晶体管电路设计精讲第二十三贴初识共基极电路

晶体管电路设计精讲第二十三贴初识共基极电路学习内容：1、共基极电路的基本结构2、共基极电路的输入输出特性大家好，我又回来了！前几天因为出差在外，不方便写贴，很是抱歉，十月一回来后，本人又很无耻的给自己做了几天假，所以又没有写贴，今天总算是良心发现，开始动笔了。＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊今天我们就要开始第6章的学习了，从这一章开始的3章里，我们将更多的与以兆赫兹为单位的信号打交道。所以在分析与研究中需要注意的地方要比以前更多了，也许会更不容易理解，希望大家有问题可以提出来一起探讨。好了，我们开始今天的内容。在本章的开篇，作者先讲了一大通话，可是猛的一看起来有点儿让人不知所以，搞不清楚意思。现在我们把这段话摘抄下来研究一下。其中最让人混乱的应该是第一段与第二段。第一段最重要，它实际上是提出了一种假设：在第2章的共射极放大电路中，输入信号是从基极输入从发射极流出，再经过Re入地，而形成一个回路（circle）。在发射极上有与输入信号相同的信号存在。那么作者就假设了，如果信号从发射极输入反向经过BE结，反向控制Ib，会不会在集电极取出与共射极电路相同的放大后的信号呢？这就是第一段想要讲的事情了。至于第二段，算是第一段的一个补充，给出了共基极放大电路的定义。看起来好象很难理解，如果把发射结看做一个二极管的话，那么输入信号是怎么过去到达基极的呢？在发射极输入的信号又是怎么控制Ib的？它真的能在集电极得到放大后的信号么？于是，书中在第6.1小结做了一系列的实验，一切以事实为依据当然是好的。而且实验所得出的结论也充分证明了作者一系列假设的成功。但是，看完了这一小结之后，你们是不是反而发现了更多的疑问呢？其中有一个地方是最关键的，书中的原文如下，（6.1.2小结）：在这里作者提到了“基极的交流成份为0，所以发射极的交流成分也为0”，这句话显得很直观很简单，但正因为这句话的存在，引导大家走入了一个误区，就是“发射极没有信号或发射极相当于接地”。这是完全错误的，出现这个情况的原因就是书中进行分析所使用的电路是一个不合适的电路，对于一个初入门并且不想单纯知其然，而更想知其所以然的学习者来说，下面的这个电路更适合开始的学习。我稍稍的对原电路做了一下改动，将Re短路了。我们看一下这个电路，输入信号是如何流动的：很明显，输入信号在晶体管的发射极分成两路，一路经R3入地，另一路经BE结（发射极，基极）、C5入地。大家想一下，这时候晶体管的发射极有没有交流信号成份存在呢？基极有没有交流信号成份存在呢？R3那一路我们暂且不去管它。或者说，如果在输入端输入一个10mVpp的信号，用示波器去看这个电路中晶体管的发射极与基极，会看到什么样的波形呢？好吧，我承认我偷懒了，直接拿书中的一个照片来用一下。这张照片中有两个波形，对于刚才我们说的测量，那个正弦波形就是发射极的波形，那条直线就是基极的波形。千万不要和书里面照片下的解释去对应，我仅仅是拿过来用用而已。这个波形说明在上面的电路中，发射极的波形与输入信号的大小是一致的，并且始终高于基极电位一个PN结的电位0.6V，基极的波形则是一条平坦直线，因为基极通过电容C5交流接地，对交流信号来说基极就和地（ground）没什么区别了。在这里要注意的是，我输入的信号不是书中所说的1Vpp，而是10mVpp，想一想为什么？如果输入1Vpp的信号，会怎样？好了，明显的区别出来了，发射极是一个10mVpp的信号，基极是ground，事实很明显的出来了，在发射极与基极间肯定有什么东西来承载了这个信号，并且影响了电路的工作状态。为了更好的分析，我们将这个电路做微变等效。如下图：从这个微变图中，我们可以清楚的看到输入信号的分流，R3（图中的Re）与rbe相并联共同分流了输入信号。同时也明显的可以看到，输入信号就是加在了发射结动态电阻rbe上。然后我们可以根据很简单的公式得到：uin（输入信号）=-rbe*Ibuout（输出信号）=-Rc//RL*Io（注：Io=Ic）=-ß*Rc//RL*Ib电压放大倍数Av=uout/uin=(ßRc//RL)/rbe。而对于前面的电路来说，RL（负载）没有连入电路且rbe的大小相对于Rc可以忽略，所以电压放大倍数受ß的限制（晶体管线性区限制），基本等于ß的大小。讲到这里，大家应该会有所发现：这和以前的共发射极电路是一样的嘛！不错，就电压放大倍数来说是一样的。书中所讲的例子，是加入了发射极电阻Re后并忽略了rbe时所得出的结论。而在共发射极电路中，我们已经很清楚了Re的作用，就是形成电流负反馈以稳定电路的静态工作点并限制电路总体的电压放大倍数。事实上，书中第115页所说的“所以发射极的交流成分也为0”，并不准确，它忽略了rbe的存在，并且Re与rbe串联且Re要远大于rbe，从而使rbe上所获得的信号电压极小（相当于输入信号的几十分之一），从波形上看不出来而已。解决完这个问题，相信大家在前面共发射极电路的基础上，搞定这个共基极电路的分析和工作原理应该是小菜一碟了。最后加上书中的电路图，看图做作业哦！下面是家庭作业：1、当把Re加入电路后，微变等效图是怎样的。2、电路中R3的作用是什么？没有行不行？3、R3的大小对什么有影响？4、例子电路的电压放大倍数与R3有关还是与Re有关，还是都有关系？