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如何设计共集电极电压放大器?

时间:2023-06-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:电压放大器的公共端也可以是集电极,以集电极为公共端的电压放大器称为共集电极电路。由图6-36电路可见,共集电极电路的输出信号从发射极输出,根据这个特点,该电路又称为发射极输出器。将图6-39电路的数据代入计算静态工作点和动态参数的公式,用MATLAB编程计算的程序为该程序运行的结果为计算的结果显示出,共集电极电路虽然没有电压的放大作用,但它的输入阻抗大,输出阻抗小。

如何设计共集电极电压放大器?

前面讨论的电路公共端是发射极,所以称为共发射极电路。电压放大器的公共端也可以是集电极,以集电极为公共端的电压放大器称为共集电极电路。

1.电路的组成

共集电极电压放大器电路的组成如图6-36所示。与图6-9所示的电路相比,差别在于集电极支路的电阻、电容和输出电路都移到了发射极。

2.静态分析

计算静态工作点用的直流通路如图6-37所示。根据节点电位可得

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上面的三个式子是计算图6-36所示电路静态工作点的公式。

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图6-36 共集电极电路

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图6-37 直流通路

3.动态分析

进行动态分析所用的微变等效电路如图6-38所示。

计算动态参数的方法如下:

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式中的RL

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978-7-111-38850-0-Part02-124.jpg(www.xing528.com)

图6-38 微变等效电路

978-7-111-38850-0-Part02-125.jpg的表达式可见,该电路的电压放大倍数约等于1,说明该电路没有电压放大的作用,输出电压随着输入电压的变化而变化,所以该电路又称为电压跟随器。

由微变等效电路图6-38可以清晰地看出该电路的公共端是集电极,所以该电路称为共集电极电路。由图6-36电路可见,共集电极电路的输出信号从发射极输出,根据这个特点,该电路又称为发射极输出器。共集电极电路的三种称呼,分别是根据电路的三个特点来命名的,是等效的,可以混用。利用加压-求流法可以计算电路的输入电阻为

ri=Rb∥[rbe+(1+βRL] (6-46)

利用开路-短路法可以求出电路的输出电阻ro

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上述的三个式子就是计算共集电极电路动态参数的公式,与共发射极电路相比可得共集电极电路的特点是:电压放大倍数约等于1,输入电阻ri大,输出电阻ro小。共集电极电路在Multisim软件上波形仿真实验的结果如图6-39所示。

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图6-39 共集电极电路仿真实验的结果

图6-39各仪表上的数据和示波器屏幕上的波形验证了电压放大倍数约等于1,输入电阻ri大,输出电阻ro小的结论。

将图6-39电路的数据代入计算静态工作点和动态参数的公式,用MATLAB编程计算的程序为

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该程序运行的结果为

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计算的结果显示出,共集电极电路虽然没有电压的放大作用,但它的输入阻抗大,输出阻抗小。这一特点在电子技术中被广泛应用。

因为共集电极电路的输入阻抗大,所以,当信号源是电压源时,共集电极电路对信号源的影响较小,用很小功率的信号源就可以带动它,根据这一特点,在电子技术中共集电极电路通常作为整机的输入电路。

因为共集电极电路的输出阻抗小,输出阻抗小的电压源带负载的能力强,所以在电子技术中,共集电极电路通常作为整机的输出电路。

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