![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=1739571238-57lDBAZvKF6xDqBLs3IEYLWArDlbVEtZ-0-d00876925bc747599a09f71768576177)
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=1739571238-JF49mHlGwhpohL1jQpvUf1gKyMuXmuN3-0-f6a51af4dc8dc87e563567e383da93d1)
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=1739571238-jQ4zQ3f3gXDxAIkmzsvUDAbJg9cvHHs3-0-fb5954022dbe5db783037fede77da9a7)
![](https://epubservercos.yuewen.com/D9BB91/17977545301603206/epubprivate/OEBPS/Images/52_01.jpg?sign=1739571238-j14NXZ0RL4wntnVBYbNoZXcyHvZf2d50-0-823f037d32b27ef44f069a410df8ed97)
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=1739571238-xctP6hKYqCUFKFZjEmJnZEc84g5t5DwG-0-72d925d25e3e444299a64c366cd627f7)
(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=1739571238-DMmSrzQXYY9TFgCW0j97Xmt7kFDHAmAw-0-3f27126520ef77f254f168901e5b7e20)
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=1739571238-vnbH3uDjUbhSWjbLxEA6IOvHoh2wjvfi-0-4204f34892f78d7c757263f5d209c283)
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=1739571238-trRhgaL7Af97Jb9V7NKGFgyKWVVE2wsa-0-cb213fdb7f14802b481f397c20e3009c)
整理上式可得
![](https://epubservercos.yuewen.com/D9BB91/17977545301603206/epubprivate/OEBPS/Images/52_10.jpg?sign=1739571238-SF76vqfGAQYQ9j2AxElv33YjWEMC2U8Q-0-adec0dc9ded6d3ea39d5d511bd90b6ea)
又因为:,且:
,所以可得
![](https://epubservercos.yuewen.com/D9BB91/17977545301603206/epubprivate/OEBPS/Images/53_03.jpg?sign=1739571238-pSy0v0oRCehCmlFmbiML3ov90gdogu4B-0-4e8396e0457a860f4db6e986ef20b8a0)
根据输出电阻ro的定义有
![](https://epubservercos.yuewen.com/D9BB91/17977545301603206/epubprivate/OEBPS/Images/53_04.jpg?sign=1739571238-0JHqZhcUUVJk1zAqAc0gNxT4yZ8Qqmtv-0-817a58bf1078bd8b7b2fb70772fa68cf)
(3)电压放大倍数Au
![](https://epubservercos.yuewen.com/D9BB91/17977545301603206/epubprivate/OEBPS/Images/53_05.jpg?sign=1739571238-iX8a3LYFZc6phh0SQGNsP7kOmvesGFd0-0-3ebff3735a95c1e5628e15dd6b55b2fa)
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=1739571238-DpS7TTduOjUwtkaj5imjyQkh3KPh9Ovr-0-8d77438f247c149664bb045a59ea6b20)
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=1739571238-bR5ktvVCW95naBviG3lzzvFofaFzwgSW-0-9cae9520ce810c444abda7a742dc894c)
图2-26 【例2-4】题图
![](https://epubservercos.yuewen.com/D9BB91/17977545301603206/epubprivate/OEBPS/Images/53_11.jpg?sign=1739571238-ctdOoHpoUBoLCnWtpC0fnpqX1kmGyw8Y-0-1e3c8784badece25664f657ac4095df8)
【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=1739571238-Q1KoPiNSdbqIxcYczFKb3HdfLalKxGlG-0-90f7d7b2f595fc645fc1e1fe2a194b7f)
2)晶体管的输入电阻
![](https://epubservercos.yuewen.com/D9BB91/17977545301603206/epubprivate/OEBPS/Images/54_02.jpg?sign=1739571238-tjRBoNypwWoGpijH1Jnn4qC7ecQvK8GD-0-1440206192197101581c5ae12d79d3d0)
3)电压放大倍数
![](https://epubservercos.yuewen.com/D9BB91/17977545301603206/epubprivate/OEBPS/Images/54_03.jpg?sign=1739571238-slXZjF8bGxw1jqYY6gIOaXFidL1xbHND-0-542c474976a39f800ebd1954bd4e3aeb)
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=1739571238-i75q3AAiun9IeqgbdwDPOrhp4HeOInfL-0-af7189fadc2e3bbaf8b7b8655c43172f)
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=1739571238-6GAgi6PXZwBUZcNMLdIrH9aYY4v6aD1z-0-2dfe8c7e434af9ced3870604fcb0eb0d)
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=1739571238-TsZMXohVi4GU1jlGulo2FGytKGd8vexD-0-e04e053b5f47af17d04097d73bd735ab)
![](https://epubservercos.yuewen.com/D9BB91/17977545301603206/epubprivate/OEBPS/Images/55_01.jpg?sign=1739571238-UqNuddVbxINRSFV7GtBQ2aackr9lbdTS-0-1567911a21ef80e015ae26d4c304b5a6)
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=1739571238-ghXBZ3x7iujbpgzSVyYiuQzFACnhJgpY-0-8a3d4e8dd3dc2f01909a5eab7c9d5a82)
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=1739571238-T7icZJ57qk7v2xOGAYkrpOjQulVSAgQs-0-f084b4534fb6a1d881e51405dae9bfff)
(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=1739571238-mUQnC89XPVCzpzCSAzrCUdfL4ydgogIO-0-5856fe4a8255a5c4e40766aeb8c8838e)
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=1739571238-r1eufhw75k5t39ueOMUWROgzLOVGZLOr-0-432d1feae19785362ddc53262b739077)
所以
![](https://epubservercos.yuewen.com/D9BB91/17977545301603206/epubprivate/OEBPS/Images/56_01.jpg?sign=1739571238-X0IJgGQnJKCA3neJmzz7qlZZRN6O6sHd-0-530677ed7827c293f6d6fed24b956bb3)
(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=1739571238-jgjbTyAi0dLI27sO4vfCYGii1Mf7ZJWP-0-30f56ec9c7ce50ec8af271ff71c8ba20)
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=1739571238-FVTLhGpsfoKe1EWewxXmZiOVZckLgrjy-0-ff07a3e444f80102158268e2033ed316)
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=1739571238-J4zRBoUSHnA2DTQuqPC9FKptE7sfxit4-0-1bc7dc40a2eb671a0e802a0e5b57bfea)
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=1739571238-iGtlxEUkVafeWRlWbONsZEra7LudTQ7R-0-84eb597baee5fe252dcb39a58a238829)
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。