公共基極放大器增益方程摘要

對于公共基極放大器，輸入施加到發(fā)射極端子，而輸出取自BJT晶體管的集電極端子

公共基極放大器是另一種類型的雙極結(jié)型晶體管（BJT）配置，其中晶體管的基極端是輸入和輸出信號(hào)的公共端，因此其名稱為公共基極（CB）。與更流行的共發(fā)射器，（CE）或公共集電極，（CC）配置相比，公共基本配置作為放大器不太常見，但仍然使用其獨(dú)特的輸入/輸出特性。

對于作為放大器工作的公共基極配置，輸入信號(hào)施加到發(fā)射極端子，輸出取自集電極端子。因此，發(fā)射極電流也是輸入電流，集電極電流也是輸出電流，但由于晶體管是三層，兩個(gè)pn結(jié)器件，它必須正確偏置才能使其作為公共端工作基準(zhǔn)放大器。這是基極 - 發(fā)射極結(jié)正向偏置。

考慮下面的基本共基極放大器配置。

使用NPN晶體管的公共基極放大器

然后我們可以從基本的公共基本配置中看到輸入變量與發(fā)射極電流 I E 和基極 - 發(fā)射極電壓 V BE ，而輸出變量與集電極電流 I C 和集電極 - 基極電壓， V CB 。

由于發(fā)射極電流， I E 也是輸入電流，輸入電流的任何變化都會(huì)在集電極電流 I C 中產(chǎn)生相應(yīng)的變化。對于公共基極放大器配置，電流增益A i 以 i OUT / i IN 給出由公式 I C / I E 確定。 CB配置的當(dāng)前增益稱為Alpha，（α）。

在BJT放大器中，發(fā)射極電流始終大于集電極電流 I E = I B + I C ，因此放大器的電流增益（α）必須是小于一個(gè)（單位） I C 總是小于 I E 的值我乙 。因此，CB放大器衰減電流，典型的α值在0.980到0.995之間。

三個(gè)晶體管電流之間的電氣關(guān)系可以顯示為α，α和Beta，β如圖所示。

公共基極放大器電流增益

因此，如果標(biāo)準(zhǔn)雙極結(jié)型晶體管的Beta值為100，那么Alpha的值將給出為：100/101 = 0.99。

公共基極放大器電壓增益

由于公共基極放大器不能用作電流放大器（A i ?1），它必須因此具有作為電壓放大器工作的能力。公共基極放大器的電壓增益是V OUT / V IN 的比率，即集電極電壓 V C 到發(fā)射極電壓 V E 。換句話說， V OUT = V C 和V IN = V E 。

輸出電壓 V OUT 在集電極電阻 R C 上產(chǎn)生輸出電壓因此必須是 I C 的函數(shù)，如歐姆定律， V RC = I C * [R <子> C 。因此， I E 中的任何更改都會(huì)在 I C 中發(fā)生相應(yīng)的更改。

然后我們可以說一個(gè)共同的基本放大器配置：

作為我 C / I E 是alpha，我們可以將放大器電壓增益表示為：

因此，電壓增益或多或少等于集電極電阻與發(fā)射極電阻的比值。然而，在基極和發(fā)射極端子之間的雙極結(jié)晶體管內(nèi)部存在單個(gè)pn二極管結(jié)，從而產(chǎn)生所謂的晶體管動(dòng)態(tài)發(fā)射極電阻， r'e 。

對于交流輸入信號(hào)，發(fā)射極二極管結(jié)具有有效的小信號(hào)電阻，由下式給出： r'e = 25mV / I E ，其中25mV是pn結(jié)的熱電壓， I E 是發(fā)射極電流。因此，當(dāng)流經(jīng)發(fā)射極的電流增加時(shí)，發(fā)射極電阻將減小一定比例。

一些輸入電流流經(jīng)這個(gè)內(nèi)部基極 - 發(fā)射極結(jié)電阻到基極以及通過外部連接的發(fā)射極電阻， R E 。對于小信號(hào)分析，這兩個(gè)電阻相互并聯(lián)連接。

由于 r'e 的值非常小， R E 通常要大得多，通常在千歐（kΩ）范圍內(nèi)，放大器電壓增益的幅度會(huì)隨著不同的發(fā)射極電流水平而動(dòng)態(tài)變化。

因此，如果 R E ?r'e 那么公共基極放大器的真實(shí)電壓增益將是：

因?yàn)楫?dāng)前增益大約等于1 I C ?I E ，所以電壓增益方程式簡化為：

因此，如果例如1mA的電流流過發(fā)射極 - 基極結(jié)，其動(dòng)態(tài)阻抗將為25mV / 1mA =25Ω。對于10kΩ的集電極負(fù)載電阻，電壓增益 A V 將是：10,000 / 25 = 400，流過結(jié)的電流越大，其變?yōu)榈碗娖絼?dòng)態(tài)電阻和電壓增益越高。

同樣，負(fù)載電阻值越高，放大器電壓增益越大。然而，實(shí)際的公共基極放大器電路不太可能使用大于約20kΩ的負(fù)載電阻，典型的電壓增益值范圍從大約100到2000，具體取決于 R C 。請注意，放大器的功率增益與其電壓增益大致相同。

由于公共基極放大器的電壓增益取決于兩個(gè)電阻值的比值，因此因此，發(fā)射器和集電極之間沒有相位反轉(zhuǎn)。因此，輸入和輸出波形彼此“同相”，表明公共基極放大器是非反相放大器配置。

共集電極放大器電阻增益

其中一個(gè)共基極放大器電路的有趣特性是其輸入和輸出阻抗的比率產(chǎn)生所謂的放大器電阻增益，這是使放大成為可能的基本特性。我們在上面已經(jīng)看到輸入連接到發(fā)射器和從集電極獲得的輸出。

在輸入和接地端之間有兩個(gè)可能的并聯(lián)電阻路徑。一個(gè)通過發(fā)射極電阻， R E 接地，另一個(gè)通過 r'e ，基極端接地。因此，我們可以說找到基極接地的發(fā)射極： Z IN = R E || r'e 。

但是作為動(dòng)態(tài)發(fā)射極電阻， r'e 與 R E 相比非常?。?r'e E ），內(nèi)部動(dòng)態(tài)發(fā)射極電阻 r'e 支配該等式，導(dǎo)致低輸入阻抗約等于 r'e

因此，對于公共基極配置，輸入阻抗非常低，并且取決于源阻抗的值， R S 連接到發(fā)射極端子，輸入阻抗值可在10Ω和200Ω之間。公共基極放大器電路的低輸入阻抗是其作為單級放大器應(yīng)用受限的主要原因之一。

然而，根據(jù)集電極電阻，CB放大器的輸出阻抗可能很高用于控制電壓增益和連接的外部負(fù)載電阻， R L 。如果在放大器輸出端子之間連接負(fù)載電阻，則它與集電極電阻并聯(lián)，然后 Z OUT = R C || R L 。

但是如果 R L 與 R C相比非常大 然后發(fā)射極電阻將主導(dǎo)等式，導(dǎo)致中等輸出阻抗近似等于 R C ，因此輸出阻抗回顧到集電極端子只是： Z OUT = R C 。

作為放大器的輸出阻抗回顧集電極端子可以非常大，公共基極電路幾乎像理想電流源一樣工作，從低輸入阻抗側(cè)獲取輸入電流并將電流發(fā)送到高輸出阻抗側(cè)。因此，公共基極電路也稱為電流緩沖器或電流跟隨器。

公共基極放大器摘要

我們在本教程中已經(jīng)看到公共基極放大器它的電流增益（alpha）約為1（單位），但電壓增益可能非常高，典型值范圍為100取決于所使用的集電極電阻 R L 的值，超過2000。

我們還看到放大器電路的輸入阻抗非常大低，但輸出阻抗可能非常高。我們還說公共基極放大器不會(huì)反轉(zhuǎn)輸入信號(hào)，因?yàn)樗欠欠聪喾糯笃髋渲谩?/p>

由于其輸入輸出阻抗特性，公共基極放大器配置在音頻和射頻應(yīng)用中非常有用，可作為將低阻抗源與高阻抗負(fù)載匹配的電流緩沖器或作為單級放大器級聯(lián)或多級配置的一部分，其中一個(gè)放大器級用于驅(qū)動(dòng)另一個(gè)放大器級。