三種基本放大電路分析與比較

汪 濤

（咸寧職業(yè)技術學院， 湖北 咸寧 437100）

在日常生活中有很多信號是十分微弱的，需要放大電路先將這些微弱的信號進行放大，然后推動相應的設備工作。其中以晶體三極管為核心構(gòu)成的放大電路比較常見，它能對微弱的電信號進行電流、電壓和功率的放大。以晶體三極管為核心構(gòu)成的放大電路簡稱為三極管放大電路，通常由多級構(gòu)成，其種類很多，應用非常廣泛。相對初學者來講，三極管放大電路不易理解和掌握，事實上，三極管多級放大電路盡管形式多樣，但它們一般由共發(fā)射極、共集電極或共基極基本放大電路通過一定的耦合方式組成，只要弄清楚了這三種基本放大電路，由它們構(gòu)成的多級放大電路就不難理解和掌握。三種基本放大電路是模擬電路教學的重要內(nèi)容。

一、三種基本放大電路分析方法

三種基本放大電路分析分為靜態(tài)分析和動態(tài)分析，也稱為直流分析和交流分析。在沒有信號輸入時，放大電路中各電流電壓都是保持不變的直流量，稱為靜態(tài)，對靜態(tài)的分析稱為靜態(tài)分析；當有交流信號輸入時，輸入的交流信號會疊加在直流量上在放大電路中進行放大和傳輸，這時電路中的電壓和電流處于變化的狀態(tài)，稱為動態(tài)，對動態(tài)的分析稱為動態(tài)分析。在進行靜態(tài)分析時，首先要畫出放大電路的直流通路，然后通過解析法或圖解法求靜態(tài)工作點，即求IBQ、ICQ、UCEQ，設置靜態(tài)工作點的目的是為了防止信號在放大的過程中產(chǎn)生失真。在進行動態(tài)分析時，首先要畫出放大電路的交流通路和微變等效電路，然后在放大電路的微變等效電路中求電壓放大倍數(shù)Au、輸入電阻ri和輸出電阻ro。

二、共發(fā)射極基本放大電路

如圖1（a）所示為分壓式偏置共發(fā)射極基本放大電路的電路結(jié)構(gòu)圖，輸入信號從基極輸入，從集電極輸出，發(fā)射極為輸入回路與輸出回路的公共端，故稱為共發(fā)射極基本放大電路。該電路引入了直流負反饋，它能穩(wěn)定靜態(tài)工作點，防止靜態(tài)工作點隨著溫度的變化而變化，從而產(chǎn)生波形失真。由圖1（b）所示直流通路可求得靜態(tài)工作點：

上式表明IEQ與三極管無關，從而達到了穩(wěn)定工作點的目的。根據(jù)三極管基極電流、集電極電流和發(fā)射極電流之間的關系可得：

三、共集電極基本放大電路

如圖2（a）所示為共集電極基本放大電路的電路結(jié)構(gòu)圖，輸入信號從基極輸入，從發(fā)射極輸出，集電極為輸入回路與輸出回路的公共端，故稱為共集電極基本放大電路。該電路常稱為射極輸出器或射極跟隨器，它引入了電壓串聯(lián)負反饋，輸入電阻較大，而輸出電阻很小。

由圖2（b）所示直流通路可求得靜態(tài)工作點：

四、共基極基本放大電路

如圖3（a）所示為共基極基本放大電路的電路結(jié)構(gòu)圖，輸入信號從發(fā)射極輸入，從集電極輸出，基極為輸入回路與輸出回路的公共端，故稱為共基極基本放大電路。該電路引入了電流并聯(lián)負反饋，輸入電阻很小，而輸出電阻較大。觀察圖3（b）可以發(fā)現(xiàn)其直流通路與分壓式偏置共發(fā)射極基本放大電路完全相同，所以二者的靜態(tài)分析方法與結(jié)果也完成一樣。

五、三種基本放大電路主要動態(tài)參數(shù)、特點及用途的比較

共發(fā)射極、共集電極、共基極三種基本放大電路，由于電路結(jié)構(gòu)不同，其微變等效電路也不同，主要動態(tài)參數(shù)、特點及用途也不近相同。

如表1所示為三種基本放大電路主要動態(tài)參數(shù)的比較，從表中可以看出共發(fā)射極（分壓式偏置）與共基極基本放大電路的輸出電阻r0相同，電壓放大倍數(shù)Au大小相等，符號相反。三種電路具有以下不同特點和不同用途：

表1 三種基本放大電路主要動態(tài)參數(shù)的比較

（1）共發(fā)射極基本放大電路的電壓放大倍數(shù)較大，輸出電壓與輸入電壓反相，輸入電阻適中，輸出電阻較大，常用作多級放大電路的中間級。

（2）共集電極基本放大電路的電壓放大倍數(shù)接近1，輸入輸出電壓同相，輸入電阻較大，輸出電阻很小，常用作放大電路的輸入級和輸出級，也可用作中間級用來隔離前后級的相互影響。

（3）共基極基本放大電路的電壓放大倍數(shù)較大，輸入輸出電壓同相，輸入電阻很小，輸出電阻較大，常用作高頻、寬頻帶電路和恒流源電路。

六、結(jié)論

三極管放大電路形式多樣，動靜態(tài)公式很多，不少學生學習起來感覺有些吃力，也容易忘記，但只要我們弄清楚三極管放大電路實質(zhì)是由共發(fā)射極、共集電極、共基極三種基本放大電路按一定方式組成的，分析方法基本相同，并運用比較的方法尋找這三種基本放大電路在電路結(jié)構(gòu)和動靜態(tài)公式的異同點，就一定能輕松地進一步掌握各種三極管放大電路。

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[2]江曉安，董秀峰.模擬電子技術[M].西安：西安電子科技大學出版社,2003.

[3]魏秉國，梁成升.模擬電子技術與應用[M].北京：國防工業(yè)出版社,2008.