什么是共集电极电路_共集电极放大电路计算与分析 - 全文

　　什么是共集电极电路

　　共集电极电路一般指共集电极放大电路。共集电极放大电路，输入信号是由三极管的基极与发射极两端输入的（在原图里看），再在交流通路里看，输出信号由三极管的发射极两端获得。因为对交流信号而言，（即交流通路里）集电极是共同端，所以称为共集电极放大电路。

　　共集电极放大电路的基本结构

　　图4-6所示为共集电极放大电路的基本结构，74HC123PW其组成的关键元器件和共射极放大电路基本相同，不同之处有两点：一是将集电极电阻R。移到了发射极（用R。表示）；二是输出信号不再取自集电极而是取自发射极。

　　该电路中，两个电阻R1，和R2通过电源给晶体三极管基极（b）供电；R1是晶体三极管发射极（e）的负载电阻；两个电容都是起到通交流隔直流作用的耦合电容；电阻Rj，则是加载输出信号的负载电阻。

　　由于晶体三极管放大电路供电电源的内阻很小，对于交流信号来说正负极间相当于短路。交流地等效于电源，也就是说晶体三极管集电极（c）相当于接地。输入信号是加载到晶体三极管基极（b）和集电极（c）与负载电阻R。之间，也就相当于加载到晶体三极管基极（b）和集电极（c）之间，输出信号取自晶体三极管的发射极（e），也就相当于取自晶体三极管发射极（e）和集电极（c）之间，因此集电极（c）为输入信号和输出信号的公共端，故称为共集电极放大电路。

　　共集电极放大电路的功能

　　共集电极放大电路是从发射极输出信号的，信号波形和相位基本与输入相同，因而又称射极输出器或射极跟随器，简称射随器，常用作缓冲器使用。

　　共集电极放大电路常作为电流放大器使用，它的特点是高输入阻抗，电流增益大，但是电压输出的帽度几乎没有放大，也就是输出电压接近输入电压，而由于输入阻抗高而输出阻抗低的特性，也常作为阻抗变换器使用。图4-7所示为晶体三极管电流放大电路。

　　对共集电极放大电路进行分析和识读时，也可分为直流和交流两条通路，交流通路是对交流信号起作用的电路，电容对交流信号可视为短路，电源的内阻对交流信号也视为短路。直流通路是由电源为晶体三极管提供直流偏压的电路，晶体三极管工作在放大状态还是开关状态，主要由它的偏压确定。直流通路也是为晶体三极管提供能源的电路。

　　共集电极放大电路的特性

　　1、输入信号与输出信号同相；

　　2、无电压放大作用，电压增益小于1且接近于1，因此共集电极电路又有“电压跟随器”之称；

　　3、电流增益高，输入回路中的电流iB《《输出回路中的电流iE和iC；

　　4、有功率放大作用；

　　5、适用于作功率放大和阻抗匹配电路。

　　6、在多级放大器中常被用作缓冲级和输出级。

　　共集电极放大电路的工作原理

　　信号经共集电极放大电路后输出同相几乎等幅的信号（略小于输入信号）。其工作原理如图1-15所示，由图可知U^TUk+U一H，那么可知．U旷U^-Uc，而对于三极管基极和发射极之间的电压Ube，远远小于负载上的电压，因此Um几乎和U^相等。在该电路中，放大的仅为电流，因此常作为电流放大器来使用。

　　共集电极放大电路计算与分析

　　（一）静态工作点的分析计算

　　根据电路可以得到

　　（二）性能指标的分析计算

　　1.电压放大倍数

　　根据微变等效电路可得

　　结论：共集电极放大电路的电压放大倍数是小于并近似等于1的，而且输出信号电压△Uo与输入信号电压△UI同相。

　　2.输入电阻Ri和输出电阻Ro

　　（1）输入电阻Ri

　　根据图示电路可得

　　（2）输出电阻Ro

　　在大多数情况下都有

　　3.电流放大倍数

　　根据微变等效电路可得

　　4.跟随范围

　　共集电极放大电路的动态范围称为跟随范围。

　　不失真的集-射极电压的信号分量的最大幅值为

　　因此跟随范围

　　共集电极放大电路具有如下的的特点：

　　1.电压放大倍数小于1，输出信号电压△UO与输入信号电压△Ui同相。

　　2.电流放大倍数可大于1，具有电流放大和功率放大的能力。

　　3.输入电阻大，向信号源取的电流小。输出电阻小，带负载能力强。

　　例：

　　在图中所示的射极跟随器中

　　求（1）计算Aus，Ri和Ro

　　（2）若负载RL开路，再计算Aus

　　解：（1）画出电路的直流通路，应用戴维南定理得到化简的等效直流通路

　　画出电路的微变等效电路

　　画出Ro的等效电路