三极管三种基本放大电路：共射、共集、共基放大电路

文章目录

一、共集放大电路
- 1.静态分析
- 2.动态分析
二、共基放大电路
- 1.静态分析
- 2.动态分析
总结

如何判断共射、共集、共基放大电路？
电路的输入回路与输出回路以发射极为公共端的电路称为共射放大电路。
电路的输入回路与输出回路以集电极为公共端的电路称为共集放大电路。
电路的输入回路与输出回路以基极为公共端的电路称为共基放大电路。
主要分析基本放大电路的静态以及动态参数，根据需求合理选用相关电路。共射放大电路可看《三极管基本放大电路静态及动态参数计算）》，该篇主要介绍共集和共基放大电路。

一、共集放大电路

在这里插入图片描述 $（ a ）共集放大电路（ b ）直流回路（ c ）交流回路$

交流信号ui输入时，产生动态的基极电流ib，叠加在静态电流IBE上，通过三极管得到放大的ie，ie在发射极电阻Re产生的交流电压即为输出电压uo。因输出电压由发射极获得，故称为射极输出器。

1.静态分析

根据直流回路：
${V_{BB}}={I_{BQ}}{R_b}+{U_{BEQ}}+{I_{EQ}}{R_e}={I_{BQ}}{R_b}+{U_{BEQ}}+(1+β){I_{BQ}}{R_e}$
$IBQ=VBB−UBEQRb+(1+β)ReI_{BQ} = \frac{V_{BB} - U_{BEQ}}{{R_b}+(1+β){R_e}}$
$ICQ=(β+1)IBQI_{CQ} = (\beta+1) I_{BQ}$
$U_{CEQ} = V_{CC} - I_{EQ}R_{c}$

2.动态分析

用h参数等效模型得到交流回路等效电路
在这里插入图片描述
（1）电压放大倍数Au
$Au=UoUi=IeReIb(Rb+rbe)+IeRe=(1+β)IbReIb(Rb+rbe)+(1+β)IbReA_u = \frac{U_{o}}{U_i} = \frac{I_eR_e}{I_{b}{(R_{b}+r_{be})+{I_eR_e}}} = \frac{(1+β)I_bR_e}{I_{b}{(R_{b}+r_{be})+{(1+β)I_bR_e}}}$
$Au=(1+β)ReRb+rbe+(1+β)ReA_u= \frac{(1+β)R_e}{{R_{b}+r_{be}+{(1+β)R_e}}}$

0<Au<1，Uo与Ui同相，当(1+β)Re>>Rb+rbe，Au≈1，Uo≈Ui，电压无放大能力但电流被放大了，电路具有功率放大作用。

（2）输入电阻Ri
$Ri=UiIi=UiIb=(Re+rbe)Ib+IeReIb=Rb+rbe+(1+β)ReR_i=\frac{U_{i}}{I_i}=\frac{U_{i}}{I_b}= \frac{(R_e+r_{be})I_b+I_eR_e}{I_{b}}= {R_b+r_{be}+(1+β)R_e}$
发射极电阻Re等效到基极回路，增大到（1+β）倍，输入电阻大。

（3）输出电阻Ro，外加电源法求解
在这里插入图片描述
$Ib=UoRb+rbeI_b= \frac{U_o}{R_{b}+r_{be}}$
$Ie=(1+β)UoRb+rbeI_e= (1+β)\frac{U_o}{R_{b}+r_{be}}$
$I_o= I_{Re}+I_e$
$Ro=UoIo=UoUoRe+(1+β)UoRe+rbe=11Re+(1+β)1Re+rbe=R_o=\frac{U_o}{I_o}=\frac{U_o}{\frac{U_o}{R_e}+(1+β)\frac{U_o}{R_e+r_{be}}}= \frac{1}{\frac{1}{R_e}+(1+β)\frac{1}{R_e+r_{be}}}=$
$Ro=Re//Re+rbe1+βR_o = R_e//\frac{R_e+r_{be}}{1+β}$
基极电阻Rb等效到射极回路，减小到1/(1+β)倍。若Re取值较小，rbe为几百~几千Ω，故输出电阻小。

共集放大电路只放大电流不放大电压，输入电阻大、输出电阻小，带负载能力强，常用于多级放大电路的输入级和输出级。可用其连接两电路，减少电路间直接相连所带来的影响，起缓冲作用。

二、共基放大电路

1.静态分析

在这里插入图片描述
根据直流回路：
$IEQ=VBB−UBEQReI_{EQ} = \frac{V_{BB} - U_{BEQ}}{{R_e}}$
$IBQ=IEQ1+βI_{BQ} = \frac{I_{EQ} }{{1+β}}$
$U_{CEQ} = U_{CQ} -U_{EQ}=V_{CC}-I_{CQ}R_{c}+U_{BEQ}$

2.动态分析

在这里插入图片描述

（1）电压放大倍数Au
$Au=UoUi=IcRcIbrbe+IeRe=βRcrbe+(1+β)ReA_u = \frac{U_{o}}{U_i} = \frac{I_cR_c}{I_{b}{r_{be}+{I_eR_e}}} = \frac{βR_c}{{r_{be}+{(1+β)R_e}}}$

（2）输入电阻Ri
$Ri=UiIi=UiIe=rbeIb+IeReIe=Re+rbe1+βR_i=\frac{U_{i}}{I_i}=\frac{U_{i}}{I_e}= \frac{r_{be}I_b+I_eR_e}{I_{e}}= {R_e+\frac{r_{be}}{1+β} }$

（3）输出电阻Ro
$R_o = R_c$

共基电路的输入回路电流为iE，而输出回路电流为iC，故无电流放大能力。选择合适的Re和Rc，可实现电压放大，从而实现功率放大。共基放大电路的输出电压与输入电压同相。

总结

1.共射放大电路可放大电压与电流，输入电阻介于共基和共射之间，输出电阻较大，频带较窄，常作为低频电压放大电路的单元电路。
2.共集放大电路只能放大电流，不能放大电压，输入电阻最大，输出电阻最小，具有电压跟随的特点。常用于电压放大电路的输入级和输出级，在功率放大电路中常采用射极输出的形式。
3.共基放大电路只能放大电压不能放大电流，输入电阻小，电压放大倍数、输出电阻与共射电路差不多，具有电流跟随的特点。该电路高频特性好，适用于宽频带放大电路。

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