共发射极放大电路的工作原理(共发射极放大电路静态工作点)

该内容转载自河科大牛老师

三极管放大电路中,同时存在直流电源Ucc和交流电源ui,所以电路中的所有电压和电流均是直流和交流的叠加。

直流通路设置完毕,静态点合适后,再分析交流情况时,无论ui正负, 三极管均处于放大状态,因此可以单独分析纯交流部分。

信号源单独作用时,恒压源Ucc是交流短路的(非真的短路),电容是交流短路的,放大电路变形为交流通路。(**若不理解恒压源Ucc为什么是交流短路的,可以按照叠加定理理解,即交流电源ui单独作用时,令恒压源Ucc失效,即令Ucc=0V,短路处理**)

在交流通路中,三极管需要进一步等效。由于输入信号幅值很小,故三极管在静态点附近做微小变化,ube和ib的特性曲线近似为一直线,故两者的变化量比值为一个常数,即等效为一个电阻;同时,集电极电流ic只和基极电流ib有关,表现为恒流源的特点,故三极管在输入信号幅值很小时等效为一个电阻和受控恒流源的组合,此组合称为三极管的微变等效模型。

将微变等效模型代替交流通路中的三极管后得到微变等效电路。此电路的特点是左右两个单独的回路。因输入电压ui和输出电压uo共用了发射极e,故称为共发射极放大电路。

考量一个三极管放大电路的交流指标主要是三个:电压放大倍数Au、输入电阻Ri和输出电阻Ro。Au衡量放大电压的能力,Ri衡量放大电路连接信号源后,获得的输入电压ui与信号源开路时的电压es差别程度,而Ro用来衡量放大电路带负载的能力,即可以带多大的负载电阻RL,使得负载电阻RL可以获得满足设计指标的电压uo。

共发射极放大电路的Au数值较大,但为负值,这是因为ui增加时,uce减小,uo减小的缘故。同时,Au与负载电阻RL相关,RL越大,Au的值越大。

共发射极放大电路的Ri较小,使得连接信号源时,ui会比es小很多,即产生电压损失较大。

共发射极放大电路的Ro较大,使得该电路必须接较大的RL才可以使得RL上的电压接近不带RL即空载时的电压uo。这个概念可以和Au的计算公式相印证。

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