為什么叫做共射極放大電路？共射極放大電路圖解析

共射極放大電路

共射極放大電路在電子電路中應用非常廣泛，常用于小信號放大（電壓放大）。它是一類輸入阻抗較大（幾千到幾十千歐姆），輸出阻抗較小（幾百到幾千歐姆）的放大器。它的基本電路如下

上圖的偏置電路難以調試，且放大倍數受三極管溫度影響巨大，作者能力有限，所以不去討論如何設計，而改用穩定性更好的偏置討論

為什么叫做共射極放大電路？

共射極指的是輸入和輸出的交流信號共同的通路是流經三極管的射極（E極）后流回源頭的放大電路。如圖綠色箭頭表示的是輸入信號的流向，紅色箭頭表示的是輸出信號的流向，它們共同經過三極管射極

信號流向

交流等效電路和直流等效電路

在實際設計之前，我們先學習一下三極管放大電路的等效電路，它們的特點如下

對于直流等效電路，電容相當于開路（隔直通交）

對于交流等效電路，電容相當于短路，電源正負極相當于短路，引入發射極本征電阻re' = 25/Ic(mA)，發射極本征電阻受三極管溫度影響，發射極本征電阻和發射極串聯

共射極放大電路

直流等效電路

交流等效電路

無旁路電容的共射極放大電路

特點：穩定性好，但放大倍數較低

共射極放大電路

直流等效電路

交流等效電路

實例：

輸入信號幅度1V，頻率1000Hz~20000Hz

要求：輸入阻抗大于10kΩ，輸出阻抗大于1kΩ，電壓放大倍數5倍

電源電壓的設定：因為輸入信號幅度為1V，電壓放大倍數為5倍，放大后電壓幅度為5V，所以電源電源需大于5V，選擇10V，如果選擇接近5V非常容易失真

輸出信號的靜態電壓（C極對地電壓）：VCC / 2 = 10V / 2 = 5V?輸出靜態電壓設定在電源電壓的一半時，即能保證放大信號不失真，因為輸出最大電壓等于5+2.5V等于7.5V，最小電壓等于5-2.5 = 2.5V

電阻Rc的確定：根據交流等效電路可以看出，輸出阻抗等于Rc，所以Rc = 1kΩ

電阻Re的確定：電壓放大倍數Av = RC/（re'+Re），電壓放大倍數為5，則re'+Re = Rc/Av = 1kΩ/5 = 200Ω， re' = 25/Ic(mA) = 25/(URc/Rc*0.001) = 25/(5V/1KΩ*0.001） = 5Ω，則Re= 200Ω-re' = 195Ω

輸入信號的靜態電壓（B極對地電壓）：首先三極管E極對地電壓Ue = Ie * Re?，而Ie約等于Ic，所以Ue = Ic * Re = 5V/1kΩ*195Ω = 0.975V，三極管BE極電壓降等于0.7V，所以三極管B極電壓Ub = Ue+Ube?= 0.975V + 0.7V = 1.675V

電阻Rb1和Rb2的確定：從直流等效電路可以看出，三極管B極電壓等于Rb1和Rb2的分壓，首先隨便確定一個電阻的值先，比如Rb2 = 16.75KΩ，則Ub = VCC * (RB2/(Rb1 + Rb2))?= 1.675V，求得Rb1 = 83.25KΩ

輸入阻抗：根據交流等效電路可看出，輸入阻抗等于Rb1//Rb2//(HFE*(re' + Re))?= 16.75kΩ//83.25kΩ//(200*(5Ω+195Ω) ) ≈ 10.33KΩ 兩條橫桿//是并聯的意思

輸入電容和輸出電容：輸入電容和輸入電阻構成一個RC高通濾波器，輸出電容和輸出電阻構成一個高通濾波器，根據高通濾波器公式f = 1/(2πRC)可求出在最小頻率處，信號不衰減時的電容值為：輸入電容應大于15nF,輸出電容應大159nF

參數

射極電阻全旁路的共射極放大電路

特點：穩定性差，放大倍數大

共射極放大電路

直流等效電路

交流等效電路

實例：

輸入信號幅度0.01V，頻率20Hz~10000Hz

要求：輸入阻抗大于10kΩ，輸出阻抗大于2kΩ，電壓放大倍數50倍

電阻Rc的確定：根據交流等效電路可以看出，輸出阻抗等于Rc，所以Rc = 2kΩ

電源電壓的設定：因為輸入信號幅度為0.01V，在交流等效電路中可以看到，射極電阻Re已經被旁路掉了，所以電壓放大倍數Av = Rc/re'?則re' = Rc / Av = 50/2000Ω = 40Ω 而re' = 25/Ic （mA）計算Ic = 25/40Ω = 0.625mA 又因放大電路把Vcc的一半設計成輸出靜態電壓，所以Vcc = Rc*Ic*2 = 2000Ω*0.000625A*2 = 2.5V

電阻Re的確定：電阻Re根據經驗一般選擇為1/10Rc?= 2000Ω*1/10 = 200Ω

輸入信號的靜態電壓（B極對地電壓）：首先三極管E極對地電壓Ue = Ie * Re?，而Ie約等于Ic，所以Ue = Ic * Re = 1.25V/2kΩ*200Ω = 0.125V，三極管BE極電壓降等于0.7V，所以三極管B極電壓Ub = Ue+Ube?= 0.125V + 0.7V = 0.825V

電阻Rb1和Rb2的確定：從直流等效電路可以看出，三極管B極電壓等于Rb1和Rb2的分壓，首先隨便確定一個電阻的值先，比如Rb2 = 8.25KΩ，因Ub = VCC * (RB2/(Rb1 + Rb2)) = 0.825V，求得Rb1 = 16.75KΩ

為了充分的把交流信號旁路（就是不經過電阻Re），旁路電容的容抗要大于10倍Re，有公式Xc >= 10Re?容抗公式為Xc = 1/(2πfc），合拼得C >= 5/(πfRe)?求得旁路電容需大于等于398uF，此處f為最小輸入頻率

輸入阻抗：根據交流等效電路可看出，輸入阻抗等于Rb1//Rb2//(HFE*re' )?= 8.25kΩ//16.75kΩ//(200*200Ω ) ≈ 4.856KΩ 兩條橫桿//是并聯的意思