![电子技术及应用](https://wfqqreader-1252317822.image.myqcloud.com/cover/660/33643660/b_33643660.jpg)
2.4 共集电极放大电路和共基极放大电路
2.4.1 共集电极放大电路
1.电路的基本组成
共集电极放大电路如图2-23a所示,其中RB是基极偏置电阻,RE为发射极电阻。图2-23c所示为共集电极放大电路的交流通路,从图中可以看出,输入信号是从基极和集电极输入,输出信号是从发射极和集电极送出,也就是说,集电极是输入与输出电路的公共端,因此被称为共集电极放大电路。由于负载电阻RL是接在发射极的,输出信号从晶体管发射极取出,所以共集电极放大电路也称为“射极输出器”。
![](https://epubservercos.yuewen.com/D9BB91/17977545301603206/epubprivate/OEBPS/Images/51_01.jpg?sign=1739282009-H5IlkguncuHFpxajJ536niPAT0f8pnFw-0-12a8b9af08e0f14e12263fefc41af7b4)
图2-23 共集电极放大电路
2.静态分析
如图2-23b所示为共集电极放大电路的直流通路,根据基尔霍夫电压定律可得
UCC=IBQRB+UBEQ+IEQRE=IBQRB+UBEQ+(1+β)IBQRE
所以可得
![](https://epubservercos.yuewen.com/D9BB91/17977545301603206/epubprivate/OEBPS/Images/51_02.jpg?sign=1739282009-SwdzIOnGDklD6JdGLvmpFVANDypeBuj7-0-c0b6746674804b734bdf423e8b594faf)
3.动态分析
如图2-24所示为共集电极放大电路的微变等效电路。
(1)输入电阻ri
如图2-24所示,可知,且在
回路中可知
![](https://epubservercos.yuewen.com/D9BB91/17977545301603206/epubprivate/OEBPS/Images/51_05.jpg?sign=1739282009-yTPNzh4YUK2msbNVbrhsGxWSL2D6Y0S2-0-e2efee001d31a98f86e83fc9e408c6fe)
![](https://epubservercos.yuewen.com/D9BB91/17977545301603206/epubprivate/OEBPS/Images/52_01.jpg?sign=1739282009-ac8V1eC0Si90zVZyhoEqnBEaTrJBjcrL-0-90a024e9acaba9659810aacc4d32f921)
图2-24 共集电极放大电路的微变等效电路
所以可得
![](https://epubservercos.yuewen.com/D9BB91/17977545301603206/epubprivate/OEBPS/Images/52_02.jpg?sign=1739282009-PBRYHeoO3oqU7jZZQsbOhUQhlwzxOoj6-0-e44d19d395f843b058369e8947e1784e)
(2)输出电阻ro
如果要计算输出电阻,需要对共集电极放大电路的微变等效电路进行处理,即:将图2-24中的负载电阻RL去掉后,在RE两端并联一个假想的电压源,由
所产生的电流
的方向如图2-25所示;同时将信号源
短路,但保留RS。经过变换的计算输出电阻ro电路图如图2-25所示。注意:在图2-25中,各电流的方向已经发生了改变。
![](https://epubservercos.yuewen.com/D9BB91/17977545301603206/epubprivate/OEBPS/Images/52_07.jpg?sign=1739282009-rHAB28xGMjeNyZIJsMtVUdSTfZenQ7q9-0-4a56d88aa98f8e54d2865290ef25b7df)
图2-25 输出电阻ro的计算电路
在图2-25中,如果从电阻RE两端向左看进去,不难发现RE与其他电阻的关系
![](https://epubservercos.yuewen.com/D9BB91/17977545301603206/epubprivate/OEBPS/Images/52_08.jpg?sign=1739282009-hboiHzR2ChImrKGpUZPq87NX0ohouiqm-0-96aebf602f283ec1de50cba175bce2ab)
由此可知,RE两端的电压与rbe+(RS//RB)两端的电压是相等的,所以可得
![](https://epubservercos.yuewen.com/D9BB91/17977545301603206/epubprivate/OEBPS/Images/52_09.jpg?sign=1739282009-Kgo2Y3j6tE0RExGzaMv2Pkoi7fzh5jvI-0-ed9933d68d02d280b3c1fa7746db4691)
整理上式可得
![](https://epubservercos.yuewen.com/D9BB91/17977545301603206/epubprivate/OEBPS/Images/52_10.jpg?sign=1739282009-k6VAzFYvuLpFgorBhAIDfSDWjXkT2pbl-0-7659b85eab1429ab075a34c79eb0940e)
又因为:,且:
,所以可得
![](https://epubservercos.yuewen.com/D9BB91/17977545301603206/epubprivate/OEBPS/Images/53_03.jpg?sign=1739282009-oJviVdk1Iu6nWyEH2tGbZZQX6Zv7STCV-0-fa528bd226c2a8466dd9efc45407d232)
根据输出电阻ro的定义有
![](https://epubservercos.yuewen.com/D9BB91/17977545301603206/epubprivate/OEBPS/Images/53_04.jpg?sign=1739282009-fQrMXBfIH7YEhpGBKCB0Lsa9YB4TseWU-0-1fac9cf281bc1adaa595f349bf9f2032)
(3)电压放大倍数Au
![](https://epubservercos.yuewen.com/D9BB91/17977545301603206/epubprivate/OEBPS/Images/53_05.jpg?sign=1739282009-MMOHiPLxqVprsgZvVQEUrD46gk5WPoci-0-bd1cd4aa0aef9ebf413a8a2a654bb4a8)
4.共集电极放大电路的特点
1)共集电极放大电路的放大倍数近似为1,即:,且相位相同,表明
跟随
的变化而变化,所以射极输出器又被称为射极跟随器,简称射随器。
![](https://epubservercos.yuewen.com/D9BB91/17977545301603206/epubprivate/OEBPS/Images/53_09.jpg?sign=1739282009-iebUDsO8z1n2pEb652Wv6TsmjOzJVcQ4-0-74911370cdbc49867d5159979b320c99)
射极输出器输入与输出关系仿真
2)共集电极放大电路的输入电阻高,可以用作多级放大电路的输入级,使电路的输入信号与信号源信号基本相等。
3)共集电极放大电路的输出电阻低,可用作多级放大电路的输出级,以提高电路的带负载能力。
【例2-4】电路如图2-26a所示,负载RL开路,试根据图中所示已知条件计算放大电路的静态工作点、电压放大倍数、输入电阻、输出电阻。
![](https://epubservercos.yuewen.com/D9BB91/17977545301603206/epubprivate/OEBPS/Images/53_10.jpg?sign=1739282009-pO4XzpBMOCB55bESsxhKoYHXfsIKKLM9-0-607f6af0aebeb27bf44c5dd62cb7f260)
图2-26 【例2-4】题图
![](https://epubservercos.yuewen.com/D9BB91/17977545301603206/epubprivate/OEBPS/Images/53_11.jpg?sign=1739282009-uRJll6BmnjMICmGlj8T61aTwrBkTSBf2-0-d2b911081d3c6318e634f59715a9b179)
【例2-4】射极输出器静态工作点测试仿真
解:1)画出电路的直流通路如图2-26b所示,计算静态工作点
![](https://epubservercos.yuewen.com/D9BB91/17977545301603206/epubprivate/OEBPS/Images/54_01.jpg?sign=1739282009-eKDpHfk5BsGGrF6uedC5wSqaBAbfrsPu-0-1dccbf21a6f784661b46dcc9af939e1c)
2)晶体管的输入电阻
![](https://epubservercos.yuewen.com/D9BB91/17977545301603206/epubprivate/OEBPS/Images/54_02.jpg?sign=1739282009-4UvyoSwA8UmwKd4IwwAwSOrUXU1QGcKO-0-a44e6cbb9d499f66fdfd82e7dea0edf3)
3)电压放大倍数
![](https://epubservercos.yuewen.com/D9BB91/17977545301603206/epubprivate/OEBPS/Images/54_03.jpg?sign=1739282009-C9lIllipRxroW39tRPRY0q5MpdC2bieu-0-bf6fff698a3cacc482a0b3a481939a85)
4)由于负载RL开路,即RL=∞,得输入电阻
ri=RB//[rbe+(1+β)RE]=342kΩ//[1.526kΩ+51×8kΩ]≈186kΩ
5)输出电阻
![](https://epubservercos.yuewen.com/D9BB91/17977545301603206/epubprivate/OEBPS/Images/54_04.jpg?sign=1739282009-Ry4WIiOjiD6gfyAerJNZBitUbc7h5IZL-0-8b7321fcd214d4f3cc2b70da502b9c1f)
2.4.2 共基极放大电路
1.共基极放大电路组成
如图2-27a所示为共基极放大电路,其中RB1和RB2为基极偏置电阻,RC是集电极电阻,RE是发射极偏置电阻,大电容CE使基极对地交流短路。图2-27c所示为共基极放大电路的交流通路,从图中可以看出,共基组态放大电路是把基极作为输入回路与输出回路的公共端。
![](https://epubservercos.yuewen.com/D9BB91/17977545301603206/epubprivate/OEBPS/Images/54_05.jpg?sign=1739282009-HQjhlJhP3Oy4JXURLCZaHfIApWuMlX8r-0-9a1eaa16a362c88aa969a382d0753981)
图2-27 共基组态放大电路
2.静态分析
如图2-27b所示为共基极放大电路的直流通路,可得出
![](https://epubservercos.yuewen.com/D9BB91/17977545301603206/epubprivate/OEBPS/Images/54_06.jpg?sign=1739282009-qSuo1b762FNUOqIVkh3bnvhYeGJUivBv-0-297eb61621c6214976726bc2a3fde794)
![](https://epubservercos.yuewen.com/D9BB91/17977545301603206/epubprivate/OEBPS/Images/55_01.jpg?sign=1739282009-ozZpzjOfAXu0fUN5OX5hmD6KMLdd73xJ-0-91ffa6f1e5e899091c4aadb93613d38f)
3.动态分析
如图2-28所示为共基极放大电路的微变等效电路。
![](https://epubservercos.yuewen.com/D9BB91/17977545301603206/epubprivate/OEBPS/Images/55_02.jpg?sign=1739282009-1GNdR6CNvEFHfL9UKDdKnwzdmcgIB30Y-0-f3250ef14447d20cc3feb0e313d60cc9)
图2-28 共基极放大电路微变等效电路
(1)输入电阻ri的计算
在图2-28中,可以看出,
,且
,
,所以可得输入电阻ri为
![](https://epubservercos.yuewen.com/D9BB91/17977545301603206/epubprivate/OEBPS/Images/55_07.jpg?sign=1739282009-JA1fEjUgJIsyxuifiGNvhQ2ICBVPXt4A-0-d771fd286fadfe9058dcdf059ffe5e2c)
(2)输出电阻ro计算
将图2-28中的负载电阻RL去掉,在RC两端并联一个假想的电压源,将信号源
短路,保留RS,电路变换后的电流
及其他各支路电流的大小和方向如图2-29所示。
![](https://epubservercos.yuewen.com/D9BB91/17977545301603206/epubprivate/OEBPS/Images/55_11.jpg?sign=1739282009-8Wt9fC9BL7xhgzmqO3jhhtLQEkaWS58j-0-1199c0ba7df63f9943f27a75a9b1fe41)
图2-29 输出电阻ro的计算电路
由于信号源电压被短路,保留内阻RS,且晶体管C和E之间的动态电阻rce>>RC,可知
![](https://epubservercos.yuewen.com/D9BB91/17977545301603206/epubprivate/OEBPS/Images/55_13.jpg?sign=1739282009-Zy9xUKAApoFLc2gn5MBwXzpjuloljoAR-0-58987c250d35bcb34094759bac5775c9)
所以
![](https://epubservercos.yuewen.com/D9BB91/17977545301603206/epubprivate/OEBPS/Images/56_01.jpg?sign=1739282009-KSPFSVPMoacgxSXFytE9bIF1c1dyv4Mr-0-d3fbae39308367b472c6e3e112381766)
(3)电压放大倍数Au和电流放大倍数Ai的计算
根据图2-28所示的微变等效电路可得电压放大倍数为
![](https://epubservercos.yuewen.com/D9BB91/17977545301603206/epubprivate/OEBPS/Images/56_02.jpg?sign=1739282009-x6y5RuRSCPDi5WJzWSsM4VBFcoicozq0-0-f95248377c4005d40bd24ec5bc0c1d10)
Au为正,说明放大电路输入与输出信号相位相同。
在共基极放大电路中往往要计算电流放大倍数Ai,。如图2-28所示,RL与RC是并联关系,有并联电路的分流公式可求得输出电流
。
![](https://epubservercos.yuewen.com/D9BB91/17977545301603206/epubprivate/OEBPS/Images/56_05.jpg?sign=1739282009-rTzkn5MwTKxRczibyTbmvhdZopxhWWjV-0-330c0261197354d06e34bf4644cfb751)
在电路的输入端,由于,由
,可以求得:
;且
,所以可以求出输入电流为
![](https://epubservercos.yuewen.com/D9BB91/17977545301603206/epubprivate/OEBPS/Images/56_10.jpg?sign=1739282009-HSGtEBEHUpI7itHCn2EeoMx2sAFILSQT-0-5e12086d3bcd9c1bd356da5b43b43569)
故放大电路的电流放大倍数Ai为
![](https://epubservercos.yuewen.com/D9BB91/17977545301603206/epubprivate/OEBPS/Images/56_11.jpg?sign=1739282009-MzY4yyeNeQfrmFwi41O4A0fFM2Y5OI2p-0-41be106dc62c9bfc215d6196fe37d8fa)
由放大电路的电流放大倍数Ai的公式可知:当电路中的RC>>RL,RE>>rbe时,Ai接近于1,但小于1,即:虽没有电流放大作用,但有良好的恒流输出特性,所以共基放大电路又称为电流跟随器,适合作高频、宽带放大或恒流源。