共发射极基本放大电路分析

【摘 要】电子技术是一门实践性很强的课程，如何让学生学好知识，提高学习兴趣，培养适应当今社会发展的职业技术人才，在教学中注重教学方法是关键，也是实践性教学的一个重要环节。

【关键词】电子技术；共发射极基本放大电路；教学方法

一、三极管放大器的组成元件

下图为共发射极基本放大电路。当输入端加入微弱的交流电压信号ui时，输出端就得到一个放大了的输出电压uo。由于放大器的输出功率比输入功率大，而输出功率通过直流电源转换获得，所以放大器必须加上直流电源才能工作。从这一点来说，放大器实质上是能量转换器，它把直流电能转换成交流电能。放大器是由三极管、电阻、电容和直流电源等元器件组成。对模拟信号进行处理最基本的形式是放大。在生产实践和科学实验中，从传感器获得的模拟信号通常都很微弱，只有经过放大后才能进一步处理，或者使之具有足够的能量来驱动执行机构，完成特定的工作。放大电路的核心器件是三极管，三极管的电流放大作用与三极管内部PN的特殊结构有关。（其中ui是要放大的输入信号，uo是放大以后的输出信号，VBB是基极电源，该电源的作用是使三极管的发射结处在正向偏置的状态，VCC是集电极电源，该电源的作用是使三极管的集电结处在反向偏置的状态，RC是集电极电阻。）三极管犹如两个反向串联的PN结，如果孤立地看待这两个反向串联的PN结，或将两个普通二极管串联起来组成三极管，是不可能具有电流的放大作用。具有电流放大作用的三极管，PN结内部结构的特殊性是：（1）发射区半导体的掺杂浓度远高于基区半导体的掺杂浓度，且发射结的面积较小，这样做是为了便于发射结发射电子。（2）集电结的面积要比发射结的面积大，便于收集电子。（3）联系发射结和集电结两个PN结的基区非常薄，且掺杂浓度也很低。上述的结构特点是三极管具有电流放大作用的内因。要使三极管具有电流的放大作用，除了三极管的内因外，还要有外部条件。三极管的发射极为正向偏置，集电结为反向偏置是三极管具有电流放大作用的外部条件。放大器是一个有输入和输出端口的四端网络，要将三极管的三个引脚接成四端网络的电路，必须将三极管的一个脚当公共脚。取发射极当公共脚的放大器称为共发射极放大器，基本共发射极放大器的电路如图所示。图中的基极和发射极为输入端，集电极和发射极为输出端，发射极是该电路输入和输出的公共端，所以，该电路称为共发射极电路。

二、放大器概述

放大器：把微弱的电信号放大为较强电信号的电路。基本特征是功率放大。共发射极基本放大电路。当输入端加入微弱的交流电压信号ui时，输出端就得到一个放大了的输出电压uo。在放大器的输入端加入一个交流电压信号ui，使电路处于交流信号放大状态（动态）。当交变信号ui经C1加到三极管V的基极时，它与原来的直流电压UBE（设为0.7V）进行叠加，使发射结的电压为uBE=UBE+ui。基极电压的变化必然导致基极电流随之发生变化，此时基极电流为iB=IB+ib。由于三极管具有电流放大作用，基极电流的微小变化可以引起集电极电流较大的变化。如果电流放大倍数为β，则集电极电流为iC=βiB，即集电极电流比基极电流增大β倍，实现了电流放大。经放大的集电极电流iC通过电阻RC转换成交流电压uce。所以三极管的集电极电压也是由直流电压UCE和交流电压uce叠加而成，其大小为uCE=UCE+uce=UCC-iCRC。放大后的信号经C2加到负载RL上。由于C2的隔直作用，在负载上便得电压的交流分量uce，即uo=uce=-iCRC。式中“一”号表示输出信号电压U0与输入信号电压Ui相位相反（相差1800），这种现象称为放大器的反相放大。放大电路中，左边是输入端，外接信号源，vi、ii分别为输入电压和输入电流；右边是输出端，外接负载，vo、io分别为输出电压和输出电流。

三、放大倍数的分类

第一，电压放大倍数：A■=■ （1）；第二，电流放大倍数：A■=■（2）；第三，功率放大倍数：Ap=■（3），三者关系为：Ap=■=■=Ai·Av。

四、放大器的增益

增益G：用对数表示放大倍数。单位为分贝（dB）。第一，功率增益GP =10lgAP（dB）。第二，电压增益Gv=20lgAv（dB）。第三，电流增益Gi=20lgAi （dB）。增益为正值时，电路是放大器，增益为负值时，电路是衰减器。例如，放大器的电压增益为20dB，则表示信号电压放大了10倍。又如，放大器的电压增益为-20dB，这表示信号电压衰减到1/10，即放大倍数为0.1。

不难看出，通过以上分析，能够很容易理解到信号的放大过程及其原理，为更进一步理解和学习打下基础。

参 考 文 献

[1]付植桐.电子技术（第2版）[M].高等教育出版社，2004

[2]林平勇，高嵩.电工电子技术（第3版）[M].高等教育出版社，2007