共集电极放大电路
模电13.-共集电极放大电路(射极输出器)射极输出器
RB C1 +
RS +
es+–
ui –
RE
请同学们画出 +UCC 直流通路
+C2
RB
+
RL uo
–
IC
IB + + UCE
UB–E RE
–
IE
+UCC
求Q点：
IB
UCC UBE
RB (1 )RE
IE (1 )IB UCE UCC IE RE
动态分析——先请同学们画出交流通路 的微变等效电路
1. 电压放大倍数
RL RE // RL U o Ie RL
（1 ）IbRL U i Ibrbe Ie RL
Ibrbe (1 )IbRL
Au
(1 )Ib RL I (1 )Ib RL
（1 ）RL 1 rbe (1 )RL
es+–
ui –
RE
+UCC +C2
+ RL uo
–
请大家画以上电路的交流通路
交流通路如下
集电极直 接接地
RS +
+ ui RB
es
–
–
RE
+ RL uo
–
RS +
es+
–
ui RB –
RE
+ RL uo
–
由于集电极直接接电源， 则构成交流通路里集电
极接地。
那么信号可以看成：基极共集电极地输入， 发射极共集电极地输出。
RS E S-+
61
+ U i -
共集电极放大电路 讲解
共集电极放大电路讲解共集电极放大电路是一种常用的电子电路，用于放大输入信号的电压。
它是晶体管放大电路的一种重要形式，具有简单、稳定、线性度高等优点。
本文将对共集电极放大电路进行详细的讲解。
共集电极放大电路的基本结构如图所示。
它由一个NPN型晶体管、电容、电阻等元件组成。
输入信号通过电容C1耦合到晶体管的基极，而电源电压Ve则通过电阻Rb1和电阻Rb2分压形成。
晶体管的集电极通过电阻Re与电源电压Vcc相连，形成了放大电路的输出。
在共集电极放大电路中，晶体管的基极电压与集电极电压共用电源电压，因此称为共集电极电路。
这种电路的特点是输出电压与输入电压之间的相位关系为180度，即电压放大电路。
共集电极放大电路的工作原理是这样的：当输入电压为正半周期时，电容C1充电，电压在电容上升。
此时，电压在电阻Rb1和电阻Rb2之间形成电压分压，将一部分电压作用在晶体管的基极上，使得晶体管的输入电流增大。
晶体管的输出电流也随之增大，通过电阻Re形成输出电压。
当输入电压为负半周期时，电容C1放电，电压在电容上下降。
此时，电压在电阻Rb1和电阻Rb2之间形成电压分压，将一部分电压作用在晶体管的基极上，使得晶体管的输入电流减小。
晶体管的输出电流也随之减小，通过电阻Re形成输出电压。
通过上述的工作原理，可以得出共集电极放大电路的电压增益为Av = -gm * Re，其中gm为晶体管的跨导，Re为电阻的阻值。
电压增益的负号表示输出电压与输入电压之间的相位关系为180度。
除了电压增益，共集电极放大电路还具有电流放大的特点。
由于电阻Re的存在，电流通过晶体管的电流与电阻Re之间存在关系，当输入电压变化时，输出电流也会随之变化。
这使得共集电极放大电路具有电流放大的作用。
共集电极放大电路的应用非常广泛。
在实际电子电路中，它常常用于信号放大、阻抗匹配等方面。
由于其简单、稳定、线性度高的特点，使得它成为了很多电子设备的重要组成部分。
总之，共集电极放大电路是一种常用的电子电路，具有简单、稳定、线性度高等优点。
8共集电极放大电路与共基极放大电路
一、复习引入共射极放大的特点有哪些？二、新授（一）共集电极放大电路共集电极放大电路的组成如图1(a)所示。
图1(b)为其微变等效电路，由交流通路可见，基极是信号的输入端，集电极则是输入、输出回路的公共端，所以是共集电极放大电路，发射极是信号的输出端，又称射极输出器。
各元件的作用与共发射极放大电路基本相同，只是R e除具有稳定静态工作的作用外，还作为放大电路空载时的负载。
(a)电路图(b)微变等效电路图1 共集电极放大电路1．静态分析由图1(a)可得方程V CC=I B R B+U BE+(1+β)I B R E则I B= (V CC - U BE )/R B+(1+β)R EI C=βI BU CE= V cc-I E R E≈V cc-I C R E3．动态分析（1）电压放大倍数A u由图1(b)可知u i=i b r be+i e R L′=i b[r be+(1+β)R L′]u o=i e R L′=(1+β)i b R L′式中：R L′=R E//R L。
故A u==u o/u i=i b(1+β)R L′/ I b[r be+(1+β)R L′]= (1+β)R L′/[r be+(1+β)R L′] 一般（1+β)R L′> r be，故A u≈1，即共集电极放大电路输出电压与输入电压大小近似相等，相位相同，没有电压放大作用。
（2）输入电阻R iR i=u i/i b=i b r eb+(1+β)i b R L′/ I b = r be+(1+β)R L′故R i= R B// R L′=R B//[r be+(1+β)R L′]说明,共集电极放大电路的输入电阻比较高,它一般比共射基本放大电路的输入电阻高几十倍到几百倍. （3)输出电阻R o将图3(b)中信号源U s短路,负载R L断开,计算R0的等效电路如图2所示。
图2 计算输出电阻的等效电路由图可得I=I e +I b +βI b =I e +(1+β)I b=U o /(R E +(1+β))·U/(r be +R S ′)式中：R s ′=R S //R B 。
共集电极放大电路
Rc
VCC (+12V)
iB
e
C1
b
ui
c
T C2
e
b
T
c
ui
Rb
Re
RL uo
Re
uo
RL
图 7.11 （a） 共集电极放大电路电路图
图 7.11 （b）交流通路图
1.2 共集电极放大电路的分析
1.静态分析
共集电极放大电路的直流通
Rb
路图如图7.12所示。根据直流
IB
c
通路可确定其静态工作点。因为
阻很高，可达几十千欧到几百千欧。
图 7.14 计算共集电极放大电路输出电阻电路计算共集电极放 大电路的输出电阻时，需要将输入信号源置零（考虑信号源的内
阻RS），负载开路，然后在输出端加一个电压已知的电压源，如
图7.14所示。计算方法如下：
•
Ro
U
•
Io
•
•
•
Io
Ui Re
rbe
U Rb
//
Rs
rbe
由图7.13所示的共集电极放大电 路的小信号模型电路得到输出电压为
•
•
•
U o RL' Ie (1 )RL' Ib
•
U
i
式中
•
b
I b
e
rbe
•
Rb
βIb
•
U Re RL o
RL' Re // RL
c
Ri
Ro
图 7.13小信号模型电路
输入电压
•
•
•
U i rbe Ib RL' I e
•
•
共集电极放大电路
共集电极放大电路共集电极放大电路是一种常用的电子元件，用于放大电信号。
它常被用于开关电源、音频放大器和其他电子设备中。
本文将介绍共集电极放大电路的工作原理、特点和应用。
1. 工作原理共集电极放大电路，也被称为共射极放大电路，是由一个晶体管和几个其他元件组成的。
晶体管的集电极（C）被连接到正电源，发射极（E）被连接到地，基极（B）被测量信号输入。
输入信号的大小和极性变化会导致晶体管的电流变化。
当基极电压变高时，集电极电流也会增加。
这样，通过电流的变化，输入信号就被放大了。
2. 特点共集电极放大电路具有以下几个特点：- 高电压放大系数：共集电极放大电路的电压放大系数（也称为增益）非常高。
这是因为输出信号取自集电极，而不是晶体管的发射极。
晶体管的发射极和地连接，所以输出电压可以接近电源电压。
因此，共集电极放大电路在许多应用中非常有用。
- 输入输出之间的相位反转：共集电极放大电路中，输出信号的相位与输入信号相比发生了反转。
这是由于信号被放大后，要从晶体管的集电极引出。
因此，输出信号相位反转的特性限制了某些应用中会有相位误差的情况。
- 直流耦合：共集电极放大电路中，输入和输出之间通常是通过直接连接的。
这意味着直流信号可以传递，而无需使用电容器进行耦合。
这样可以避免由于电容器的不良或老化而引起的性能问题。
3. 应用共集电极放大电路广泛应用于各种电子设备中。
以下是一些常见的应用示例：- 音频放大器：共集电极放大电路可以用于音频放大器，将微弱的音频信号放大到足以驱动扬声器的电平。
这种电路通常被用于收音机、音响和电视等设备中。
- 开关电源：在开关电源中，共集电极放大电路用于控制稳定输出电压。
输入信号可以控制晶体管的导通和截止，从而控制电源输出的电压。
- 信号传输：共集电极放大电路还可以用于信号传输，如无线电收发系统。
通过调节输入信号的幅度，可以调整输出信号的功率，以适应不同的传输需求。
4. 总结共集电极放大电路是一种常用的电子元件，具有高电压放大系数和直流耦合的特点。
共集电极放大电路特点
共集电极放大电路特点
集电极放大电路是一种常见的放大电路，其特点包括：
一、基本结构和工作原理
集电极放大电路由晶体管、上拉电阻、负载电阻和直流偏置源组成。
晶体管的集电极连接到正电源，发射极连接到地，控制极通过一个输入信号源驱动。
当输入信号为正半周时，晶体管进入饱和区，输出信号为负半周；当输入信号为负半周时，晶体管进入截止区，输出信号为零。
二、放大倍数高
由于集电极放大器的负载在集电极上，因此它具有较高的输入阻抗和较低的输出阻抗。
这使得它能够提供很高的放大倍数。
三、稳定性好
由于集电极放大器没有耦合变压器或直流耦合等元件，在频率响应和温度变化方面具有较好的稳定性。
四、线性度好
由于集电极放大器没有负反馈回路，因此其线性度受到限制。
但是，在适当选择偏置点和控制信号幅度的情况下，它可以提供良好的线性度。
五、输出电阻小
由于集电极放大器的负载在集电极上，因此它具有较低的输出阻抗。
这使得它能够驱动较大的负载。
六、应用广泛
集电极放大器广泛应用于音频放大器、射频放大器和振荡器等领域。
七、缺点
由于集电极放大器没有负反馈回路，因此其线性度受到限制。
此外，由于晶体管的输入阻抗较低，因此需要使用信号源来匹配输入阻抗。
总结：
集电极放大器具有高放大倍数、稳定性好、线性度好和输出电阻小等
特点，广泛应用于音频放大器、射频放大器和振荡器等领域。
但是，它的线性度受到限制，并且需要使用信号源来匹配输入阻抗。
共集电极放大电路
共集电极放大电路
共集电极放大电路是一种常用的电子电路，它主要用于增强电子
设备中的微弱信号或者加以处理后的信号。
它的基本原理是采用有源
元件（晶体管或二极管）和空气电容，将输入信号转变蔽位，形成一
个合适的电压差（驱动信号），然后将其反馈到输入源上，从而大大
放大输入信号的幅值。
共集电极放大电路有几种类型，非常适合扩大微小信号的放大电路。
它可以根据需要调节灵敏度，提高输入电平，并减少噪声，使信
号质量得到有效改善。
另外，它还可用于阻尼和调节各种类型的动态
特性，如响应速度和频率响应。
共集电极放大电路的常见类型包括普通放大器、差分放大器、非
线性放大、可调放大、存储放大和双重增益放大器等。
一般来说，它
们都具有低噪声，高效率放大和低漂移等特点，因此受到越来越多的
使用。
共集电极放大电路应用广泛，用于生产各种电子元器件，如复合
高速摄像机，声光调控器、测量系统和传感器等。
它可以帮助保护电
子设备免受外部的干扰，使它们的工作更加稳定。
另外，它也可以用
于延长电子设备的使用寿命，从而节省电子设备的成本。
由于共集电极放大电路功能强大，使用方便，受到广大消费者的
欢迎。
无论是普通消费者还是专业人士，我们都可以从中受益。
它可
以改善我们生活和工作中的体验，帮助我们更好地了解设备的运行情况。
可以说，共集电极放大电路是电子行业发展的不可或缺的一部分。
共集电极放大电路
电 工 电 子 技 术
•
Ib (1 )RL
•
Ib
(1 )RL rbe (1 )RL
•
•
因rbe＜＜（1＋β）RL′，故 Uo ≈Ui ，两者幅度相近，相位相同，|Au|小
于1且接近于1。
第7页
共 集 电 极 放 大 电动 路态
分 析
1.2
2 输入电阻
由图10-12所示电路可得射极输出器的输入 电阻为
ri RB //[rbe (1 )RL ]
分 析
1.1
如图10-11所示为射极输出器的直流 通路，由此电路可得到
IE IB IC IB IB (1 )IBΒιβλιοθήκη IBUCC UBE
RB (1 )RE
UCE UCC RE IE
图10-11 射极输出器的直流通路
第5页
共 集 电 极 放 大 电动 路态
分 析
1.2
射极输出器的交流微变等 效电路如图10-12所示，据此 可分析其动态性能指标。
图10-12 射极输出器的交流微变等效电路
共 集 电 极 放 大 电动 路态
分 析
1.2
第6页
1 电压放大倍数
由图10-12所示电路可得
•
•
•
Uo RL Ie (1 )RL Ib
•
•
•
•
•
Ui rbe Ib RL Ie rbe Ib (1 )RL Ib
•
•
Au
Uo
•
Ui
rbe
(1 )RL Ib
射极输出器的输入电阻比较大，可达几十千欧到几百千欧。
3 输出电阻
射极输出器的输出电阻为
ro
RE
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例3 判断多级放大组态，并写出电压增益表达式
多级放大器的组合方式： （1）阻容耦合——Q点独立设置，要求电容大，对集成不利； （2）直接耦合——有利集成，但Q点相互影响； （3）变压器耦合。
例4 电路如图示，三极管的=120，rbe=3K，静态时VBE=0.7V，所有电容对交 流可视为短路 （1）直流通道和交流通道 （2）静态工作点Q （3） Av、Ri、Ro
VBQ VBEQ Re
VCEQ VCC I CQ Rc I EQ Re VCC I CQ ( Rc Re )
I BQ I CQ β
2.动态指标
①电压增益 输入回路： vi ib rbe 输出回路： vo βib R'L vo βR'L 电压增益： Av vi rbe
ib (1 β ) RL (1 β ) RL Av ] rbe (1 β ) RL ib [rbe (1 β ) RL
] Ri Rb || [rbe (1 β ) RL
Rs rbe Ro Re || 1 β
电流折算法记公式：
1.多级放大器的电路结构
多级放大器中，前一级的输出电压是后一级的输入电压，后一级的输入 电阻是前一级的负载电阻RL。
2.电压增益的计算 v o v o v i 2 v o v o1 Av Av1 Av 2 vi v i 2 v i vi 2 vi 推广至n 级： Av Av1 Av 2 Avn
Ri
输入电阻小
③ 输出电阻
Ro Rc
共基电路高频特性好，适合用于高频或 宽频带场合
4.5.3 放大电路三种组态的比较
1.三种组态的判别
以输入、输出信号的位置为判断依据：
信号由基极输入，集电极输出——共射极放大电路 信号由基极输入，发射极输出——共集电极放大电路
信号由发射极输入，集电极输出——共基极电路
β1rbe2 β1 RL rbe1 rbe1 (1 β2 ) RL rbe2 1 β2
β2 R'L2 β2 ( Rc2 || RL ) rbe2 rbe2 Av β1rbe2 β2 ( Rc2 || RL ) (1 β2 )rbe1 rbe2 β1 ( Rc2 || RL ) rbe1
vi Ri Rb1 Rb 2 Ri Rb1 || Rb2 || [rbe (1 β ) Re ] ii
当
Rc 时， Ro Rc Ro
4.5.2 共基极放大电路
1.静态工作点
直流通路与射极偏置电路相同
VBQ
Rb2 VCC Rb1 Rb2
I CQ I EQ
be s b
1 β
习题课
例1 判断图示各电路是否能放大交流信号
判断依据
（1）能够满足BJT的外部工作条件：发射结正偏置，集电结反偏置；
（2）能设置合适的静态工作点 ； （3）交流通道信号能够顺利通过。
例2 电路如图示，三极管的=100，rbe=1.5K，静态时VBE=0.7V，所有电容对 交流可视为短路 （1）静态工作点Q，Av、Ri、Ro、Avs （2）若管子的饱和压降为VCES=0.7V，当增大输入电压时，空载和3K 负载时 电路各首先出现饱和失真还是截止失真？ （3）若C3开路，则Q点和Av、Ri、Ro如何变化？
2.三种组态的比较
3.三种组态的特点及用途
共射极放大电路： 电压和电流增益都大于1，输入电阻在三种组态中居中，输出电阻与集 电极电阻有很大关系。适用于低频情况下，作多级放大电路的中间级。 共集电极放大电路： 只有电流放大作用，没有电压放大，有电压跟随作用。在三种组态中，
输入电阻最高，输出电阻最小，频率特性好。可用于输入级、输出级或缓
ic 电流增益： Av i 1 e
交流通路
小信号等效电路
Rc || RL RL
电流跟随器
② 输入电阻
vi Re Ri ii - rbe i b rbe ib rbe vi Ri ie - ie ( 1 )ib 1 Ri
r Ri Re || be 1 β
两只PNP型BJT组成的复合管
rbe＝rbe1＋(1＋1)rbe2
NPN与PNP型BJT组成的复合管
PNP与NPN型BJT组成的复合管
rbe＝rbe1
两只管子相复合，类型取决于第一只管子。
2. 共集-共集放大电路的Av、 Ri 、Ro
Av
式中 rbe＝rbe1＋(1＋1)rbe2
vo 1 β1 ( 1 2 )RL rbe 1 β 1 ( 1 2 )RL vi
共集电极放大电路
共集电极放大电路的组成
共集电极放大电路
共集电极电路结构如图示 该电路也称为射极输出器 1.静态分析 由
VCC I BQ Rb VBEQ I EQ Re IEQ (1 β )IBQ
得 I BQ
VCC VBEQ Rb (1 β ) Re
ICQ β IBQ VCEQ VCC IEQ Re VCC ICQ Re
Ri
RL
输入电阻大，且与负载有关
④输出电阻
由电路列出方程
it ib βib iRe
vt ib (rbe Rs )
vt i Re Re
Rs || Rb 其中 Rs
则输出电阻
vt Rs rbe Ro Re || it 1 β
输出电阻小，且与信号源内阻有关
所以
因为 因此
β2 1
Av
输入电阻
vi Ri＝ ＝Rb||rbe1＝Rb1||Rb2||rbe1 ii
输出电阻 Ro Rc2 动态指标与单级共射电路接近，优点是频带宽。
4.6.2 共集-共集放大电路
T1、T2构成复合管（达林顿管)
1. 复合管的主要特性
两只NPN型BJT组成的复合管
例5 电路如图示，三极管的=100，rbb’=100，静态时VBE=0.7V，所有电容对 交流可视为短路 （1）静态时集电极电位VCQ=？ （2）若输入电压有效值10mV，则输出电压有效值多少？
总结
Av 1
] Ri Rb ||[rbe (1 β ) RL
Rs rbe Ro Re || 1 β
共集电极电路特点：
vo与vi同相 ◆ 电压增益小于1但接近于1，
◆ 输入电阻大，对电压信号源衰减小 ◆ 输出电阻小，带负载能力强
常用作输入级、输出级、中间隔离级
电流折算法记公式：
直流通路
2.动态分析 ①小信号等效电路
②电压增益
输入回路：
vi ib rbe ie RL ib rbe ib ( 1 β )RL
其中
Re // RL RL
ib ( 1 β )RL 输出回路： vo ie RL
电压增益：
RL
vo ib (1 β ) RL (1 β ) RL β RL Av 1 ] rbe (1 β ) RL rbe β RL vi ib [rbe (1 β ) RL
RL＝Re||RL
Ri＝Rb|| { rbe1＋(1＋1)[rbe2+（1+2）RL ]}
rbe2 Ro Re || rbe1 Rs 1 1 1 β2
≈12
Rs Rs Rb
R 或： i＝Rb|| [ rbe＋(1＋ )RL ] r R R
Ro Re ||
rbe ，则电压增益接近于1， 即 Av 1 。vo与vi同相 一般 RL
电压跟随器
③输入电阻
Ri vi [rbe ( 1 )R L ] i b ib ib
rbe ( 1 )RL
Ri
vi Rb Ri ii
] Rb || [ rbe ( 1 β )RL
多级放大器总的电压增益等于组成它的各级单管放大电路电压增益的乘积。
Ri
Ri Ri1
Ro Ron
Ro
3.输入电阻的计算 4.输出电阻的计算
4.6.1 共射-共基放大电路
共射－共基放大电路
电压增益
Av
其中
Av1 Av 2
vo vo1 vo Av1 Av 2 vi vi vo1
射极电阻折到基极，乘（1+）倍；
基极电阻折到射极，除（1+）倍；路
vo β ib ( Rc || RL ) β ( Rc || RL ) 电压增益： Av vi ib [rbe (1 β ) Re ] rbe (1 β ) Re
冲级。 共基极放大电路：
只有电压放大作用，没有电流放大，有电流跟随作用，输入电阻小，
输出电阻与集电极电阻有关。高频特性较好，常用于高频或宽频带低输入 阻抗的场合，模拟集成电路中亦兼有电位移动的功能。
end
4.6 组合放大电路
4.6.1 共射-共基放大电路
4.6.2 共集-共集放大电路
多级放大器的动态计算
电流关系：
i c β ib
ie (1 β ) ib
ib ib
1
ic
把所有电流都折算为ib
1 ie 1
v i R Av o c L vi ib rbe βib RL βRL ib rbe rbe ir v Ri i b be rbe ib ib