3.3 识读三极管共基极放大器
共基极放大器的基本结构如图3-10所示。共基极放大器的信号从发射极输入,从集电极输出。它的基极交流接地,作为输入回路和输出回路的公共端。
图3-10 共基极放大器
3.3.1 共基极放大器直流电路分析
共基极放大器直流通路如图3-11(a)所示,可以看出,它的直流通路与分压式偏置共发射极放大器完全一样,RB1和RB2分别为上偏电阻和下偏电阻,RE为发射极电阻,RC为集电极负载电阻。它的静态工作点的求法与分压式偏置共发射极放大器一样。
图3-11 共基极放大器的直流通路和交流通路
3.3.2 共基极放大器交流电路分析
从图3-11(b)所示的交流通路看,因基极接有大电容C2(RB2的旁路电容),故基极相当于交流接地。信号虽然从发射极输入,但事实上仍作用于三极管的B、E之间,此时输入信号电流为iE。
(1)电压放大倍数的计算
从上式可以看出,共基极放大器的输出电压与输入电压同相。
(2)输入电阻的计算
在共基极接法时,三极管的输入电阻为
rI=RE//rBE≈rBE
(3)输出电阻的计算
rO≈RC
共基极放大器的输入电流为iE,输出电流为iC,因iE和iC非常接近,所以共基极放大器的电流放大倍数β=≈1,即没有电流放大能力。
3.3.3 共基极放大器的特点
共基极放大器有它自己的特性,与另两种放大器不同。
①具有电压放大能力。共基极放大器具有电压放大能力,其电压放大倍数远大于1。输入信号电压加在基极与发射极之间,只要有很小的输入信号电压,就会引起基极电流的变化,从而引起集电极电流的变化,并通过集电极负载电阻RC转换成集电极电压的变化,因RC阻值较大,所以输出信号远大于输入信号,即共基极放大器具有电压放大能力。
②无电流放大能力。共基极放大器没有电流放大能力,其电流放大倍数小于1而接近于1。这一特性可以这样理解:输入信号电流是三极管的发射极电流,而输出电流是集电极电流,由三极管的各电极电流特性可知,集电极电流小于发射极电流,因此这种放大器的输出电流小于输入电流,所以没有电流放大能力。
③输出信号电压与输入信号电压相位相同。这一特性可以这样理解:当三极管发射极输入信号电压增大时三极管发射极电压也增大,由于采用NPN型三极管,所以发射结正向偏置电压减小,基极电流减小,发射极电流也随之减小,集电极电流也减小。
由于集电极和发射极电流减小,三极管集电极电压增大,说明共基极放大器中的集电极电压和发射极电压同时增大,同理,当三极管发射极电压下降时,其集电极电压也下降。所以,共基极放大器的输出信号与输入信号电压也是同相的。
④输出阻抗大是共基极放大器的缺点,其带负载能力也差。
⑤输入阻抗小。输入阻抗小,则将从信号源取用较大的电流,从而增加信号源的负担;在多级放大器中,后级放大器的输入电阻就是前级放大器的负载电阻,输入阻抗小,将会降低前级放大器的电压放大倍数,通常希望放大电路的输入电阻高一些。
⑥高频特性好。当三极管的工作频率高到一定程度时,三极管的放大能力明显下降。同一个三极管,当接成共基极放大器时,其工作频率比接成其他形式的放大器时要高,所以共基极放大器主要用于高频信号的放大电路中。