第三章(二)三种基本组态放大电路解析

基于三种电路对电流放大的研究摘要：放大电路时指能量的控制和转换，用能量比较小的输入信号来控制另一个能源，使输出端的负载得到的能量比较大的信号。

放大的对象是变化量，放大的前提是传输不失真。

三种放大电路的基本组态：三种放大电路为：共发射极放大电路，共基极放大电路，共集电极放大电路。

1、共发射极放大电路三极管V：实现电流放大。

集电极直流电源Ucc：确保三极管工作在放大状态。

集电极负载电阻Rc:将三极管集电极电流变化转为电压变化，以实现电压放大。

基极偏置电阻Rb:为放大电路提供静态工作点。

耦合电容C1和C2：隔直流通交流。

工作原理：Ui直接加在三级管V的基极和发射极之间，引起基极电流ib作相应的变化。

通过V的电流放大作用，V的集电极电流ic也将变化。

ic的变化引起V的集电极和发射极之间的电压UCE变化。

UCE中的交流分量uce经过C2畅通的传送给负载RL，成为输出交流电压u。

，实现电压放大作用。

（1）静态分析：共发射极放大电路的直流通路和静态工作点（2）求静态工作点上图Q点为静态工作点。

2、共集电极放大电路A是一个共集组态的单管放大电路,b为等效电路。

则由a图电路的基极回路可求得基极电流为电流的放大倍数由图b等效电路可知。

3、共基极放大电路直流通路与静态工作稳定电路相同。

电流的放大倍数没有电流的放大作用。

电压放大倍数具有电压放大作用，没有倒向作用。

共基极放大电路具有输出电压与输入电压同相，电压放大倍数高、输入电阻小、输出电阻大等特点。

由于共基极电路有较好的高频特性，故广泛用于高频或宽带放大电路中。

三种电路的比较：1.共射电路既能放大电压又能放大电流，具有较大的电压放大倍数和电流放大倍数，输入电阻在三种电路中居中，输出电阻较大，频带较窄。

常做低频放大电路的单元电路。

2. 共集电路只能放大电流不能放大电压，是三种接法中输入电阻最大，输出电阻最小的电路，电压放大倍数接近１，具有电压跟随特点。

常用于电压放大电路的输入级和输出级，在功率放大电路中也常采用。

放大电路的工作原理和三种基本放大组态放大电路里通常是晶体三极管、场效应管、集成运算放大器等，这些器件也称为有源器件。

共射放大电路如图所示。

V cc是集电极回路的直流电源，也是给放大电路提供能量的，一般在几伏到几十伏范围，以保证晶体三极管的发射结正向偏置、集电结反向偏置，使晶体三极管工作在放大区。

R c是集电极电阻，一般在几 K 至几十K 范围，它的作用是把集电极电流i C的变化变成集电极电压u CE的变化。

V BB是基极回路的直流电源，使发射结处于正向偏置，同时通过基极电阻R b提供给基极一个合适的基极电流I BQ，使三极管工作在放大区中适当的区域，这个电流I BQ常称为基极偏置电流，它决定着三极管的工作点，基极偏置电流I BQ是由V BB和基极电阻R b共同作用决定的，基极电阻R b一般在几十KΩ至几百KΩ范围。

如在输入端加上一个较小的正弦信号u i , 通过电容C1加到三极管的基极，从而引起基极电流i B在原来直流I BQ的基础上作相应的变化，由于u i是正弦信号，使i B随u i也相应地按正弦规律变化，这时的i B实际上是直流分流I BQ和交流分量i b迭加后的量。

同时i B的变化使集电极电流 i C 随之变化，因此i C也是直流分量I C和交流分量i c的迭加，但i C要比i B大得多（即β倍）。

电流i C在电阻R C上产生一个压降，集电极电压u CE =V CC－i C R L，这个集电极电压u CE也是由直流分量I C和交流分量 i C两部分迭加的。

这里的 u CE和 i C相位相反，即当 i C增大时, u CE减少。

由于C 2的隔直作用，使只有 u CE的交流分量通过电容C2作为放大电路的输出电压u O。

如电路参数选择适当，u O要比 u I的幅值要大得多，同时 u I与 u O的相位正好相反。

电路中各点的电流、电压波形如图所示。

放大电路的图解法放大电路有三种主要分析方法：一是图解法，二是微变等效电路法，三是计算机辅助分析法。

三种组态放大电路特点
三种组态放大电路是指非线性三种放大方式，它们分别是交流放大（AC），直流放大（DC）和混合放大（Mixed-signal）。

每种组态放大电路都有不同的特点。

交流放大电路具有高灵敏度和稳定性，可实现高质量的音频输出，并且分贝反应速度快，噪声低，耗电量少，易于操作，等等。

直流放大电路可以提供高输出增益和非常高的信噪比，它能够完美地实现小信号的放大，比如可以用来放大小信号量的传感器或生物传感器输出的小电流信号。

混合放大电路可以有效地将交流信号和直流信号放大，它可以更好地处理复杂的信号，在应用中可以实现更高的效率和精确度。

- 1 -。

除去信号的输入、输出端。

另一端就是共极三极管基本放大电路的三种组态组态一：共射电路组态二：共集电极电路共集电极组态基本放大电路如图所示(1)直流分析/『W B厂心訓【血斗⑴的』"叱亡―厶傀_ '忧_Wn流通路R产隔川4交流通路,(2)交流分析渤呼筲帥由淬迴園b2h放大倍数/输入电阻/输出电阻① 中Ifi 电压放人倍数 芜賽（1+处;碍"（1 + 0）化比较匸£和CU 组态放大电瞎的电压放大倍数公式.它们的分r 足"乘以输岀电极对地妁址漩这效负载屯 阻.分母都是三极管基极对地的交流输入电阻。

② 输入电阻尽"Ke 十（”®用L ）］③ 输出电阳 将綸入信号 垣路，负载开 路异那 ，信 巧源短路，内阻 保留〃總=叫g 十码）,R\ =尺〃鹉"甩 氏=［（1M ）1* A 肛+心沪（底爪）共基组态放大电路如图生广冻*舟+玮广幷（1+”）P 先企） 死乩电苗电蹦组态三：共基极放大电路微变等效电路共基极组态基本放大电路的微变等效电路I「1仁矶o —1 +]&比tO■1—►b—性能指标① 电压放大倍数 弟=!&//&=十色型$he② 输入电限 R.=曲 jfe= 1 1L+0 % 1 协③ 输出电阻R 严氐交流、直流通路空流通路;三种组态电路比较■共射电路；电压和电流放大倍数均大，输入输岀电压相位相反，输岀输出电阻适中°常用于电压放大.・共集电路二电压放大倍数是小于且扌妾近于1的正数，具有电压跟随特点I输入电阳大’输岀电阻小.常作为电路的输入和输出级乜■共基电弟匕放大倍数同共射电路.输入电阻小，频率特性好.帘用作宽带庶大器口放大电路的三种基本组态2. 6. 1共集电极放大电路上图（a）是一个共集组态的单管放大电路，由上图（b）的等效电路可以看出，输入信号与输出信号的公共端是三极管的集电极，所以属于共集组态。

一、复习引入复习基本共射极放大电路的结构及各元件的名称和作用。

二、新授（一）基本共射极放大电路分析（1）基本共射极放大电路的静态工作点无输入信号（u i=0）时电路的状态称为静态，只有直流电源U cc加在电路上，三极管各极电流和各极之间的电压都是直流量，分别用I B、I C、U BE、U CE表示，它们对应着三极管输入输出特性曲线上的一个固定点，习惯上称它们为静态工作点，简称Q点。

I B、I C、U BE、U CE通常表示为I BQ、I CQ、U BEQ 和U CEQ。

(a)共射放大电路 (b)直流通路图1 共射基本放大电路及其直流通路静态值既然是直流，故可用交流放大电路的直流通路来分析计算。

在如图1（b）所示共射基本电路的直流通路中，由+U cc —R b—b极—e极—地可得:一般U CC>U BEE，则I BQ=（U CC-U BEQ）/R b≈U CC/R b当U CC和R b选定后，偏流I B即为固定值，所以共射极基本电路又称为固定偏流电路。

如果三极管工作在放大区，且忽略I CEO，则I CQ≈βI BQ由+U cc—R c b极—c极—e极—地可得U CEQ=U CC=I CQ R C如果按上式算得值小于0.3V，说明三极管已处于或接近饱和状态，I CQ将不再与I BQ成β倍关系。

此时I CQ称为集电极饱和电流I CS，集电极与发射极间电压称为饱和电压U CES。

U CES值很小，硅管取0.3V。

可由下式求得I CS =(U CC-U CES)/R C一般情况下，U cc>U CESI CS≈U CC/R C（2）微变等效电路分析法共射基本放大电路的微变等效电路，如图2所示。

从图中可以看出，输入电阻R i为R b与r be的并联值，所图2 R i基本共射电路的微变等效电路R i=R b//r be≈r be当us被短路时，i b=0,i c=0，从输出端看进去，只有电阻Rc，所以输出电阻为R0=R C从图2中输入回路可以看出U i=i b r be令RL′=RC//RL，其输出电压为U O=-i c(R C//R L)=-i c R L′=-βi b R L′因此，电压放大倍数为A u=u o/u i=-iβR L/r be式中，负号表示U0志u r相位相反。

三极管基本放大电路的三种组态Prepared on 24 November 2020除去信号的输入、输出端。

另一端就是共极三极管基本放大电路的三种组态组态一：共射电路组态二：共集电极电路共集电极组态基本放大电路如图所示。

(1)直流分析(2)交流分析放大倍数／输入电阻／输出电阻组态三：共基极放大电路共基组态放大电路如图交流、直流通路微变等效电路共基极组态基本放大电路的微变等效电路性能指标三种组态电路比较放大电路的三种基本组态2．6．1共集电极放大电路上图（a）是一个共集组态的单管放大电路，由上图（b）的等效电路可以看出，输入信号与输出信号的公共端是三极管的集电极，所以属于共集组态。

又由于输出信号从发射极引出，因此这种电路也称为射极输出器。

下面对共集电极放大电路进行静态和动态分析。

一、静态工作点根据上图（a）电路的基极回路可求得静态基极电流为二、电流放大倍数由上图（b）的等效电路可知三、电压放大倍数由上图（a）可得Re’=Re//RL由式（2．6．4）和（2．6．5）可知，共集电极放大电路的电流放大倍数大于1，但电压放大倍数恒小于1，而接近于1，且输出电压与输入电压同相，所以又称为射极跟随器。

四、输入电阻由图2．6．1（b）可得Ri=rbe+(1+β)Re’由上式可见，射极输出器的输入电阻等于rbe和（1＋β）R、e相串连，因此输入电阻大大提高了。

由上式可见，发射极回路中的电阻R、e折合到基极回路，需乘（1＋β）倍。

五、输出电阻在上图（b）中，当输出端外加电压U。

，而US=0时，如暂不考虑Re的作用，可得下图。

由图可得由上式可知，射极输出器的输出电阻等于基极回路的总电阻（）除以（1＋β），因此输出电阻很低，故带负载能力比较强。

由上式也可见，基极回路的电阻折合到发射极，需除以（1＋β）。

2．6．2共基极放大电路上图（a）是共基极放大电路的原理性电路图。

由图可见，发射极电源VEE的极性保证三极管的发射结正向偏置，集电极电源VCC的极性保证集电结反向偏置，从而可以使三极管工作在放大区，因输入信号与输出信号的公共端是基极，因此属于共基组态。

放大电路的三种基本组态（共基、共射、共集）
2010-07-01 13:21
一、判断方法
方法一：共集组态是基极电流对射极电流的控制，以集电极为公共端；共基组态是射极电流对集电极电流的控制，以基极为公共端；共射组态是集电极电流对基极电流的控制，以射极为公共端；
方法二：前提，地端连接基极与射极。

从输出端看，若输出是取集电极和射极（与地相接的一端，或者可看着与地）之间，则为共射；若输出取在射极与地之间（脑海可近似认为与基极相接），则为共集电极；剩下的一种即为共基组态。

组态显现为没连接的那极，如图一，射极没连入输出，显现为共射；图二，集电极没连入输出，显现为共集电极（个人方法）
二、三种组态的小结
共基：输入与输出电压相位同向，电压增益为“+”,对电压有放大作用（放大倍数同共射），对电流
没有放大作用，主要用于高频电压的放大，多用于输出阻抗和电压增益高的小信号电路，即恒流源电
路，宽带放大电路，输入电阻最小。

共集：输入与输出电压相位同向，电压增益为“+”，对电流有放大做用，对电压没有放大作用，共集
放大电路又称电压跟随器/射极输出器/隔离器，放在电路首级，提高输入电阻，放在末级，降低输
出电阻，提高带负载能力，放在中间，可以起到电路的阻抗变换作用，这一级成为缓冲级或隔离级，输
出电阻最低。

共射：输入电压与输出电压相位相反，对电压电流都有放大作用,增益为“—”，输入电
阻比较适中，输出电阻较大，多用于中间级，频带较窄，多用于低频放大电路。

1、怎么判断三种组态
2、三种组态的应用及参数分析。

3.2三种基本组态放大电路3.2.1 共发射极放大电路3.2.2 共集电极放大电路3.2.3 共基极放大电路3.2.4 场效应管放大电路3.2.1 共发射极放大电路一、电路组成V CC：提供能量；通过直流通路提供合适Q 点。

C1、C2 ：隔直耦合电容R B1、R B2 称为基极偏置电阻，和RE 一起提供合适的偏置电流。

通常调R B1或R B2以调节Q点，依靠R E 稳定Q 点R C为集电极直流负载电阻，将∆i C →∆u C，实现电压放大。

C E ：交流旁路电容，用以消除R E 对电压放大倍数的影响。

CE电路二、工作原理I BQ u i Oti B O tu CEO t uoOti C OtI CQ U CEQi Bi C三、直流工作点分析1. 画直流通路1. 画直流通路2. 求Q 点方法1：估算法若I 1 ≥(5 ~10)I BQ ，则CCB2B1B2BQ V R R R U +≈EBEQBQ EQ R U U I -=EQ CQ I I ≈β /EQ BQ I I ≈)(E C CQ CC CEQ R R I V U +-=设计该电路时要求满足下列条件，以稳定Q 点：I 1 ≥(5 ~10) I BQ U BQ ≥(5 ~10)U BEQ稳定Q 点的原理：T ↑→I CQ ↑→U EQ ↑→U BEQ ↓I BQ ↓←I CQ ↓三、直流工作点分析求Q 点方法2: 应用戴维宁定理V CC R CR E+–+–V 'CCR 'B I BQ B2B1B2CC CC R R R V V'+=⋅B2B1B//R R R ='B2B1B2B1R R R R +=⋅E BBEQ CCBQ )1(R R U V I β++'-'=BQC Q I I β≈)(E C CQ CC CEQ R R I V U +-=R C R B1R B2+u i-+u o-R Li bi ci i 四、主要性能指标分析+u s-+V CCR C C 1C 2R LR E+C E++R B1R B2R S+u o-交流通路小信号等效电路r beβi b1. 电压放大倍数i o u u A u =2. 输入电阻iii i u R =be B2B1////r R R =3. 输出电阻R o = R CbeLbe b L b r R r i R i '-='-=ββCE 电路特点与应用：u o 与u i 反相，A u 大；R i 、R o 大小适中。