![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=1739586643-u7n3s1d8TrrGRpffPfGZY8DSPHKsTchZ-0-defd0e3324924cbf994bde48db179615)
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=1739586643-R1cdsbLQObLxokufOb5iBckOIVcoBwX7-0-18753e74524b6e63bd35190f43bc95f2)
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=1739586643-AaK90JlcyNelmvDgNlKWhNFPChnXvM93-0-876eb0cdeffeae059fc3aa3f6f17c19c)
![](https://epubservercos.yuewen.com/D9BB91/17977545301603206/epubprivate/OEBPS/Images/52_01.jpg?sign=1739586643-6z7WJn87wYX4XCdSe5tCqqK49pffFlBB-0-22e4fc5f8b9bd508dadbd2994b416bdd)
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=1739586643-YSrsXfoAM1Bl3w8au8yauAIovu0d5Twn-0-1a779acf5ff69b2185c0be3a5d5532c0)
(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=1739586643-04j4owFYMe4UUgvA1l6yo6HOLpvr7Fq0-0-4f463379805cccf4dbf5dee5ae0fb144)
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=1739586643-r6tecd6vgN7uAvC2rjKf4OKd0vuAqEsh-0-8acccbe84e499f82d9fd13ca9fe8c39c)
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=1739586643-9nBjvAlGezxGOaHQF3YwaF5h0IYkdGCy-0-76422bdc4dfb20f4fcf6238e8cab060e)
整理上式可得
![](https://epubservercos.yuewen.com/D9BB91/17977545301603206/epubprivate/OEBPS/Images/52_10.jpg?sign=1739586643-c10KsYLvVcSqszEoqryt1eJIrR2V60Cr-0-4f814d50da0d6896a00ecf2080fafc6a)
又因为:,且:
,所以可得
![](https://epubservercos.yuewen.com/D9BB91/17977545301603206/epubprivate/OEBPS/Images/53_03.jpg?sign=1739586643-BcPG8q6RxCh2mJ5twd7VyBf1VzzuePuR-0-e86963cafb4aca8eba01fc84832a1312)
根据输出电阻ro的定义有
![](https://epubservercos.yuewen.com/D9BB91/17977545301603206/epubprivate/OEBPS/Images/53_04.jpg?sign=1739586643-bmCJlKqodTkFC0VG5JY4vXNY3AcwRTB9-0-0d1287f8a57ca99216d058ec51ce41f9)
(3)电压放大倍数Au
![](https://epubservercos.yuewen.com/D9BB91/17977545301603206/epubprivate/OEBPS/Images/53_05.jpg?sign=1739586643-7M2HhvCU8Pa8RM72nXe4f5jPtyLJ6e74-0-fb4dce72e385e5de9c4073f02710ca7c)
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=1739586643-8tZOOTeKO9hDvm0tiPCyljFxE4X051ki-0-308f6cb8e3c369959346e3374a75a811)
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=1739586643-zRhqmThEpPDp5OEZljLRoSFAmv6nDAcY-0-9079b4d4661767602c8b3fa1b849fba3)
图2-26 【例2-4】题图
![](https://epubservercos.yuewen.com/D9BB91/17977545301603206/epubprivate/OEBPS/Images/53_11.jpg?sign=1739586643-ATzq1zl0LWAp9XB0NTlJ9AmCDC7j2nTv-0-eb78f12e4b9d5933dfa1697f9bf952c9)
【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=1739586643-2xbyah7LQYKLt8cjFxgJ6OLvZUmeEMzp-0-ca6345d911b5fc4604dbba924212ae63)
2)晶体管的输入电阻
![](https://epubservercos.yuewen.com/D9BB91/17977545301603206/epubprivate/OEBPS/Images/54_02.jpg?sign=1739586643-obW1PsQeyY02FAKr7oB7Jx9NqOq7Jgq8-0-db0c2b52d929428c5faff09eb9c52897)
3)电压放大倍数
![](https://epubservercos.yuewen.com/D9BB91/17977545301603206/epubprivate/OEBPS/Images/54_03.jpg?sign=1739586643-E8hvPj1lqx3CSw1OD8r1STyhyXsTm1XG-0-4f3670a9a1988be70c8f9aebbcba71cd)
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=1739586643-7454FJPXAuvw7MhwzU9HJsDCzRngw6Pk-0-9a78b426d8958c913f1a95936764c334)
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=1739586643-DzCaE1DkJW85mbrJa5kNKO6oeeVH7ydV-0-b5f6f199e5277f8c381de7aa02b0aca2)
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=1739586643-XjH6mhhfYJAfz4nMQ6Grp6maI3JHQtG9-0-8c4e35f221ccf8fce5a87efba0d5614c)
![](https://epubservercos.yuewen.com/D9BB91/17977545301603206/epubprivate/OEBPS/Images/55_01.jpg?sign=1739586643-XieC0Llvl0BF3FV52DmswniF1fjxEOC4-0-717e6ce7c853a1da5c16c9eb2499245d)
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=1739586643-MQXeLM4IRgHeRvlldxg5KQ2Qcjj3zXM0-0-5c1669af0ac49c02a911229d082a5928)
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=1739586643-YjANcFelbLnDFLjnju6goLrPzBo1Jsqt-0-b1bf3f2b442a3b0885836df34afa9989)
(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=1739586643-lxKRa0DAD6eFPecHrCXSv7B7cQivlhIE-0-9e4d5382c443c098c28a4622502d1cfe)
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=1739586643-XGH9sVu4Cc08NrdF0CcCebxRUE5Ut4Z3-0-6cdca975cb432ad1b91c03733dcfcd90)
所以
![](https://epubservercos.yuewen.com/D9BB91/17977545301603206/epubprivate/OEBPS/Images/56_01.jpg?sign=1739586643-IcqP0LjBYr3ZXAKkFNXQD39k773ALI34-0-a835cde6c8d4d877b9c34bbc57fe4a1c)
(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=1739586643-I78g2V0czVryS4cLPWZBkGIRG4HWXM7C-0-3bba559eb7359e089c04849bcae0cb07)
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=1739586643-t6UlPf8pYprAqYeG57X6jJeDtrmYGEoA-0-0571de07a8b4dffc62105293cd8bb87d)
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=1739586643-4GuTjnWYVJhSpsVE92cULvqW6dF9DNKk-0-222619a36ff314919e8f0244a4ef5b3c)
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=1739586643-uBcIuLb5v3ciFsi0W01EDtA2nhEwj50Z-0-bcaec715e152e33a16821c70d324a1bf)
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。