![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=1738852719-3j8xYsNOEChrquZqNHXggkJ9ROxMNnoz-0-fac3f9b4aaac765f080196948cacec09)
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=1738852719-mU6pfDDpqp9YiJhAwDIzLy5KWU6p3dZu-0-ca235a645d365ff7064307b82731e878)
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=1738852719-yEyx9bcQNL5NwEwy6bERe1hWX3GbQhpD-0-ce0b8a1b7e07fd82c8113f997b5c9722)
![](https://epubservercos.yuewen.com/D9BB91/17977545301603206/epubprivate/OEBPS/Images/52_01.jpg?sign=1738852719-SGt3btUrICeKDXl3irmSHrIBxyhJupYj-0-6f71fb314e567f8d84886cab50e901c5)
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=1738852719-KqcxPsrQ9QkQuvfWGGFOh4d53G2LcX0t-0-e60a9f9edc049e0238ebdf2df7ade0eb)
(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=1738852719-TMJy3hxV2FZnJjjntPxlQ3jTSEdLWVLf-0-3bfe3bf90d6b7d7e054ccc66df023c8c)
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=1738852719-OQvbzYdfea4Ji8pR4JwSFamCwEwyEZjX-0-b4d5c483bc842f5182207b9a889eba6d)
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=1738852719-CYzCOvFQbcKGrYgwCq4RDfdtIY2rBUKd-0-5e3097903ae366412be049b36838f3df)
整理上式可得
![](https://epubservercos.yuewen.com/D9BB91/17977545301603206/epubprivate/OEBPS/Images/52_10.jpg?sign=1738852719-HRHIg86PzjSzbEPMIjwdMg8VM3nfrtCF-0-74fce95ddc7d52a15cc18ffd4fda2cce)
又因为:,且:
,所以可得
![](https://epubservercos.yuewen.com/D9BB91/17977545301603206/epubprivate/OEBPS/Images/53_03.jpg?sign=1738852719-g6GwewNEQhH2LNsHlCU53PQtwub6ynSA-0-e86f9cc45d240aca0f8c219f8c82386f)
根据输出电阻ro的定义有
![](https://epubservercos.yuewen.com/D9BB91/17977545301603206/epubprivate/OEBPS/Images/53_04.jpg?sign=1738852719-IXZh21d1k6H6YPk3Vd3wIP7CO0RUngHv-0-7ee4298bc9a5a07e5cf55eb256a21ccf)
(3)电压放大倍数Au
![](https://epubservercos.yuewen.com/D9BB91/17977545301603206/epubprivate/OEBPS/Images/53_05.jpg?sign=1738852719-bePfk6fQg9pLnOCaIsLtSunhEhlRoDXl-0-33b10847dfdf86f1825a6f81083b8d7c)
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=1738852719-sI4it0nCw6fQMMLRkpmOK40J1Kv0S4MU-0-8393ff2761b82eaf7e0833d0fa09011f)
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=1738852719-RHQCGt3oxKc4WeGXtCPjF3EGJ1rZwFrw-0-c0f48ef04ff96fb9dbaa40877bba8762)
图2-26 【例2-4】题图
![](https://epubservercos.yuewen.com/D9BB91/17977545301603206/epubprivate/OEBPS/Images/53_11.jpg?sign=1738852719-YGCAPsAKfbmkiuT0BKjGNigERSJqmWCF-0-5c972774fdedb9503c1066fd65741061)
【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=1738852719-2CcWWcvtRZWqVteO5QDUWLtgHqxCP17f-0-0f235180085fe81ac90d87cff38d1aff)
2)晶体管的输入电阻
![](https://epubservercos.yuewen.com/D9BB91/17977545301603206/epubprivate/OEBPS/Images/54_02.jpg?sign=1738852719-1iY2mJdyFoGTOAsTBGMC1Tcg1kQO49z3-0-b83e627775dcaa46ed2bf68136dd46c9)
3)电压放大倍数
![](https://epubservercos.yuewen.com/D9BB91/17977545301603206/epubprivate/OEBPS/Images/54_03.jpg?sign=1738852719-Ym7xQD6Vf9a3SvSwQiE2oAvYeMDNRTy0-0-835275cbf6875d2fd29bf527b7864eff)
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=1738852719-zjrzrLKhzpPV6GM82LDWSOqupKWPiE2Y-0-2d608ed47fa5bab2d2d686b56a766ffa)
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=1738852719-lkRlR9hxgJt84J8S91hfpPAF8EnisUgs-0-3378c883e7ddc03552adc7c642fa6ef5)
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=1738852719-eF4QJFNkjQEKsH9ZVM5NNafa3gEC9aaa-0-9baaeb3eb555d6cb75fc1d51b98be29f)
![](https://epubservercos.yuewen.com/D9BB91/17977545301603206/epubprivate/OEBPS/Images/55_01.jpg?sign=1738852719-GgSMryHn8Zxc7Jq0bsx3mATvvCESuXm9-0-94aa36c3834ea3f8ccf71d7c2a9182ef)
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=1738852719-A66Wl7FsdHlxjElsZLSmCWzid8N5MTxA-0-1755d826d9d43d7089c29d994bf60258)
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=1738852719-nOD7X2FYO75ZyTALjuTqam857XoO2mLl-0-e916b812ce14b98b45e6ea8e0b1c0fa0)
(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=1738852719-I2BC50nZxGpWNdOi3L8o29LIuuev8WVF-0-fdf04cc272c72617727a8764252822d6)
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=1738852719-Hx8WLjC75vQ8kNXMQhq9mJRV0OOcdzax-0-b741b255535cd6161636f1fb1650802a)
所以
![](https://epubservercos.yuewen.com/D9BB91/17977545301603206/epubprivate/OEBPS/Images/56_01.jpg?sign=1738852719-eZNcALiIbDpqVB29llHxyV42v3eK4pkM-0-e5a4caa9f6a524809e57aaf464e30edd)
(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=1738852719-NY9mg0y1ilLcUtJBozRRe3lPbdXQ3yPl-0-548ff60498a5d8a096be25a206767d8d)
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=1738852719-c4HxF2eht3mIFMFgd97OcUiKOBCYovf9-0-1dda267efce095203f9ee8bfa0e2f83d)
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=1738852719-PQa5Q1C5JH08ExLhTnMAQZjrlayUtIzv-0-2e6dd93b810a91dffe6360325e86f0f3)
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=1738852719-UPFr4wb2GkhCjLnDw8VFxJJ2diQ3CpOt-0-f7ac2d82f05a49d5495b18f922b58f22)
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。