BJT中的通用基本配置，如何配置共基極放大器電路？

在本節(jié)中，我們將分析BJT共基構(gòu)型，了解其驅(qū)動(dòng)點(diǎn)特性、反向飽和電流、基極至發(fā)射極電壓，并通過實(shí)際求解示例評估參數(shù)。在后面的部分中，我們還將分析如何配置共基極放大器電路。

在當(dāng)今印刷的大多數(shù)

書籍和指南中，用于表示晶體管公共基極配置的符號和注釋可以在下圖中看到。3.6 PNP和NPN晶體管可能都是如此。

圖3.6

3.4 什么是公共基配置

術(shù)語“公共基”源于這樣一個(gè)事實(shí)，即這里的基數(shù)對于布置的輸入和輸出階段都是共同的。

此外，基極通常成為最接近或位于地電位的端子。

在我們這里的整個(gè)對話中，所有電流（安培）方向都將相對于傳統(tǒng)的（空穴）流動(dòng)方向而不是電子流方向。

決定這一選擇主要是考慮到學(xué)術(shù)和商業(yè)組織提供的大量文件實(shí)現(xiàn)了常規(guī)流程，并且每個(gè)電子表示中的箭頭都具有與該特定約定標(biāo)識(shí)的路徑。

對于任何雙極晶體管：

圖形符號中的箭頭標(biāo)記描述了發(fā)射極電流（常規(guī)流）穿過晶體管的流動(dòng)方向。

每個(gè)電流（安培）方向都顯示在圖中。3.6 是真正方向，其特點(diǎn)是選擇常規(guī)流程。在每種情況下觀察IE = IC + IB。

另請注意，實(shí)現(xiàn)的偏置（電壓源）專門用于確定為每個(gè)通道指定方向的電流。意思是，將IE的方向與每種配置的極性或VEE進(jìn)行比較，并將IC的方向與VCC的極性進(jìn)行比較。

全面說明三端子單元的動(dòng)作，例如圖中的共基放大器。3.6，需要 2 組屬性 - 一組用于驅(qū)動(dòng)點(diǎn)或輸入因子，另一組用于輸出部分。

共基極放大器的輸入設(shè)置如圖所示。3.7 將輸入電流 （IE） 施加到各種輸出電壓 （VCB） 范圍的輸入

電壓 （VBE）。

如圖所示，輸出組將輸出電壓 （IC） 應(yīng)用于各種輸入電流 （IE） 范圍的輸出電壓 （VCB）。3.8. 如圖所示，輸出或收集器特征組具有 3
個(gè)感興趣的基本元素。3.8：活動(dòng)、截止和飽和區(qū)域。有源區(qū)域?qū)⑹峭ǔ€性（未失真）放大器有用的區(qū)域。具體說來：

在有源區(qū)域內(nèi)，集電極-基極結(jié)將反向偏置，而基極-發(fā)射極結(jié)將正向偏置。

有源區(qū)域的特征在于如圖所示的偏置配置。3.6.
在有源區(qū)域的下端，發(fā)射極電流（IE）將為零，集電極電流處于這種情況僅僅是由于反向飽和電流ICO的結(jié)果，如圖所示。3.8.

與IC的垂直刻度（毫安）相比，當(dāng)前的ICO在尺寸上可以忽略不計(jì)（微安），以至于它實(shí)際上與IC = 0在同一水平線上呈現(xiàn)自己。

當(dāng)IE = 0時(shí)，公共基座設(shè)置的電路考慮因素如圖所示。3.9.
數(shù)據(jù)表和規(guī)格表上最常用于ICO的注釋如圖所示。3.9，ICBO。由于卓越的設(shè)計(jì)方法，中低功率范圍內(nèi)的通用晶體管（特別是硅）的ICBO程度通常非常小，以至于其影響可能被忽略。

話雖如此，對于更大的功率設(shè)備，ICBO可能會(huì)繼續(xù)出現(xiàn)在微安范圍內(nèi)。此外，請記住，ICBO，就像二極管（兩者都是反向漏電流）一樣，可能容易受到溫度變化的影響。

在溫度升高的情況下，ICBO的影響可能是一個(gè)關(guān)鍵方面，因?yàn)樗梢皂憫?yīng)溫度升高而顯著迅速上升。

請注意圖。3.8 當(dāng)發(fā)射極電流上升到零以上時(shí)，集電極電流上升到與基本晶體管-電流關(guān)系確定的發(fā)射極電流基本相當(dāng)?shù)乃健?/p>

另請注意，VCB對有源區(qū)域的集電極電流的影響相當(dāng)無效。彎曲的形狀清楚地表明，對有源區(qū)域中IE和IC之間關(guān)系的初步估計(jì)可以表示為：

從其標(biāo)題本身推斷，截止區(qū)域被理解為集電極電流為0 A的位置，如圖所示。3.8. 此外：

在截止區(qū)域，晶體管的集電極-基極和基極-發(fā)射極結(jié)往往處于反向偏置模式。

飽和區(qū)域被標(biāo)識(shí)為VCB = 0
V左側(cè)的特性部分。該區(qū)域的水平比例已擴(kuò)大，以清楚地揭示該區(qū)域?qū)傩缘娘@著增強(qiáng)。觀察集電極電流的指數(shù)浪涌，響應(yīng)電壓VCB向0 V的升高。

集電極-基極和基極-發(fā)射極結(jié)在飽和區(qū)域可以看到正向偏置。

圖的輸入特性3.7 顯示，對于任何預(yù)定的集電極電壓（VCB）幅度，發(fā)射極電流的增加方式可能與二極管特性非常相似。

實(shí)際上，VCB上升對特性的影響往往很小，以至于對于任何初步評估，都可以忽略VCB變化引起的差異，并且可以如圖所示實(shí)際表示特征。下文3.10a。

因此，如果我們使用分段線性技術(shù)，這將產(chǎn)生如圖所示的特征。3.10b.

將這一水平提高到一個(gè)水平，并忽略曲線的斜率以及由此產(chǎn)生的正向偏置結(jié)產(chǎn)生的電阻將導(dǎo)致如圖所示的特性。3.10c.

對于本網(wǎng)站將討論的所有未來調(diào)查，等效設(shè)計(jì)為圖。3.10c將用于晶體管電路的所有直流評估。這意味著，每當(dāng)BJT處于“導(dǎo)通”狀態(tài)時(shí)，基極到發(fā)射極電壓將被視為如下式所示：VBE
= 0.7 V （3.4）。

換句話說，VCB值變化以及輸入特性斜率的影響往往會(huì)被忽視，因?yàn)槲覀兣υu估BJT配置，以幫助我們獲得實(shí)際響應(yīng)的最佳近似值，而不會(huì)過多地涉及可能不太重要的參數(shù)。

圖3.10

我們都應(yīng)該徹底理解圖的上述特征所表達(dá)的斷言。3.10c.
他們定義，當(dāng)晶體管處于“導(dǎo)通”或有源狀態(tài)時(shí)，對于由相關(guān)外部電路網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)的任何發(fā)射極電流量，從基極到發(fā)射極的電壓將為 0.7 V。

更準(zhǔn)確地說，對于直流配置中BJT電路的任何初始實(shí)驗(yàn)，用戶現(xiàn)在可以快速定義當(dāng)器件處于有源區(qū)域時(shí)，通過基極到發(fā)射極的電壓為0.7 V -
這可以被視為我們所有直流分析的極其關(guān)鍵的底線，這將在我們即將發(fā)表的文章中討論。

求解實(shí)際示例 （3.1）

在上面的章節(jié)中，我們在3.4節(jié)中了解了BJT的基極電流IC和發(fā)射極電流IE之間的關(guān)系的共基極配置。參考本文，我們現(xiàn)在可以設(shè)計(jì)一種允許BJT放大電流的配置，如圖3.12所示共基極放大器電路。

但在研究這個(gè)問題之前，了解什么是alpha（α）對我們來說是很重要的。

阿爾法（α）

在直流模式下的共基BJT配置中，由于多數(shù)載流子的影響，電流IC和IE形成由數(shù)量alpha表示的關(guān)系，并表示為：

α 直流 = IC / IE -------------------- （3.5）

其中 IC 和I E 是操作點(diǎn)的當(dāng)前水平。盡管上述特征表明α =
1，但在實(shí)際設(shè)備和實(shí)驗(yàn)中，該量可能位于0.9至0.99之間，并且在大多數(shù)情況下，這將接近該范圍的最大值。

由于這里的alpha是專門為多數(shù)載流子定義的，所以我們在前面的章節(jié)中學(xué)到的等式3.2現(xiàn)在可以寫成：

參考圖3.8中的特性，當(dāng)IE = 0 mA時(shí)，IC值因此變?yōu)? ICBO。

然而，從我們之前的討論中我們知道，ICBO的水平通常是最小的，因此在3.8的圖中幾乎無法識(shí)別。

這意味著，在上述圖表中，每當(dāng)IE = 0 mA時(shí)，對于VCB值范圍，IC也會(huì)變成0 mA。

當(dāng)我們考慮一個(gè)交流信號時(shí)，其中工作點(diǎn)在特性曲線上行進(jìn)，交流α可以寫成：

交流阿爾法有幾個(gè)正式名稱，它們是：共堿基、放大因子、短路。這些名稱的原因?qū)⒃诤竺娴恼鹿?jié)中更加明顯，同時(shí)評估BJT的等效電路。

在這一點(diǎn)上，我們可以發(fā)現(xiàn)上面的方程3.7證實(shí)了集電極電流的相對較小的變化被IE的隨之而來的變化除以，而集電極到基極的變化處于恒定幅度。

在大多數(shù)情況下，α交流和α直流的數(shù)量幾乎相等，允許彼此之間交換幅度。

共基放大器

上圖中未顯示直流偏置，因?yàn)槲覀兊膶?shí)際意圖只是分析交流響應(yīng)。

正如我們在之前關(guān)于共基極配置的文章中了解到的，如圖3.7所示的輸入交流電阻看起來非常小，通常在10歐姆和100歐姆的范圍內(nèi)變化。在同一章中，我們還在圖3.8中看到，公共基極網(wǎng)絡(luò)中的輸出電阻看起來非常高，通常在50
k至1 M歐姆的范圍內(nèi)變化。

電阻值的這些差異主要是由于輸入側(cè)（基極與發(fā)射極之間）出現(xiàn)的正向偏置結(jié)和基極和集電極之間的輸出側(cè)出現(xiàn)反向偏置結(jié)。

通過對輸入電阻施加20歐姆（如上圖所示）的典型值，對輸入電壓施加200mV的典型值，我們可以通過以下求解示例評估輸出側(cè)的放大電平或范圍：

因此，輸出端的電壓放大可以通過求解以下公式來求解：

這是任何共基基BJT電路的典型電壓放大值，可能在50到300之間變化。對于這樣的網(wǎng)絡(luò)，電流放大IC/IE總是小于1，因?yàn)镮C =
alphaIE，而alpha總是小于1。

在初步實(shí)驗(yàn)中，基本放大作用是通過電流I在低電阻電路到高電阻電路上的轉(zhuǎn)移而引入的。

上句中兩個(gè)斜體短語之間的關(guān)系實(shí)際上導(dǎo)致了晶體管一詞：

Transfer + resistor = 晶體管。