通用(yòng)基极放大器及其独特的输入输出特性

2020-04-29

放大器在電(diàn)子领域的几乎每个领域都在使用(yòng)，在发现了放大器中使用(yòng)的各种放大器電(diàn)路之后，我对電(diàn)子领域更加感兴趣。从放大器到多(duō)层電(diàn)路板的每种设计，都取决于设计，组装和组件选择的准确性。就组件而言，放大器存在于众多(duō)的配置和功能(néng)应用(yòng)中。

通用(yòng)基极放大器

公共基极放大器是一种BJT配置或双极结型晶體(tǐ)管，其中输入和输出信号共享该晶體(tǐ)管的基极端子，因此命名為(wèi)公共基极（CB）。此外，与更普遍的公共集電(diàn)极（CC）和公共发射极（CE）配置相比，CB配置通常不用(yòng)作放大器。尽管它并未得到普遍使用(yòng)，但当它使用(yòng)时，主要是由于其输入和输出特性的独特性。

為(wèi)了简化通用(yòng)基本配置的放大器功能(néng)，我们需要将输入信号提供给发射极端子，同时从集電(diàn)极端子提取输出。因此，在这种情况下，输入電(diàn)流也是发射极電(diàn)流。这也意味着输出電(diàn)流确实是集電(diàn)极電(diàn)流。但是，由于晶體(tǐ)管既是三层器件又(yòu)是两个PN结器件，因此需要对其进行正确偏置以使其用(yòng)作公共基极放大器。这意味着其基极-发射极结将需要正向偏置。

上图是常见的基本放大器配置的基本電(diàn)路图。如果仔细观察该图，我们可(kě)以从基本的公共基极配置中看到，其中输入变量与IE或发射极電(diàn)流以及VBE或基极-发射极電(diàn)压相关。同样，我们可(kě)以看到对应于IC或集電(diàn)极電(diàn)流以及VCB或集電(diàn)极基极電(diàn)压的输出变量。

通用(yòng)基极放大器電(diàn)路图

另外，由于IE也是输入電(diàn)流，所以只要输入電(diàn)流发生变化，IC就会随之变化。通常，对于普通的基极放大器配置，電(diàn)流增益（Ai）定义為(wèi)Iout÷Iin或公式IC÷IE。另外，用(yòng)于常见基极放大器配置的Ai称為(wèi)Alpha（α）。

关于双极结型晶體(tǐ)管配置，由于IE = IB + IC，所以集電(diàn)极電(diàn)流始终小(xiǎo)于发射极電(diàn)流。此外，放大器的Alpha还必须小(xiǎo)于1，因為(wèi)IC总是比IE小(xiǎo)IB的量。因此，普通的基极放大器可(kě)减轻電(diàn)流，并且通常具有(yǒu)的Alpha范围為(wèi).980至.995，当然，该Alpha小(xiǎo)于1。

共基极放大器電(diàn)压增益特性

我确定在检查了描述通用(yòng)基本放大器配置特性的公式和表达式之后，您现在肯定已经知道它不适合用(yòng)作電(diàn)流放大器。而且，由于其定义，放大意味着增加。由于总體(tǐ)電(diàn)流增益通常在.980至.995之间，因此它肯定不会增加输出電(diàn)流。

顺理(lǐ)成章的是，如果不增加電(diàn)流，则应放大電(diàn)压。此外，共基放大器的電(diàn)压增益（AV）為(wèi)VOUT÷VIN之比。或者，这意味着它是VC（集電(diàn)极電(diàn)压）与VE（发射极電(diàn)压）之比。同样，表达这些关系的其他(tā)方式是VIN = VE和VOUT = VC。

由于VOUT跨RC（集電(diàn)极電(diàn)阻）发展，因此VOUT还必须根据欧姆定律是IC的函数；VRC = IC×RC。因此，IE中的任何更改都将导致IC发生相应变化。在前面的观察有(yǒu)效的情况下，我们可(kě)以用(yòng)以下公式表示这些发现：

AV = VOUT÷VIN 

AV = VC÷VE

AV≅（IC×RC）÷（IE×RE）

另外，由于Alpha = IC÷IE，因此我们还将公共基极放大器的電(diàn)压增益表示為(wèi)：

AV =α（RC÷RE）

要么

AV = AI（RC÷RE）

共基放大器的電(diàn)压增益特性

電(diàn)压增益等于（+/-）集電(diàn)极電(diàn)阻与发射极電(diàn)阻之比。同样，在发射极和基极之间的BJT内有(yǒu)一个PN二极管结，这会引起所谓的r'e或晶體(tǐ)管动态发射极電(diàn)阻。

此外，对于交流输入信号，发射极二极管结实际上具有(yǒu)小(xiǎo)信号電(diàn)阻，以下表达式表示该关系：r'e = 25mV÷IE。同样，利用(yòng)该表达式，25毫伏代表PN结的热電(diàn)压，而IE当然代表发射极電(diàn)流。因此，每当发射极電(diàn)流增加时，发射极電(diàn)阻也会成比例地减小(xiǎo)。

请记住，一部分(fēn)输入電(diàn)流也流过该内部基极-发射极结，流至基极和外部连接的发射极電(diàn)阻RE。这也意味着在进行小(xiǎo)信号分(fēn)析时，您需要将这两个電(diàn)阻并联。我们知道r'e的值很(hěn)小(xiǎo)。相反，RE的值通常要重要得多(duō)。通常在几千米范围内。因此，放大器的電(diàn)压增益的标度与发射极電(diàn)流的变化電(diàn)平相关地剧烈变化。

通用(yòng)基极放大器可(kě)用(yòng)作许多(duō)更复杂的電(diàn)路和放大器设计的基础。利用(yòng)小(xiǎo)信号分(fēn)析，波德图和電(diàn)压增益模型，您可(kě)以快速验证電(diàn)路并确定需要进行的任何设计更改。当您在布局和生产中进行设计时，这可(kě)以提高设计的安全性