放大电路—理论分析

01、电路的组成

根据放大电路的组成原则，晶体管应工作在放大区，即uBE>Uon, uCE >=uBE ，所以在图1-1（a）所示基本共集放大电路中，晶体管的输入回路加基极电源Vbb，它与Rb、Re共同确定合适的基极静态电流；晶体管的输出回路加集电极电源Vcc，它提供集电极电流和输出电流。共集放大电路的直流通路如图1-1（b）所示，电源Vbb和Vcc的负端接地；交流通路如图1-1（c）所示，集电极是输入回路和输出回路的公共端。

图1-1 基本共集放大电路

交流信号ui输入时，产生的动态的基极电流ib，驼载在静态电流IBQ之上，通过晶体管得到放大了的发射极电流iE，其交流分类ie在发射极电阻Re上产生的交流电压即为输出电压uo，由于输出电压由发射极获得，故也称为共集放大电路为射极输出器。

02、静态分析

静态电路如图2-1所示：

图2-1 静态电路

如图2-1所示的直流通路中，输入回路的方程为：

即可得到基极静态电流IBQ、发射极静态电流IEQ和管压降UCEQ：

03、动态分析

交流电路如图3-1所示：

图3-1 交流通路

用h参数将3-1所示交流通路等效便可得到共集放大电路的交流等效电路，如图3-2所示：

图 3-2 基本共集放大电路的交流等效电路

根据电压放大倍数的定义，利用基极电流Ib和集电极电流Ic的控制关系，可以得出放大倍数Au的表达式为：

式（1.3）表明，Au大于0且小于1，即Uo和Ui同相且Uo<Ui。当（1+ꞵ）Re>>Rb+rbe时，Au=1,即Uo≈Ui，所以称共集放大电路为射极跟随器。虽然放大倍数Au<1,电路无电压放大能力，但是输出电流Ie远大于输入电流Ib，所以电路仍有功率放大作用。

根据输入电阻Ri的物理意义能够得出输入电阻Ri的表达式：

可见，发射极电阻Re等效到基极回路时，将增大到（1+β）倍，因此共集放大电路的输入电阻比共射放大电路的输入电阻大得多。

为了计算输出电阻Ro，令输入信号为零，在输出端加正弦波电压Uo，求出因其产生的电流Io，则输出电阻Ro=Uo/Io，如图3-3所示：

图3-3 基本共集放大电路输出电阻的求解电路图

在图3-3中，输出电流Io由两部分组成，一部分是输出电压Uo在发射极电阻Re上产生的电流IRe，另一部分是Uo由于作用晶体管的基极回路产生的基极电流Ib从而获得的Ie，它们的求值为：

所以输出电阻的表达式为：

可见，基极回路电阻Rb等效到射极回路时，应减小到原来到的1/(1+ꞵ)。由于通常情况下，Re取值较小，rbe也多在几百欧到几千欧，而β至少几十倍，所以Ro可小到几十欧姆。

因为共集放大电路输入电阻大、输出电阻小，因而从信号源索取的电流小而且带负载能力强，所以常用于多级放大电路的输入级和输出级；也可用它连接两电路，减少电路直接相连所带来的影响，起到缓冲的作用。