共發(fā)射極基本放大電路分析

【摘 要】電子技術是一門實踐性很強的課程，如何讓學生學好知識，提高學習興趣，培養(yǎng)適應當今社會發(fā)展的職業(yè)技術人才，在教學中注重教學方法是關鍵，也是實踐性教學的一個重要環(huán)節(jié)。

【關鍵詞】電子技術；共發(fā)射極基本放大電路；教學方法

一、三極管放大器的組成元件

下圖為共發(fā)射極基本放大電路。當輸入端加入微弱的交流電壓信號ui時，輸出端就得到一個放大了的輸出電壓uo。由于放大器的輸出功率比輸入功率大，而輸出功率通過直流電源轉換獲得，所以放大器必須加上直流電源才能工作。從這一點來說，放大器實質上是能量轉換器，它把直流電能轉換成交流電能。放大器是由三極管、電阻、電容和直流電源等元器件組成。對模擬信號進行處理最基本的形式是放大。在生產實踐和科學實驗中，從傳感器獲得的模擬信號通常都很微弱，只有經過放大后才能進一步處理，或者使之具有足夠的能量來驅動執(zhí)行機構，完成特定的工作。放大電路的核心器件是三極管，三極管的電流放大作用與三極管內部PN的特殊結構有關。（其中ui是要放大的輸入信號，uo是放大以后的輸出信號，VBB是基極電源，該電源的作用是使三極管的發(fā)射結處在正向偏置的狀態(tài)，VCC是集電極電源，該電源的作用是使三極管的集電結處在反向偏置的狀態(tài)，RC是集電極電阻。）三極管猶如兩個反向串聯的PN結，如果孤立地看待這兩個反向串聯的PN結，或將兩個普通二極管串聯起來組成三極管，是不可能具有電流的放大作用。具有電流放大作用的三極管，PN結內部結構的特殊性是：（1）發(fā)射區(qū)半導體的摻雜濃度遠高于基區(qū)半導體的摻雜濃度，且發(fā)射結的面積較小，這樣做是為了便于發(fā)射結發(fā)射電子。（2）集電結的面積要比發(fā)射結的面積大，便于收集電子。（3）聯系發(fā)射結和集電結兩個PN結的基區(qū)非常薄，且摻雜濃度也很低。上述的結構特點是三極管具有電流放大作用的內因。要使三極管具有電流的放大作用，除了三極管的內因外，還要有外部條件。三極管的發(fā)射極為正向偏置，集電結為反向偏置是三極管具有電流放大作用的外部條件。放大器是一個有輸入和輸出端口的四端網絡，要將三極管的三個引腳接成四端網絡的電路，必須將三極管的一個腳當公共腳。取發(fā)射極當公共腳的放大器稱為共發(fā)射極放大器，基本共發(fā)射極放大器的電路如圖所示。圖中的基極和發(fā)射極為輸入端，集電極和發(fā)射極為輸出端，發(fā)射極是該電路輸入和輸出的公共端，所以，該電路稱為共發(fā)射極電路。

二、放大器概述

放大器：把微弱的電信號放大為較強電信號的電路?；咎卣魇枪β史糯?。共發(fā)射極基本放大電路。當輸入端加入微弱的交流電壓信號ui時，輸出端就得到一個放大了的輸出電壓uo。在放大器的輸入端加入一個交流電壓信號ui，使電路處于交流信號放大狀態(tài)（動態(tài)）。當交變信號ui經C1加到三極管V的基極時，它與原來的直流電壓UBE（設為0.7V）進行疊加，使發(fā)射結的電壓為uBE=UBE+ui。基極電壓的變化必然導致基極電流隨之發(fā)生變化，此時基極電流為iB=IB+ib。由于三極管具有電流放大作用，基極電流的微小變化可以引起集電極電流較大的變化。如果電流放大倍數為β，則集電極電流為iC=βiB，即集電極電流比基極電流增大β倍，實現了電流放大。經放大的集電極電流iC通過電阻RC轉換成交流電壓uce。所以三極管的集電極電壓也是由直流電壓UCE和交流電壓uce疊加而成，其大小為uCE=UCE+uce=UCC-iCRC。放大后的信號經C2加到負載RL上。由于C2的隔直作用，在負載上便得電壓的交流分量uce，即uo=uce=-iCRC。式中“一”號表示輸出信號電壓U0與輸入信號電壓Ui相位相反（相差1800），這種現象稱為放大器的反相放大。放大電路中，左邊是輸入端，外接信號源，vi、ii分別為輸入電壓和輸入電流；右邊是輸出端，外接負載，vo、io分別為輸出電壓和輸出電流。

三、放大倍數的分類

第一，電壓放大倍數：A■=■ （1）；第二，電流放大倍數：A■=■（2）；第三，功率放大倍數：Ap=■（3），三者關系為：Ap=■=■=Ai·Av。

四、放大器的增益

增益G：用對數表示放大倍數。單位為分貝（dB）。第一，功率增益GP =10lgAP（dB）。第二，電壓增益Gv=20lgAv（dB）。第三，電流增益Gi=20lgAi （dB）。增益為正值時，電路是放大器，增益為負值時，電路是衰減器。例如，放大器的電壓增益為20dB，則表示信號電壓放大了10倍。又如，放大器的電壓增益為-20dB，這表示信號電壓衰減到1/10，即放大倍數為0.1。

不難看出，通過以上分析，能夠很容易理解到信號的放大過程及其原理，為更進一步理解和學習打下基礎。

參 考 文 獻

[1]付植桐.電子技術（第2版）[M].高等教育出版社，2004

[2]林平勇，高嵩.電工電子技術（第3版）[M].高等教育出版社，2007