte irgendwo zwischen 4,95K und 5,05K liegen. Einen 4,99-kΩ-Widerstand können Sie nicht wirklich kaufen, also können Sie diese Schaltung nicht wie angegeben bauen, es sei denn, Sie verwenden einen variablen Widerstand und verwenden Ihr digitales Potentiometer, um diesen Widerstand auf 4,99 k abzustimmen. Die -20-V-Versorgung muss genauso präzise sein, damit ein so präziser Wert von R2 sinnvoll ist.