詳解單管電壓放大電路

單管電壓放大電路是最基本的放大電路。晶體管放大電路有三種基本連接方式：共發(fā)射極接法、共基極接法和共集電極接法，如圖4-1所示。一般作電壓放大時，常采用共發(fā)射極電路。

圖4-1晶體管放大電路的三種連接方式

圖4-2所示為一個典型的共發(fā)射極電壓放大電路，VT為放大晶體管， R 1 、 R 2 為基極偏置電阻， R 3 為集電極電阻， R 4 為發(fā)射極電阻， C 1 、 C 2 為耦合電容， C 3 為發(fā)射極旁路電容。

圖4-2單管電壓放大電路

（1）直流工作點

晶體管放大電路能夠正常工作的前提是，必須使晶體管有合適的直流工作點，并保持工作點的穩(wěn)定。

單管共發(fā)射極電壓放大電路的直流回路如圖4-3所示?？梢?，除集電極電阻 R 3 外，其余三個電阻（ R 1 、 R 2 、 R 4 ）都是用來建立和穩(wěn)定VT的直流工作點的。 R 1 、 R 2 將電源電壓分壓后作為VT的偏置電壓（即工作點），發(fā)射極電阻 R 4 上形成的電流負反饋具有穩(wěn)定工作點的作用。

圖4-3直流回路

晶體管易受溫度等外界因素影響而造成工作點漂移，因此自動穩(wěn)定工作點是很重要的。

當溫度上升造成工作點上升時，VT的發(fā)射極電流 I e 增大使 R 4 上的電壓降（即VT的發(fā)射極電壓 U e ）上升。由于VT的基極偏置電壓 U b 是固定的（由 R 1 、 R 2 分壓所得），因此發(fā)射極電壓 U e 上升必然使VT的基極-發(fā)射極間電壓 U be 下降。 U be 下降使得基極電流 I b 下降，導致VT的集電極電流 I c 和發(fā)射極電流 I e 隨之下降，迫使工作點回落，其結(jié)果是保持了工作點基本不變。

當因某種原因造成工作點下降時，則電路按相反的方向自動進行調(diào)整，最終使工作點保持基本穩(wěn)定。

（2）交流信號放大

共發(fā)射極電壓放大電路的交流回路如圖4-4所示。對交流信號而言，電容 C 1 ～ C 3 相當于短路，電池也可視為短路。 R b 為晶體管VT的基極電阻， R b 等于圖4-2中偏置電阻 R 1 與 R 2 的并聯(lián)值，即 R b = R 1 ∥ R 2 。 R c 為VT的集電極負載電阻，在放大器輸出端開路（ U o 端未接負載）的情況下， R c 就是圖4-2中的 R 3 ，即 R c = R 3 。

圖4-4交流回路

放大過程如下：當在放大電路輸入端（VT基極）加入一個交流信號電壓 U i 時，晶體管VT的基極電流 I b 將隨 U i 的變化而變化，使其集電極電流 I c 也隨之變化，并在負載電阻 R c 上產(chǎn)生電壓降。因為晶體管VT的集電極電流 I c 是基極電流 I b 的 β 倍，所以在其集電極處便得到一個放大了的輸出電壓 U o 。

由于在共發(fā)射極電壓放大電路中，輸出電壓是電源電壓與集電極電流在集電極電阻上的壓降的差值，因此輸出電壓 U o 與輸入電壓 U i 相位相反，集電極電流 I c 與輸入電壓 U i 相位相同。各點波形如圖4-5所示。

圖4-5電壓放大電路工作波形

責任編輯：lq6