五：共集电极放大器.doc

第五节：共集电极放大器一、电路结构及运行原理2、静态工作点基极静态工作电压 Ubo=ERb1/(Rb1+Rb2)=5.7V发射极静态工作电压 Ueo=Ubo-0.7V=5V发射极静态工作电流 Ieo=Ueo/Re=1mA3、输出信号与输入信号的动态关系因为三极管基极与发射极之间的电压始终为0.7V左右，所以输出端始终以低于0.7V左右的电压差跟随输入信号电压波动(如图中输入波形Ui与输出波形UL之间的关系)，输出电压与输入信号相位相同、电压大致相等，所以，共集电极放大器又被称为射极跟随器。4、共集电极放大器的动态范围共集电极放大器是靠发射极输出电压信号，而发射极电压只能在0V和电源正电压之间变化，所以发射极静态工作电压等于电源电压一半的时候；有最大的输出电压动态范围。5、共集电极放大器的输入阻抗。共集电极放大器在运行的时，输入信号所引起的基极电流的变化量(Ib)，总是其所引起的发射极电阻Re上的电流变化量(Ie)的1/(+1)，相当于发射极电阻Re被放大了倍1/(+1)。由于三极管的基极与发射极之间的动态阻抗Zbe与发射极电阻Re是串联的关系，所以，共集电极放大器从基极看进去的总阻抗Zbi=Zbe+(+1)Re。又由于基极偏置电阻Rb对输入信号的分流作用，所以，共集电极放大器的总输入阻抗等于从基极看进去的总阻抗与基极偏流电阻的并联值。Zi=Zbe+(+1)ReRb。6、共集电极放大器的输出阻抗。由于共集电极放大器的电压放大倍数略小于一；是三极管输出到发射极电阻Re上的电流在发射极动态阻抗上产生的电压降所致。又由于三极管发射极电流的变化所引起的电压变化符合二极管的导通规律，所以，共集电极放大器在发射极静态偏置电流Ieo下的动态阻抗Zeb，是决定共集电极放大器输出阻抗的最本质的原因。设Ieo=1mA，则Zeb=26/Ieo(mA）=26，由此可见，共集电极放大器的输出阻抗很低。由于在共集电极放大器的输出端，发射极电阻与发射极的动态阻抗是并联关系，所以，共集电极放大器的总输出阻抗等于发射极的动态阻抗与发射极电阻的并联值。Zo=ZebRe。7、电压放大倍数(假设输入信号峰值为3Vp)、输入信号正半周的情况当输入信号为+3V时，基极电压增加到8.7V(Ui=+3V)，三极管的发射极电压跟随增加，发射极电流Ie也跟随增加。三极管的基极与发射极电压Ube因发射极电流的增加而略大于0.7V，发射极电压因此不能跟随增加到8V(+Uo略小于3V)。 、输入信号负半周的情况 当输入信号为-3V时，基极电压减小到2.7V(Ui=-3V)，三极管的发射极电压跟随降低，发射极电流Ie也跟随减小。三极管的基极与发射极电压Ube因发射极电流的减小而略小于0.7V，发射极电压因此不能跟随下降到2V(-Uo略小于3V)。、结论：发射极电压的跟随变化量略小于基极输入电压的变化量，由此可见，电压放大倍数略小于一，这是由于三极管输出到发射极电阻Re上的电流在发射极动态阻抗上产生的动态电压降所致。电压放大倍数的计算从共集电极放大器的输入端看进去，三极管的基极与发射极之间的动态阻抗Zbe与被放大了倍的发射极电阻Re是串联的关系。所以，输入电压与输出电压之间的关系，即电压放大倍数：Av=Ui(+1)Re/Zbe+(+1)Re如果从共集电极放大器的输出端看进去，三极管的发射极基极与基极之间的动态阻抗Zeb与发射极电阻Re是串联的关系。所以，输入电压与输出电压之间的关系，即电压放大倍数：Av=UiRe/(Zeb+Re) 二、共集电极放大器的设计1、共集电极简单偏置电路如图A所示： 、发射极电阻的确定 当发射极静态工作电压应当等于电源电压一半的时候，输出电压有最大的动态范围。所以，发射极电阻Re=E/2Ie 、基极电阻的确定基极电流等于发射极电流的(+1)倍数，基极电压约等于电源电压的一半，所以，基极电阻RbE/Ie/(+1) (+1)E/Ie(+1)Re。2、共集电极固定偏置电路如图B所示： 、发射极电阻的确定 与共集电极简单偏置电路同样的道理，发射极静态工作电压应当等于电源电压的一半，所以发射极电阻Re=E/2Ie。、基极分压电阻的确定 基极静态工作电压Ub=E/2+0.7VE/2 适当忽略后，UbE/2，基极静态工作电压可以简单地取电源电压的一半。所以，可以用两个阻值一样的电阻作为基极偏压电阻。 因为共集电极放大器本身具有一定的稳定工作点的功能，所以流过基极分压电阻的电流只需大于基极最大电流的3-5倍就可以了。R1和R2可以取120K，这样可以尽量减少降低放大器输入阻抗的不利影响。课堂作业：1、条件：E=12V、Ico=1mA、=100。要求：画出电路结构、设计并标出元件和静态参数、画出输入和输出波形、计算电压放大倍数Av、计算输入阻抗Zi、输出阻抗Zo、 2、条件：E=18V、Ico=6mA、=50。 要求：画出电路