三極管放大電路的基礎(chǔ)解析

學(xué)過模電的朋友應(yīng)該對三極管或者場效應(yīng)管的放大電路(本文所說的放大電路均指電壓放大)不會感到陌生吧，這可是模電中的重點(diǎn)，但是也是難點(diǎn)，自己知道很重要，就是搞不明白怎么回事，沒關(guān)系這次就以三極管放大電路的三種組態(tài)為例給大家簡單說一下放大電路的放大倍數(shù)計算公式。

三極管組成的基本組態(tài)放大電路可以分為三種，分別是共射放大電路、共基放大電路和共集放大電路。

1、共射放大電路

電路原理圖如下：

①、放大倍數(shù)為：A=-Rc/Re。根據(jù)需求設(shè)計Rc和Re的取值。②、輸入阻抗：Zin = beta * Re。(R1與R2為三極管提供偏置電壓，這里先忽略，當(dāng)然實際應(yīng)該考慮)。由于三級管的電路放大特性，Re折算到輸入端需要放大beta倍，所以輸入阻抗高。③、輸出阻抗：Zout = Rc。為了降低三級管的電流，降低功耗，所以Rc一般取值很大。④、頻率特性：由于存在密勒效應(yīng)，三極管基極和集電極之間的寄生電容在放大區(qū)會擴(kuò)大A倍反應(yīng)到輸入端，所以頻率特性較差，無法放大高頻信號。

2.共集放大電路

共集放大電路的輸入電阻很大，輸出電阻很小，但是只有電流放大能力，沒有電壓放大能力，一般接近但小于1，共集放大電路的交流通路如下。

乍一看感覺和發(fā)射極沒電阻的共集放大電路很像，區(qū)別就是交流地的位置不一樣，自己可以對比一下，以便于區(qū)分。交流放大倍數(shù)的公式為：

從公式中也可以看出來電壓放大倍數(shù)是不可能大于1的，通常1+β很大，再加上后面乘上一個大電阻Re'，所以，這個結(jié)果是接近于1的。這個公式中就一個Re'和上面兩種放大電路的公式不一樣，其值等于Re并上R L，其他字母所代表的含義和上面相同。

3.共基放大電路

共基放大電路輸入電阻很小，輸出電阻很大，而且頻率特性好，但是共基放大電路只有電壓放大能力，并沒有電流放大能力，直接看一下交流通路電路圖。

這個電路是不是看起來很怪，電流從發(fā)射極流入集電極流出的是共基極放大電路(看這個電流流向本身就感覺很怪，但是他確實就這樣)，通過共射電路的介紹我相信大家應(yīng)該對原理圖上的四個元件很熟悉了，我們直接來看一下這個電路的公式：

其實這個電壓放大倍數(shù)的大小是和共射放大電路發(fā)射極不接電阻時是一樣的，只不過二者相差一個負(fù)號，公式中每個字母代表的含義和共射極放大電路也是一樣的，也就是β表示三極管的放大倍數(shù)，R L'等于R c并上R L，R b b'是由基極引線電阻和基區(qū)體電阻組成的，R b'e的計算方法也和共射放大電路相同。

如何判別三極管的三種工作狀態(tài)

簡單來說，判別工作于何種工作狀態(tài)可以根據(jù)Uce的大小來判別，Uce接近于電源電壓VCC，則三極管就工作于載止?fàn)顟B(tài)，載止?fàn)顟B(tài)就是說三極管基本上不工作，Ic電流較小(大約為零)，所以R2由于沒有電流流過，電壓接近0V，所以Uce就接近于電源電壓VCC。

若Uce接近于0V，則三極管工作于飽和狀態(tài)，何謂飽和狀態(tài)?就是說，Ic電流達(dá)到了最大值，就算Ib增大，它也不能再增大了。

以上兩種狀態(tài)我們一般稱為開關(guān)狀態(tài)，除這兩種外，第三種狀態(tài)就是放大狀態(tài)，一般測Uce接近于電源電壓的一半。若測Uce偏向VCC，則三極管趨向于載止?fàn)顟B(tài)，若測Uce偏向0V，則三極管趨向于飽和狀態(tài)。

放大電路穩(wěn)定工作原理

1：由于溫度上升使集電極Ic增加，發(fā)射極電流Ie跟著增大，R4兩端的電壓IeR4跟著增大，Ub是分壓電阻提供，Ub基本保持不變， 由于Ube=Ub-IeR4，因此Ube會下降，相應(yīng)基極電流Ib就會減小，集電極Ic增加被抑制，從而穩(wěn)定集電極電流直流工作點(diǎn)，從而降低了溫度上升對電路的不良影響。

2：R4反饋電阻放大電路關(guān)鍵元件，適當(dāng)增加R4阻值，反饋越大，穩(wěn)定性好。因此要根據(jù)實際電路設(shè)計進(jìn)行合理選擇，為了減小交流能量在R4上的損耗，增加了C3電容讓交流旁路到地，可以提高放大電路的交流增益。

3：電流負(fù)反饋偏置電路具有良好的溫度穩(wěn)定性，只要選擇合適的偏置電阻阻值，設(shè)計好合理的直流工作點(diǎn)，就可以讓放大電路穩(wěn)定可靠地工作。因此是放大電路中應(yīng)用較多的偏置電路。

如果要應(yīng)用好三極管，那么上述三種基本組態(tài)放大電路就一定要掌握好。