射极跟随器电路分析

　　射极跟随器也就是共集电极放大电路，是一种广泛应用的电路。其主要作用是将交流电流放大，以提高整个放大电路的带负载能力。实际电路中，一般用作输出级或隔离级。

　　其特点为输入阻抗高，输出阻抗低，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，减少电路间直接相连所带来的影响，起缓冲作用。

　　射极跟随器电路分析

　　共发射极放大电路，经推导可得Av=R3/R1，与BJT直流放大系数HFE无关，而是由R3与R1之比来决定的，严格来说是有关系的，但在工程上常可忽略不计。

　　Figure01

　　

　　二． 输出阻抗高，为什么共射放大电路的输出阻抗高呢？我们可以实际测量得出，测量的方法如下：（为了便于理解，把figure01简化为figure02，Ro表示输出阻抗，RL为待接负载）

　

　　①当共射放大电路输出不接负载时，相当于所接负载RL= ∞，测得此时V0 等于V01=R3/R1*V2=15*0.4=6VPP（V2的峰峰值为0.4V，当RL= ∞时，直接测三极管C极的信号即为这里的V01）

　　②当接上负载取RL=330Ω 时，可测得输出V02=3VPP=1/2VO1由此可得接上负载后，由于接上负载与共射放大电路的输出阻抗分压作用，导致输出变为1/2V0，即减半，经计算，V02=RL/（RL+Ro）*V01=1/2V01，

　　⇒RL=Ro=330Ω

　　⇒Ro=R3=330Ω

　　⇒共射放大电路的输出阻抗等于集电极电阻R3，这个输出阻抗是很大的，假设后面直接接一个8Ω的扬声器则扬声器两端的电压只有V=8/（330+8）*V01=71MV，信号不仅没有得到放大反而减小，这显然不是我们要的结果，所以这就是接下来我们要介绍的射极跟随器，它的作用就是接在共射放大电路与负载（扬声器）之间，起到阻抗转换的作用，使阻抗降低如到0Ω，从而驱动扬声器发声。

　　那现在我们先试着搭建射极跟随器的电路，在拿到这个命题时，我们首先应该提前思考这两个问题：

　　①既然射极跟随器也就是共集电极放大电路，它首先是放大电路，不管是放大电流还是放大电压，既然要起到放大作用，我们首先要给它提供一个使该电路能稳定的工作在放大区的条件，也就是前面教程讲到的提供一个稳定的静态工作点，也就是提供一个偏置电路，以及一个射极反馈电路，使该放大电路的直流特性稳定，不易受温度的影响。

　　② 既然是射极跟随器，那信号肯定应该从射极取出，因为若从集电极取出的话，那就是共发射极放大电路了，在此加上一个输出时加一个隔直电容，输入仍是基极通过一个耦合电容进行信号输入，最后应该考虑的一点就是集电极应该怎么接了，其实主要纠结点在于是否中间要接一个电阻RC，再接到VCC，来与基极，射极构成发射结正偏，极电结反偏的放大电路。那我们可以讨论一下有没有必要接这个集电极电阻。

　

　　我们前面讲到基极与射极之间存在的一个正偏的PN结，它的直流压差是固定的VBE≈0.6V，而交流阻抗为0，也就是基极输入的交流信号直接短接到射极进行输出，没有任何交流衰减，也就是假设Vb的交流信号为0.4sinwt，那么射极输出的信号也为0.4sinwt，峰峰值不变，而它的直流特性又是VB比VE大0.6V（VB=VE+0.6），根据叠加原理，输入输出信号既有既有直流成分又有交流成分，分别写出基极的信号组成和射极的信号组成

　　Vb=VB+0.4sinwt.。。.。。.①

　　Ve=VE+0.4sinwt.。。.。。.②

　　又VB=VE+0.6待入①中得：

　　Vb=VE+0.6+0.4sinwt.。。.。。.③

　　Ve=VE+0.4sinwt.。。.。。.④

　　我们可以画出③④的波形，figure04可以看出Ve可由Vb往下平移0.6V得到，由③-④得Ve=Vb-0.6V

　　⇒发射极电位仅由基极Vb来决定而与RE的值、以及Rc的值无关；

　

　　所以我们可以去掉Rc，使集电极直接接VCC，当然如果接上一个Rc电阻的话，电路也能正常工作，但也意味着在该电阻式有额外的功率损耗，因此一般都把Rc省掉。

　　又因为接在射极跟随器的负载电阻RL，从交流的角度看，是并联接在发射极电阻RE上的，所以改变RL的值与改变RE的值是一样的，如图

　　figure05

　

　　∴Ve交流成分的输出信号V0也与RE的值无关，也就是说即使改变负载电阻的值，输出电压V0=Vi，即可得射极跟随器输出阻抗Ro≈0，为了说明问题我们可以做个实验来验证：

　　假设我们认为射极跟随器输出阻抗Ro不为0，随便取个值如Ro=8Ω，让负载RL=8Ω，则输出Vo将因为负载分压而减半Vo=RL/（RL+Ro）*Vi=1/2*Vi，而此时我们实际测到的Vo=RL/（RL+Ro）*Vi=1*Vi

　　⇒RL/（RL+Ro）=1

　　⇒Ro=0;

　　与假设矛盾，即假设不成立，

　　⇒Ro=0;

　　既然R0=0，也就是说，理论上射极跟随器接的负载为不管为多大时，其输出都跟随输入的值V0=Vi，而不会像前面讲的共发射极放大电路那样被负载拉下来的现象，起到了阻抗变换的作用。