2.4 共集电极放大电路和共基极放大电路

2.4.1 共集电极放大电路

1．电路的基本组成

共集电极放大电路如图2-23a所示，其中R_B是基极偏置电阻，R_E为发射极电阻。图2-23c所示为共集电极放大电路的交流通路，从图中可以看出，输入信号是从基极和集电极输入，输出信号是从发射极和集电极送出，也就是说，集电极是输入与输出电路的公共端，因此被称为共集电极放大电路。由于负载电阻R_L是接在发射极的，输出信号从晶体管发射极取出，所以共集电极放大电路也称为“射极输出器”。

2．静态分析

如图2-23b所示为共集电极放大电路的直流通路，根据基尔霍夫电压定律可得

U_CC=I_BQR_B+U_BEQ+I_EQR_E=I_BQR_B+U_BEQ+（1+β）I_BQR_E

所以可得

3．动态分析

如图2-24所示为共集电极放大电路的微变等效电路。

（1）输入电阻r_i

如图2-24所示，可知，且在回路中可知

所以可得

（2）输出电阻r_o

如果要计算输出电阻，需要对共集电极放大电路的微变等效电路进行处理，即：将图2-24中的负载电阻R_L去掉后，在R_E两端并联一个假想的电压源，由所产生的电流的方向如图2-25所示；同时将信号源短路，但保留R_S。经过变换的计算输出电阻r_o电路图如图2-25所示。注意：在图2-25中，各电流的方向已经发生了改变。

在图2-25中，如果从电阻R_E两端向左看进去，不难发现R_E与其他电阻的关系

由此可知，R_E两端的电压与r_be+（R_S//R_B）两端的电压是相等的，所以可得

整理上式可得

又因为：，且：，所以可得

根据输出电阻r_o的定义有

（3）电压放大倍数A_u

4．共集电极放大电路的特点

1）共集电极放大电路的放大倍数近似为1，即：，且相位相同，表明跟随的变化而变化，所以射极输出器又被称为射极跟随器，简称射随器。

2）共集电极放大电路的输入电阻高，可以用作多级放大电路的输入级，使电路的输入信号与信号源信号基本相等。

3）共集电极放大电路的输出电阻低，可用作多级放大电路的输出级，以提高电路的带负载能力。

【例2-4】电路如图2-26a所示，负载R_L开路，试根据图中所示已知条件计算放大电路的静态工作点、电压放大倍数、输入电阻、输出电阻。

解：1）画出电路的直流通路如图2-26b所示，计算静态工作点

2）晶体管的输入电阻

3）电压放大倍数

4）由于负载R_L开路，即R_L=∞，得输入电阻

r_i=R_B//[r_be+（1+β）R_E]=342kΩ//[1.526kΩ+51×8kΩ]≈186kΩ

5）输出电阻

2.4.2 共基极放大电路

1．共基极放大电路组成

如图2-27a所示为共基极放大电路，其中R_B1和R_B2为基极偏置电阻，R_C是集电极电阻，R_E是发射极偏置电阻，大电容C_E使基极对地交流短路。图2-27c所示为共基极放大电路的交流通路，从图中可以看出，共基组态放大电路是把基极作为输入回路与输出回路的公共端。

2．静态分析

如图2-27b所示为共基极放大电路的直流通路，可得出

3．动态分析

如图2-28所示为共基极放大电路的微变等效电路。

（1）输入电阻r_i的计算

在图2-28中，可以看出，，且，，所以可得输入电阻r_i为

（2）输出电阻r_o计算

将图2-28中的负载电阻R_L去掉，在R_C两端并联一个假想的电压源，将信号源短路，保留R_S，电路变换后的电流及其他各支路电流的大小和方向如图2-29所示。

由于信号源电压被短路，保留内阻R_S，且晶体管C和E之间的动态电阻r_ce＞＞R_C，可知

所以

（3）电压放大倍数A_u和电流放大倍数A_i的计算

根据图2-28所示的微变等效电路可得电压放大倍数为

A_u为正，说明放大电路输入与输出信号相位相同。

在共基极放大电路中往往要计算电流放大倍数A_i，。如图2-28所示，R_L与R_C是并联关系，有并联电路的分流公式可求得输出电流。

在电路的输入端，由于，由，可以求得：；且，所以可以求出输入电流为

故放大电路的电流放大倍数A_i为

由放大电路的电流放大倍数A_i的公式可知：当电路中的R_C＞＞R_L，R_E＞＞r_be时，A_i接近于1，但小于1，即：虽没有电流放大作用，但有良好的恒流输出特性，所以共基放大电路又称为电流跟随器，适合作高频、宽带放大或恒流源。