三极管基本放大电路的三种组态之欧阳与创编.docx
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三极管基本放大电路的三种组态之欧阳与创编
除去信号的输入、输出端。
另一端就是共极
时间：
2021.03.08
创作：
欧阳与
三极管基本放大电路的三种组态
组态一：
共射电路
组态二：
共集电极电路
共集电极组态基本放大电路如图所示。
（1）直流分析
（2）交流分析
放大倍数／输入电阻／输出电阻
组态三：
共基极放大电路
共基组态放大电路如图
交流、直流通路
微变等效电路
共基极组态基本放大电路的微变等效电路
性能指标
三种组态电路比较
放大电路的三种基本组态
2．6．1 共集电极放大电路
上图（a）是一个共集组态的单管放大电路，由上图（b）的等效电路可以看出，输入信号与输出信号的公共端是三极管的集电极，所以属于共集组态。
又由于输出信号从发射极引出，因此这种电路也称为射极输出器。
下面对共集电极放大电路进行静态和动态分析。
一、静态工作点
根据上图（a）电路的基极回路可求得静态基极电流为
（2.6.1）
二、电流放大倍数
由上图（b）的等效电路可知
Ai=-（1+β）（2.6.4）
三、电压放大倍数
由上图（a）可得
Re’=Re//RL
由式（2．6．4）和（2．6．5）可知，共集电极放大电路的电流放大倍数大于1，但电压放大倍数恒小于1，而接近于1，且输出电压与输入电压同相，所以又称为射极跟随器。
四、输入电阻
由图2．6．1（b）可得
Ri=rbe+（1+β）Re’
由上式可见，射极输出器的输入电阻等于rbe和（1＋β）R、e相串连，因此输入电阻大大提高了。
由上式可见，发射极回路中的电阻R、e折合到基极回路，需乘（1＋β）倍。
五、输出电阻
在上图（b）中，当输出端外加电压U。
，而US=0时，如暂不考虑Re的作用，可得下图。
由图可得
由上式可知，射极输出器的输出电阻等于基极回路的总电阻（）除以（1＋β），因此输出电阻很低，故带负载能力比较强。
由上式也可见，基极回路的电阻折合到发射极，需除以（1＋β）。
2．6．2 共基极放大电路
上图（a）是共基极放大电路的原理性电路图。
由图可见，发射极电源VEE的极性保证三极管的发射结正向偏置，集电极电源VCC的极性保证集电结反向偏置，从而可以使三极管工作在放大区，因输入信号与输出信号的公共端是基极，因此属于共基组态。
为了养活直流电源的种类，实际电路中一般一再另用一个发射极电源VEE，而是采用如上图（b）的形式，将VCC在电阻Rb1、Rb2上分压得到的结果接到基极。
当旁路电容Cb足够大时，可认为Rb1两端电压基本稳定。
可以看出，此电压能够代表VEE，保证发射结正向偏置。
2．6．3 三种基本组态的比较
根据前面的分析，现对共射、共集和共基三种基本组态的性能特点进行比较，并列于表2－1中。
上述三种接法的主要特点和应用，可以大致归纳如下：
①共射电路同时具有较大的电压放大倍数和电流放大倍数，输入电阻和输出电阻值比较适中，所以，一般只要对输入电阻、输出电阻和频率响应没有特殊要求的地方，均常采用。
因此，共射电路被广泛地用作低频电压放大电路和输入级、中间级和输出级。
②共集电路的特点是电压跟随，这就是电压放大倍数接近放大电路的三种基本组态
2．6．1 共集电极放大电路
上图（a）是一个共集组态的单管放大电路，由上图（b）的等效电路可以看出，输入信号与输出信号的公共端是三极管的集电极，所以属于共集组态。
又由于输出信号从发射极引出，因此这种电路也称为射极输出器。
下面对共集电极放大电路进行静态和动态分析。
一、静态工作点
根据上图（a）电路的基极回路可求得静态基极电流为
（2.6.1）
二、电流放大倍数
由上图（b）的等效电路可知
Ai=-（1+β）（2.6.4）
三、电压放大倍数
由上图（a）可得
Re’=Re//RL
由式（2．6．4）和（2．6．5）可知，共集电极放大电路的电流放大倍数大于1，但电压放大倍数恒小于1，而接近于1，且输出电压与输入电压同相，所以又称为射极跟随器。
四、输入电阻
由图2．6．1（b）可得
Ri=rbe+（1+β）Re’
由上式可见，射极输出器的输入电阻等于rbe和（1＋β）R、e相串连，因此输入电阻大大提高了。
由上式可见，发射极回路中的电阻R、e折合到基极回路，需乘（1＋β）倍。
五、输出电阻
在上图（b）中，当输出端外加电压U。
，而US=0时，如暂不考虑Re的作用，可得下图。
由图可得
由上式可知，射极输出器的输出电阻等于基极回路的总电阻（）除以（1＋β），因此输出电阻很低，故带负载能力比较强。
由上式也可见，基极回路的电阻折合到发射极，需除以（1＋β）。
2．6．2 共基极放大电路
上图（a）是共基极放大电路的原理性电路图。
由图可见，发射极电源VEE的极性保证三极管的发射结正向偏置，集电极电源VCC的极性保证集电结反向偏置，从而可以使三极管工作在放大区，因输入信号与输出信号的公共端是基极，因此属于共基组态。
为了养活直流电源的种类，实际电路中一般一再另用一个发射极电源VEE，而是采用如上图（b）的形式，将VCC在电阻Rb1、Rb2上分压得到的结果接到基极。
当旁路电容Cb足够大时，可认为Rb1两端电压基本稳定。
可以看出，此电压能够代表VEE，保证发射结正向偏置。
2．6．3 三种基本组态的比较
根据前面的分析，现对共射、共集和共基三种基本组态的性能特点进行比较，并列于表2－1中。
上述三种接法的主要特点和应用，可以大致归纳如下：
①共射电路同时具有较大的电压放大倍数和电流放大倍数，输入电阻和输出电阻值比较适中，所以，一般只要对输入电阻、输出电阻和频率响应没有特殊要求的地方，均常采用。
因此，共射电路被广泛地用作低频电压放大电路和输入级、中间级和输出级。
②共集电路的特点是电压跟随，这就是电压放大倍数接近于1而小于1，而且输入电阻很高、输出电阻很低，由于具有这些特点，常被用作多级放大电路的输入级、输出级或作为隔离用的中间级。
首先，可以利用它作为量测放大器的输入级，以减小对被测电路的影响，提高量测的精度。
其次，如果放大电路输出端是一个变化的负载，那么为了在负载变化时保证放大电路的输出电压比较稳定，要求放大电路具有委低的输出电阻。
此时，可以采用射极输出器作为放大电路的输出级。
③共基电路的突出特点在于它具有很低的输入电阻，使晶体管结电容的影响不显著，因此频率响应得到很大改善，所以这种接法常常用于宽频带放大器中。
另外，由于输出电阻高，共基电路还可以作为恒流源。
于1而小于1，而且输入电阻很高、输出电阻很低，由于具有这些特点，常被用作多级放大电路的输入级、输出级或作为隔离用的中间级。
首先，可以利用它作为量测放大器的输入级，以减小对被测电路的影响，提高量测的精度。
其次，如果放大电路输出端是一个变化的负载，那么为了在负载变化时保证放大电路的输出电压比较稳定，要求放大电路具有委低的输出电阻。
此时，可以采用射极输出器作为放大电路的输出级。
③共基电路的突出特点在于它具有很低的输入电阻，使晶体管结电容的影响不显著，因此频率响应得到很大改善，所以这种接法常常用于宽频带放大器中。
另外，由于输出电阻高，共基电路还可以作为恒流源。
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2021.03.08
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