极放大电路结构及工作原理详解

共射极放大电路是基本放大电路中最常见的一种，该电路是将三极管的发射极作为公共接地端的电路。共发射极放大电路既有电流放大，又有电压放大，常用于小信号放大电路中。

（1）共发射极放大电路的结构

图3-1所示为共发射极（e）放大电路的结构，由图可知，根据三极管的类型，可将共发射极放大电路分为两种，一种是NPN型三极管共发射极放大电路，另一种是PNP型三极管共发射极放大电路。

图3-1 共发射极（e）放大电路的结构

该电路主要是由三极管VT、电阻器R_b1、R_b2、R_c、R_e和耦合电容C1、C2等组成的。VT发射极（e）接地，基极（b）输入信号，放大后由集电极（c）输出信号。

输入信号加到三极管基极（b）和发射极（e）之间，而输出信号又取自三极管的集电极（c）和发射极（e）之间，由此可见发射极（e）为输入信号和输出信号的公共接地端。

【特别提示】

NPN型与PNP型三极管共发射极放大电路，最大不同之处在于供电电源的极性，即采用NPN型三极管的放大电路，供电电源是正电源送入三极管的集电极（c）；采用PNP型三极管的放大电路，供电电源是负电源送入三极管的集电极（c），图中集电极电压极性相对于发射极为负。

【知道更多】

静态工作点是指放大电路在没有信号输入（即U_i=0）的情况下，三极管处于直流工作状态。其各极电压和电流都处于一个恒定值，即处于相对静止的状态，故称为静态。而各极对应的一组电流、电压值（用I_b、I_c、U_be和U_ce表示）代表在输入和输出特性曲线上的一个点，所以称为“静态工作点”，静态工作点示意如图3-2所示。

改变电路的静态工作点，可调节电路的电压放大倍数。而电路工作点的调整，主要通过改变电路参数来实现，负载电阻的变化不影响电路的静态工作点，只影响电路的电压放大倍数。

图3-2 静态工作点示意

【专家热线】

Q：基本放大电路为什么为设置静态工作点？

A：为了说明这个问题，我们假设静态时I_b=0的情况。图3-3所示为零偏置（即U_be=0）放大电路，输入u_i是一个完整的正弦信号。由于U_be=0，所以在输入信号u_i的一个周期内，大部分时间i_b=0。只有在t₁～t₂这段时间内，三极管才导通。即产生基极电流i_b（如图中阴影部分），进而产生集电极电流i_c。因此，i_b和i_c就不是跟随u_i的变化而变化了，即产生了严重失真。

图3-3 零偏置（即U_be=0）放大电路(www.xing528.com)

为了减少这种失真，自然想到，i_b不但应该在输入信号电压的正半周时随着输入电压的增加而增大，而且还必须在输入信号电压的负半周时也随着输入电压的减小而减小。因此在没有加输入信号前，就要设置一个I_b，且使Q点落在输入特性线性段的中点附近，合理设置静态工作点的放大电路如图3-4所示。

图3-4 合理设置静态工作点的放大电路

由图可知，由于设置了合适的静态工作点，所以在输入信号不太大的情况下，i_b和i_c的波形基本上随输入信号作线性变化，表明没有失真或失真很小。

另一方面，三极管集电极和发射极间的静态值也应选择合适；否则输出信号电压u_o也可能失真。造成这一失真的主要原因是集电极电阻R_c选得不当，调整R_c可减小失真。

（2）共发射极放大电路的工作原理

共发射极放大电路常作为电压放大器来使用。它的最大特色是具有较高的电压增益，由于输出阻抗比较高，因此这种电压放大器的带负载能力比较低，不能直接驱动扬声器等低阻抗的负载。图3-5所示为共射极放大电路的工作原理图。

图3-5 共射极放大电路的工作原理图

基极（b）输入信号放大后由集电极（c）输出与输入信号反相的信号。在每个电极处都有电阻为相应的电极提供偏压。其中+V_CC是电压源；电阻R_b1和R_b2构成一个分压电路，通过分压给基极（b）提供一个稳定的偏压；电阻R3是集电极负载电阻，交流输出信号经电容C3输出加到负载电阻上；电阻R_e是发射极（e）上的负反馈电阻，用于稳定放大器工作，该电阻值越大，整个放大器的放大倍数越小；电容C1是输入耦合电容；电容C3是输出耦合电容；与电阻R_e并联的电容C2是去耦电容，相当于将发射极（e）交流短路，使交流信号无负反馈作用，从而获得较大的交流放大倍数。

【特别提示】

图3-6所示为共发射极放大电路各周期的工作状态。在1/4周期时，电流呈增大状态，那么根据三极管的放大功能I_c=βI_b，可知I_c电流也是增大的趋势，所以根据欧姆定律U_Rc=I_cR_c，I_c↑，则U_Rc↑，那么由负载电阻器R_L上的输出电压U_RL=V_ccU_Rc可得，I_c↑，U_Rc↑，V_cc不变，U_RL↓，即输出如图3-6所示曲线。其他周期以此类推，如图3-6中的b、c、d所示，由此可见，输出电压与输入电压相位相反。

图3-6 共发射极放大电路各周期的工作状态

图3-7所示为由两级共发射极放大器组成的宽频带放大器电路。输入、输出和极间耦合均采用电容方式，C4、C8为发射极去耦电容，用以消除交流负反馈，增强交流信号放大的能力，接在-15V电源中的电感（10μH）和R6、C3、R11、C7、C2等均为滤波器，用以滤除电源中的波纹。

调整带“※”号的电容可使带内频率特性达±1dB。带“※”号的电容为高频补偿电容。

图3-7 由两级共发射极放大器组成的宽频带放大电路