共集放大电路的工作原理和优势

图2.40　共集电极放大电路示意

共集放大电路是共集电极放大电路的简称，也称为射极输出器或射极跟随器。共集放大电路之所以也被称为射极跟随器，就是因为功能类似于集成运放的电压跟随器，电压放大倍数略小于1，但是具有较高的电流放大能力，常用作隔离电路和功率放大电路。

共集放大电路如图2.40所示，图中电容C1和C2是隔离电容，用于防止直流电流流入信号源或者负载，电阻Rb1、Rb2和Re为直流偏置电阻，与稳定静态工作点的共射放大电路相同，所以该电路具有负反馈的效果，具有较好的温度稳定性。

图2.40所示的交、直流等效电路如图2.41所示。由于Re没有旁路电容，同时有交流和直流电流流过Re，所以Re对交流信号也有负反馈的作用。

图2.41　图2.40所示的交、直流等效电路

求解静态工作点时，忽略基极电流IBQ，有

按照UBEQ≈0.7V可以估算出VEQ来，根据

可以求出IEQ，ICQ≈IEQ。

由

UCEQ＝VCC－VEQ

可得UCEQ。

为了计算电压放大倍数，绘制出微变等效电路，如图2.42所示，图中省略了信号源内阻。

图2.42　共集微变等效电路

由图2.42所示可知

式中为Re和RL并联的等效电阻，有

所以，电压放大倍数

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因为

所以

通常rbe只有几百欧，远远小于，所以

Au≤1

该电路的输入电阻为

式中，“//”表示电阻之间是并联的关系。输入电阻通常比较大。

输出电阻为

式中，RS为信号源内阻，一般很小，远小于Rb1和Rb2，rbe也不大，一般几百欧姆，分子相加后除以1＋β就变得非常小了。所以，总输出电阻很小。

共集放大电路的输入、输出波形对比如图2.43所示。在图中，上面的波形为输入信号波形，下面的波形为输出信号波形。从图中可以看出，输入与输出同相位，输出波形幅度与输入波形近似相等，这也是共集放大电路被称为射极跟随器的原因。

图2.43　共集放大电路输入、输出波形对比

实际操作2：共集放大电路的仿真

（1）用Multisim软件绘制电路图，如图2.44所示。图中V1和RS可以用函数发生器代替。

（2）将运行仿真，用示波器观察波形，比较输出波形与输入波形的关系。用万用表或示波器测量电路的电压放大倍数。

图2.44　共集放大电路仿真

（3）改变各电阻和负载阻值，观察波形变化，测量电压放大倍数。

（4）用万用表测量交流电流放大倍数。

（5）改变输入信号和电源电压大小，观察它们对放大电路的影响。

（6）用波特测试仪测量系统带宽。