公共基極放大器是另一種類型的雙極結(jié)型晶體管(BJT)配置，其中晶體管的基極端是輸入和輸出信號的公共端，因此其名稱為公共基極(CB)。與更流行的共發(fā)射器，(CE)或公共集電極，(CC)配置相比，公共基本配置作為放大器不太常見，但仍然使用其獨(dú)特的輸入/輸出特性。
對于作為放大器工作的公共基極配置，輸入信號施加到發(fā)射極端子，輸出取自集電極端子。因此，發(fā)射極電流也是輸入電流，集電極電流也是輸出電流，但由于晶體管是三層，兩個pn結(jié)器件，它必須正確偏置才能使其作為公共端工作基準(zhǔn)放大器。這是基極 - 發(fā)射極結(jié)正向偏置。
考慮下面的基本共基極放大器配置。
使用NPN晶體管的公共基極放大器
然后我們可以從基本的公共基本配置中看到輸入變量與發(fā)射極電流 I E 和基極 - 發(fā)射極電壓 V BE ，而輸出變量與集電極電流 I C 和集電極 - 基極電壓， V CB 。
由于發(fā)射極電流， I E 也是輸入電流，輸入電流的任何變化都會在集電極電流 I C 中產(chǎn)生相應(yīng)的變化。對于公共基極放大器配置，電流增益A i 以 i OUT / i IN 給出由公式 I C / I E 確定。 CB配置的當(dāng)前增益稱為Alpha，(α)。
在BJT放大器中，發(fā)射極電流始終大于集電極電流 I E = I B + I C ，因此放大器的電流增益(α)必須是小于一個(單位) I C 總是小于 I E 的值我乙 。因此，CB放大器衰減電流，典型的α值在0.980到0.995之間。
三個晶體管電流之間的電氣關(guān)系可以顯示為α，α和Beta，β如圖所示。
公共基極放大器電流增益
因此，如果標(biāo)準(zhǔn)雙極結(jié)型晶體管的Beta值為100，那么Alpha的值將給出為：100/101 = 0.99。
公共基極放大器電壓增益
由于公共基極放大器不能用作電流放大器(A i ?1)，它必須因此具有作為電壓放大器工作的能力。公共基極放大器的電壓增益是V OUT / V IN 的比率，即集電極電壓 V C 到發(fā)射極電壓 V E 。換句話說， V OUT = V C 和V IN = V E 。
輸出電壓 V OUT 在集電極電阻 R C 上產(chǎn)生輸出電壓因此必須是 I C 的函數(shù)，如歐姆定律， V RC = I C * [R <子> C 。因此， I E 中的任何更改都會在 I C 中發(fā)生相應(yīng)的更改。
然后我們可以說一個共同的基本放大器配置：
作為我 C / I E 是alpha，我們可以將放大器電壓增益表示為：
因此，電壓增益或多或少等于集電極電阻與發(fā)射極電阻的比值。然而，在基極和發(fā)射極端子之間的雙極結(jié)晶體管內(nèi)部存在單個pn二極管結(jié)，從而產(chǎn)生所謂的晶體管動態(tài)發(fā)射極電阻， r'e 。
對于交流輸入信號，發(fā)射極二極管結(jié)具有有效的小信號電阻，由下式給出： r'e = 25mV / I E ，其中25mV是pn結(jié)的熱電壓， I E 是發(fā)射極電流。因此，當(dāng)流經(jīng)發(fā)射極的電流增加時，發(fā)射極電阻將減小一定比例。
一些輸入電流流經(jīng)這個內(nèi)部基極 - 發(fā)射極結(jié)電阻到基極以及通過外部連接的發(fā)射極電阻， R E 。對于小信號分析，這兩個電阻相互并聯(lián)連接。
由于 r'e 的值非常小， R E 通常要大得多，通常在千歐(kΩ)范圍內(nèi)，放大器電壓增益的幅度會隨著不同的發(fā)射極電流水平而動態(tài)變化。
因此，如果 R E ?r'e 那么公共基極放大器的真實(shí)電壓增益將是：
因?yàn)楫?dāng)前增益大約等于1 I C ?I E ，所以電壓增益方程式簡化為：
因此，如果例如1mA的電流流過發(fā)射極 - 基極結(jié)，其動態(tài)阻抗將為25mV / 1mA =25Ω。對于10kΩ的集電極負(fù)載電阻，電壓增益 A V 將是：10,000 / 25 = 400，流過結(jié)的電流越大，其變?yōu)榈碗娖絼討B(tài)電阻和電壓增益越高。
同樣，負(fù)載電阻值越高，放大器電壓增益越大。然而，實(shí)際的公共基極放大器電路不太可能使用大于約20kΩ的負(fù)載電阻，典型的電壓增益值范圍從大約100到2000，具體取決于 R C 。請注意，放大器的功率增益與其電壓增益大致相同。
由于公共基極放大器的電壓增益取決于兩個電阻值的比值，因此因此，發(fā)射器和集電極之間沒有相位反轉(zhuǎn)。因此，輸入和輸出波形彼此“同相”，表明公共基極放大器是非反相放大器配置。
共集電極放大器電阻增益
其中一個共基極放大器電路的有趣特性是其輸入和輸出阻抗的比率產(chǎn)生所謂的放大器電阻增益，這是使放大成為可能的基本特性。我們在上面已經(jīng)看到輸入連接到發(fā)射器和從集電極獲得的輸出。
在輸入和接地端之間有兩個可能的并聯(lián)電阻路徑。一個通過發(fā)射極電阻， R E 接地，另一個通過 r'e ，基極端接地。因此，我們可以說找到基極接地的發(fā)射極： Z IN = R E || r'e 。
但是作為動態(tài)發(fā)射極電阻， r'e 與 R E 相比非常小( r'e E )，內(nèi)部動態(tài)發(fā)射極電阻 r'e 支配該等式，導(dǎo)致低輸入阻抗約等于 r'e
因此，對于公共基極配置，輸入阻抗非常低，并且取決于源阻抗的值， R S 連接到發(fā)射極端子，輸入阻抗值可在10Ω和200Ω之間。公共基極放大器電路的低輸入阻抗是其作為單級放大器應(yīng)用受限的主要原因之一。
然而，根據(jù)集電極電阻，CB放大器的輸出阻抗可能很高用于控制電壓增益和連接的外部負(fù)載電阻， R L 。如果在放大器輸出端子之間連接負(fù)載電阻，則它與集電極電阻并聯(lián)，然后 Z OUT = R C || R L 。
但是如果 R L 與 R C相比非常大 然后發(fā)射極電阻將主導(dǎo)等式，導(dǎo)致中等輸出阻抗近似等于 R C ，因此輸出阻抗回顧到集電極端子只是： Z OUT = R C 。
作為放大器的輸出阻抗回顧集電極端子可以非常大，公共基極電路幾乎像理想電流源一樣工作，從低輸入阻抗側(cè)獲取輸入電流并將電流發(fā)送到高輸出阻抗側(cè)。因此，公共基極電路也稱為電流緩沖器或電流跟隨器。
公共基極放大器摘要
我們在本教程中已經(jīng)看到公共基極放大器它的電流增益(alpha)約為1(單位)，但電壓增益可能非常高，典型值范圍為100取決于所使用的集電極電阻 R L 的值，超過2000。
我們還看到放大器電路的輸入阻抗非常大低，但輸出阻抗可能非常高。我們還說公共基極放大器不會反轉(zhuǎn)輸入信號，因?yàn)樗欠欠聪喾糯笃髋渲谩?
由于其輸入輸出阻抗特性，公共基極放大器配置在音頻和射頻應(yīng)用中非常有用，可作為將低阻抗源與高阻抗負(fù)載匹配的電流緩沖器或作為單級放大器級聯(lián)或多級配置的一部分，其中一個放大器級用于驅(qū)動另一個放大器級。
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