2.3 共发射极基本放大电路
本节将以NPN型三极管组成的基本共发射极放大电路为例,阐明放大电路的组成原则及电路中各元器件的作用。
2.3.1 共发射极放大电路的组成
图2.13所示为一个阻容耦合的单管共发射极放大电路(图中为习惯画法)。
图2.13 共发射极放大电路
它由直流电源、信号源、三极管和电阻电容组成。电路中输入回路与输出回路的公共端是三极管的发射极,因此称为共发射极放大电路,简称共射放大电路。
图中三极管VT担负着放大作用,是放大电路中的核心。直流电源VCC一方面取代VBB为三极管的发射结提供正向偏置,又为集电结提供反向偏置;另一方面又是信号放大的能源,一般VCC为几伏到几十伏。RB是基极偏置电阻,和电源VCC一起为基极提供一个合适的基极电流,通常称偏流,以保证三极管不失真地放大,其阻值一般为几十千欧到几百千欧。集电极负载电阻RC将集电极电流的变化转换为集电极电压的变化,使放大电路具有电压放大功能,其阻值一般为几千欧到几十千欧。C1、C2称为耦合电容,其作用是“隔直流,通交流”,对直流来说,容抗为无穷大,相当于开路,使直流电源VCC不加到信号源和负载上;对交流来说,容抗却很小,可近似为短路,使输入和输出信号顺利传输,耦合电容的容量较大,一般是几微法至几十微法的电解电容,连接时应注意极性。RL是外接负载电阻。故在C1与C2之间为直流和交流叠加,而在C1与C2之外只有交流信号。
请用实验来测试图2.13所示电路中的各点波形图(或用Multisim软件仿真)。
注意
图中符号“⊥”表示“地”,但实际上这一点并不真正接到大地上,通常以该点视为零电位点(即参考电位点)。
归纳
要使一个三极管工作在放大区,应将其发射结正向偏置,集电结反向偏置。因此,VCC、RB和RC的数值必须与所用三极管的输入、输出特性很好地配合起来。
2.3.2 单管共射放大电路的放大原理
假设电路中的各参数及三极管的输入、输出特性能保证三极管工作在放大区。此时,如果在放大电路的输入端加上一个正弦交流信号ui,则三极管基极与发射极之间的电压uBE也随之发生变化产生ube。根据三极管的输入特性,当发射结电压uBE发生变化时,将引起基极电流iB产生相应的变化产生ib。由于三极管工作在放大区,具有电流放大特性,所以ib将导致集电极电流发生更大的变化ic(ic=βib),而ic将导致集电极电压uCE也存在一个变化量uce。在图2.13所示电路中,输出电压变化量等于集电极电压变化量,即uo=uce。
当电路参数满足一定条件时,可以使输出电压uo比输入电压ui大得多。也就是说,当在放大电路的输入端加上一个微小正弦交流信号ui时,在输出端将得到一个放大了的正弦交流信号uo,从而实现了放大作用。
归纳
从以上分析可知,组成放大电路时必须遵循以下几个原则:
①点合适,即三极管应工作在放大区;
②能输入,即输入信号能传递到放大电路的输入端,并且要求传递过程中的损耗小;
③能输出,放大后的信号能送到负载上去;
④不失真,要求放大过程中信号不发生失真。
思考题
1.组成三极管放大电路最基本的原则是什么?
2.如果共发射极放大电路中的三极管是PNP型,请画出它的基本放大电路图。