三極體應用電路(6):基本共基極放大電路交流參數分析

Author: Jackie Long

下面我們用小信號等效模型分析方法進行動態參數的計算(也可以用圖解法來分析,但是獲得某個三極管的有效輸入輸出曲線實在是不容易,而且方法也不常用,此方法瞭解即可,本文不贅述)


要進行動態參數的分析,首先要獲取放大電路的交流通路,所謂交流通路就是在輸入交流信號源的作用下交流信號流經的通路。與直流通路類似,我們也需要做一些工作,如下所示:

1、電容短路:電容有隔直流通交流的功能,在交流狀態下,相當於短路;

2、電感開路:電感有對交流的相應感抗,在交流狀態下相當於無窮大電阻;

3、直流源短路:對於交流信號來講,直流源的內阻很小,可以直接忽略;

處理完成如下圖所示:

三極管應用電路(6):基本共基極放大電路交流參數分析

進一步調整一下,如下圖所示:

三極管應用電路(6):基本共基極放大電路交流參數分析

在小信號等效模型分析中,我們通常將三極管等效為一個可控電流源,如下所示:

三極管應用電路(6):基本共基極放大電路交流參數分析

我們將其替換一下,這樣最終的交流通路如下所示:

三極管應用電路(6):基本共基極放大電路交流參數分析

三極管應用電路(6):基本共基極放大電路交流參數分析

輸入電阻 Rin是從輸入信號源端往放大電路看進去的等效電阻,如下圖所示:

三極管應用電路(6):基本共基極放大電路交流參數分析

從上圖可以看出,其實就是基極電阻RE與rbe並聯,再與電流源內阻rce並聯,一般rce非常大,所以可以將其忽略,則有:

三極管應用電路(6):基本共基極放大電路交流參數分析

此值越大越大,輸入電阻Rin越大,則從信號源端獲取的有效信號更多(即信號源內阻Rs與Rin分壓得到的電壓越大)。

輸出電阻是從負載兩端向放大電路看的等效電阻,如下圖所示:

三極管應用電路(6):基本共基極放大電路交流參數分析

三極管應用電路(6):基本共基極放大電路交流參數分析

有人可能會想:電壓放大倍數Av還用得著計算嗎?不就是電流放大倍數β嗎?NO!如果將放大電路比作武林高手,那麼三極管的電流放大倍數β就是此人的內力,而電壓放大倍數Av就是此人的攻擊能力,內力高不代表攻擊強,只是說它具備攻擊強的必要素質。《天龍八部》裡虛竹剛開始經無涯子傳了一身好內力,但招式不足導致攻擊力不足,但在天山童姥的指教下攻擊能力就強多了(扯遠了,不喜歡武俠小說的可以跳過)

同樣,三極管的電流放大倍數β可以很高(內力強),但是如果外圍電路參數設置不合理的話,對輸入信號電壓的放大倍數可能會非常低,甚至沒有放大,還會失真(相當於走火入魔了),相反,如果外圍電路參數配置得當,則會有較高的電壓放大倍數。

三極管應用電路(6):基本共基極放大電路交流參數分析

由上圖可知:

三極管應用電路(6):基本共基極放大電路交流參數分析

我們可以對比《基極分壓式共發射極放大電路》文章中的動態參數:輸入電阻Rin=12K(越大越好),輸出電阻Rout=2K(越小越好),相對面議,共基極放大電路的輸入電阻太小,而輸出電阻太大,既然我們已經有基極分壓式共發射極放大電路,為什麼還閒得發慌用沒什麼優勢的電路(但由於共基極放大電路的高頻特性好,常用在射頻方面)

也經常會用增益來表示放大倍數,即有:三極管應用電路(6):基本共基極放大電路交流參數分析

實際計算輸出電壓uo時,還應該考慮信號源的內阻RS:

三極管應用電路(6):基本共基極放大電路交流參數分析

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示波器的波形如下所示:

三極管應用電路(6):基本共基極放大電路交流參數分析

可以看到,輸出電壓(黃線)與輸入電壓(紅線)是同相的,並且放大倍數約為148/7.9=18。


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