三极管的三种放大电路

共基极放大电路

　　共基极的放大电路，如图1所示，

 

图1　共基极放大电路

　　主要应用在高频放大或振荡电路，其低输入阻抗及高输出阻抗的特性也可作阻抗匹配用。电路特性归纳如下：

　　输入端（EB之间）为正向偏压，因此输入阻抗低（约20～200 ）
　　输出端（CB之间）为反向偏压，因此输出阻抗高（约100k～1M ）。

　　

　　电流增益：    

 　　 

　　虽然AI小于1，但是RL / Ri很大，因此电压增益相当高。
 

　　功率增益：

　　

　　由于AI小于1，所以功率增益不大。

　　共发射极放大电路

　　共发射极的放大电路，如图2所示。

 

图2 　共发射极放大电路

　　因具有电流与电压放大增益，所以广泛应用在放大器电路。其电路特性归纳如下：

　　输入与输出阻抗中等（Ri约1k～5k ；RO约50k）。 

　　电流增益：

　　

　　电压增益：

　　

　　负号表示输出信号与输入信号反相（相位差180°）。 

　　功率增益：

　　

　　功率增益在三种接法中最大。

　　共集电极放大电路

　　共集电极放大电路，如图3所示，

 

 图3 　共集电极放大电路

 　　高输入阻抗及低输出阻抗的特性可作阻抗匹配用，以改善电压信号的负载效应。其电路特性归纳如下：

　　输入阻抗高（Ri约20 k ）；输出阻抗低（RO约20 ）。 

　　电流增益：

　　

　　电压增益： 

　　

　　电压增益等于1，表示射极的输出信号追随着基极的输入信号，所以共集极放大器又称为射极随耦器（emitter follower）。功率增益Ap = AI × Av≈β ，功率增益低。 

　　三种放大电路特性比较

晶体管接法	电流增益	电压增益	输入阻抗	输出阻抗	应用电路
共发射极	β》1	Aν＞1 反相放大	中	中高	信号放大器
共基极	α≤1 最小	Aν＞1 最大	最低	最高	高频电路 高频响应好
共集电极	γ＞1 最大	Aν≤1 最小	最高	最低	阻抗匹配 射极跟随器

共发射极放大电路偏压

 

图4　自给偏压方式

　　又称为基极偏压电路，最简单的偏压电路，稳定性差，容易受β值的变动影响，温度每升高10℃时，逆向饱和电流ICO增加一倍。温度每升高1℃时，基射电压VBE减少2.5mV ，β随温度升高而增加(影响最大) 。

 

 图5　带电流反馈的基极偏压方式

　　三极管发射极加上电流反馈电阻，特性有所改善，但还是不太稳定。  

 

 图6　分压式偏置电路

　　此为标准低频信号放大原理图电路，其R1（下拉电阻）及R2为三极管偏压电阻，为三极管基极提供必要偏置电流,R3为负载电阻，R4为电流反馈电阻（改善特性），C3为旁路电容，C1及C3为三极管输入及输出隔直流电容（直流电受到阻碍）,信号放大值则为R3/R4倍数.设计上注意: 三极管Ft值需高于信号放大值与工作频率相乘积,选择适当三极管集电极偏压、以避免大信号上下顶部失真,注意C1及C3的容量大小对低频信号(尤其是脉波)有影响.在R4并联一个C2，放大倍数就会变大。而在交流时C2将R4短路。

　　为什么要接入R1及R4?

　　因为三极管是一种对温度非常敏感的半导体器件，温度变化将导致集电极电流的明显改变。温度升高，集电极电流增大；温度降低，集电极电流减小。这将造成静态工作点的移动，有可能使输出信号产生失真。在实际电路中，要求流过R1和R2串联支路的电流远大于基极电流IB。这样温度变化引起的IB的变化，对基极电位就没有多大的影响了，就可以用R1和R2的分压来确定基极电位。采用分压偏置以后，基极电位提高，为了保证发射结压降正常，就要串入发射极电阻R4。

　　R4的串入有稳定工作点的作用。如果集电极电流随温度升高而增大，则发射极对地电位升高，因基极电位基本不变，故UBE减小。从输入特性曲线可知，UBE的减小基极电流将随之下降，根据三极管的电流控制原理，集电极电流将下降，反之亦然。这就在一定程度上稳定了工作点。分压偏置基本放大电路具有稳定工作点的作用，这个电路具有工作点稳定的特性。当流过R1和R2串联支路的电流远大于基极电流IB（一般大于十倍以上）时，可以用下列方法计算工作点的参数值