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  • 共射极共集电极共基极
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    2020-05-17 16:28:15

    BJT的共基极、共集电极还是共射极,MOS的共栅极、共漏极还是共源极


    基础很重要,基础很重要,像这些专有名词,一套下来感觉自己牛逼哄哄的。

    其实是发现自己好像也分不太清楚这几个东西了,查阅了下资料,发现好像遗忘了不得了的东西(毕竟主要接触的还是数字电路,知识必须要经常用才能记住嘛)。

    共射极放大电路

    如下所示(说明一下,发射极上的箭头表示发射结加正向偏压时,发射极电流的实际方向):
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    1. Vs为待放大的时变信号,可以理解为交流分量;
    2. 直流电源VBB通过Rb给BJT的发射结提供正向偏压,并产生Ib(偏流,提供偏流的电路一般称为偏置电路);
    3. 直流电源VCC通过Rc给集电结提供反向偏压(需要与VBB & Rb配合的,不然也反向偏压不了不是),这样发射结正偏,集电结反偏,就能保证BJT工作在放大状态;
    4. Rc的另一个作用是将电流变化转化为电压变化;
    5. 整体来说,输入信号加在基极与发射极之间,而输出信号则从集电极与发射极之间取出,这中间发射极既参与了输入回路又参与了输出回路,所以称为共发射极放大电路。

    共集电极放大电路

    如下所示(其实直接这样看怎么看都看不出来哪里共集电极了,这特么明明还是共射极嘛,实际上是要从交流角度来分析的):
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    1. 交流角度分析,VCC接地(即集电极接地),输入电压Vi是加在基极和集电极之间;
    2. 同时由于集电极接地,相当于输出电压是从发射极和集电极之间取出,这中间集电极既参与了输入回路又参与了输出回路,所以称为共集电极放大电路(也称为射极输出器)。

    共基极放大电路

    如下所示,同样需要从交流角度来分析:
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    1. 交流层面,VCC接地,C3由于是电容,交流条件下相当于短路,即基极接地;
    2. Vi加在发射极和地(基极)之间,作为输入;
    3. Vo从集电极和地(基极)之间取出,基极为输入回路与输出回路的共同端,所以称为共基极放大电路。

    MOS管

    MOS管同理,共源极放大电路对应BJT的共射极放大电路;共漏极放大电路对应BJT的共集电极放大电路;共栅极放大电路对应BJT的共基极放大电路。分析的关键点在于交流通路,或者说动态特性。

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    对于刚刚学习三极管的同学们来说,共射极、共集电极和共基极的接法会让我们头晕目眩。今天笔者就来深入浅出地来对比理解一下三者的区别,主要是从放大倍数和输入输出电阻等来进行对比,最后总结出这三种电路的常用用途。

    放大电路的基本指标

    为了了解共射放大电路、共集放大电路和共基放大电路的差别,必须提前了解什么一些概念,比如电压放大倍数、电流放大倍数、输入电阻和输出电阻、通频带等。为保证权威可靠,文章中图片基本截取自清华大学华成英老师的教学课件。
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    共射放大电路:

    (为便于理解,此处只分析关键的几个因素,电压放大倍数、电流放大倍数、输入电阻、输出电阻和通频带。所以此处都从交流等效电路来分析,直流模型主要分析静态工作点,有兴趣的可参考附录部分的详细介绍)
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    其中输出电阻不太好理解,前文讲输出电阻的时候讲到,将输出等效为有内阻的电压源,内阻就是输出电阻,图中等效为了理想的电压源和内阻,内阻就是RC。电路分析中的戴维南定理和诺顿定理讲到了等效,不明白的可以查一下。

    共集放大电路

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    有同学这里不理解输出电阻怎么计算的,这里用的是“加压求流”法,假定在负载端加上UO的电压,干路电流IO,求出比值即输出电阻。

    这里比较难理解的是理想电流源,实际上这里根本不用考虑电流源的内阻,因为这里只需要IO的大小,相当于只需要知道图中Ie的大小(可以看输出电阻的表达式分母上),Ie其实就是(Rb+re)电流的(1+β)倍,把Ie的干路看成一条电阻是(Rb+re)的1/(1+β)倍的支路,最后再和Re并联。是不是就得到了最后两电阻并联的结论?这样看来是不是很好理解了?
    综上,输出电阻就是Re和(Rb+re)的1/(1+β)并联。

    输入电阻是因为输入回路相当于Re和电流源并联,再和(Rb+re)串联,并联部分的Re支路电流放大了(1+β)倍,相应的电压也是(1+β)倍,所以输入电阻是扩大了(1+β)倍。

    所以这里计算输入电阻和输出电阻,二者的本质区别是什么呢?在于从大电流还是小电流往里面看,(1+β)会落在欧姆定律的电压还是电流表达式上!!!

    对比输出和输入电阻就可以得到一个结论:
    从小电流往大电流看,大电流部分的电阻相当于扩大到(1+β)倍;
    从大电流往小电流看,小电流部分的电阻相当于减小到1/(1+β)倍.

    共集放大电路的特点:输入电阻大,输出电阻小;只放大电流,不放大电压(从射极输出);在一定条件下有电压跟随作用!

    共基放大电路

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    从交流通路判断接法一定要掌握!!!

    总结它们的特点:

    #共射放大电路,由于其电压和电流都能放大,所以用得很多。

    #共集放大电路,输入电阻大,输出电阻小,用在哪里都比较好,用在输入端的话,信号源的内阻相对就小,所以电压能尽可能多地降落在有用的输入端;用在输出端的话,加上负载后,输出电阻的占比小,放大倍数不会大幅减小;用在中间衔接,对信号的损耗也比较小。

    #共基放大电路,最主要的特点就是频带宽,截止频率为fα=(β+1)fβ。

    附录: 其他的相关资料

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    放大电路的分析方法——直流通路和交流通路

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    限于认知有限,难免有疏漏和不足,欢迎大家批评指正交流。

    参考资料:模拟电子技术基础》清华大学华成英主讲https://www.bilibili.com/video/BV19s411a7KL?p=10

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  • 如何区分 三极管共射级,集级,基级? [模电]

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    本系列博文专注模电,致力于让初中生都能看懂的模电系文章。如果对您有帮助请持续关注我哦。

    本系列思维导图

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    一。提出问题
    1:首先,大家思考一下 “共”的意义?
    “共"就是公共的含义 。
    共发射级电路 :输入端和输出端·共用发射基。
    2: 如何判断是否为共发射基放大器?
    那一端接地,就为共xx级。

    二。三大电路比较

    共发射极电路
    共发射级电路
    原理如下:

    时间短可不看,只要记住**两点**即可
    
     1. 条件:交流电路中分析。
     2. 接地:那一端接地,就是 共XX。
    

    原理: 图中所示电路中Q1发射极直接接地,Q2中发射极通过电容C3接地,因为C3的容量较大,对交流信号的容抗很小而呈通路,这样对交流信号而言就是发射极相当于接地,所以这个是共发射极放大器。
    从电路可以看出,三级管的基极和集电极不接地,输入信号从基极与地之间输入到三极管中,将输入信号从三极管的集电极与地之间输出 ,简单说就是 从集电极输出。
    共集电极放大器
    !!注意间接接地

     1.间接接地 vs 直接接地
      大家看图a1  中间有一个电阻后再接地,不是纯导线,为间接接地。
      大家看图a2  导线直接接地,这是我们要找的接地。
     
    
    1. 原理:(时间短 可不看)集电极接直流电源+V,对交流而言+V端等效接地(C1将+V端交流接地),所以三极管集电极接地,是共 集电极放大器。交流信号是从基极输入(基极与地之间输入),信号从发射极输出(发射极与地之间输出)。发射极与地之间不能接入旁路电容,否则放大器交流短路,无信号输出。

    共基级放大器:

    共基极放大器
    原理:基极通过旁路电容C2交流直接接地,这样基极被共用,所以这是共基极放大器。交流信号从发射极输入(发射极与地之间输入),集电极输出(集电极与地之间输出)。

    三。总结
    1.三极管那一端接地,那一端就是共xx级。
    2.直接接地和间接接地:导线直接接地才为直接接地。
    3.附图:
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  • 双极型三极管共集电极共基极放大电路本文介绍的定义共集电极放大电路共基极放大电路 本文介绍的定义 双极型三极管放大电路的接法、共集电极放大电路、射极跟随器、带负载能力、共基极放大电路、改善频率响应。 ...

    双极型三极管共集电极、共基极放大电路

    本文介绍的定义

    双极型三极管放大电路的接法、共集电极放大电路、射极跟随器、带负载能力、共基极放大电路、改善频率响应。

    共集电极放大电路

    接法:根据输入信号与输出信号公共端的不同,双极型三极管放大电路有三种接法(组态),共射、共集和共基。

    共集电极放大电路如下图所示,输出信号从发射极引出,也称为射极输出器。这个共集电极和共射不一样的地方就是输出端是在发射极引出,这就导致动态分析时,Vcc那个引脚是相当于接地,但是此时可以用一个大小为βIb的恒流源来代替三极管。这个电流源是一个受控电流源,体现了基极电流ib对集电极电流ic的控制作用(Ib是个输入、Ie是个输出)。这样就明白下图b的等效电路了,图b其实是把图a上下颠倒了一下。这时候为什么是共集电极就知道了,因为集电极接了地。

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    静态分析:静态分析里面和共射极放大电路相比其实就是多了个Re。

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    动态分析:

    电流放大倍数:

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    电压放大倍数:电压放大倍数恒小于1、接近1,输入电压与输出电压同相,称为射极跟随器(电压跟随)。

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    输入电阻:不考虑Rb则为:可知输入电阻提高了

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    考虑Rb则为:

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    输出电阻:当Us=0且不考虑Re,可得等效电路:

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    由下面公式可知,射极输出器的输出电阻等于基极回路的总电阻除以1+β,因此输出电阻很低,带负载能力比较强。

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    综上所述,共集电极电路特点是电压跟随、输入电阻很高、输出电阻很低,常被用作多级放大电路的输入级,减小对被测电路的影响,提高测量的精度;作为输出级,如果输出端是一个变化的负载,为了在负载变化时保证放大电路的输出电压比较稳定,要求放大电路具有很低的输出电阻;作为隔离用的中间级,减小前后两级之间的相互影响,起隔离作用。

    共基极放大电路

    共基极放大电路:电路中发射极电源Vee使发射结正向偏置,集电极电源Vcc使集电结反向偏置,所以该电路可使三极管工作在放大区。为了减少直流电源的种类,实际电路中不使用发射极电源,而是将Vcc在电阻Rb1、Rb2上分压得到的结果接到基极,当旁路电容Cb足够大时,可认为Rb1两端电压基本稳定。

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    静态分析:静态基极电流很小,Rb1和Rb2分压回路电流可忽略。

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    动态分析:微变等效电路如下图。

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    电流放大倍数:α小于1近似等于1,共基放大电路没有电流放大作用。

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    电压放大倍数:与共射电流电压放大倍数在数值上相等,但是没有负号,表示共基极放大电路的输出电压与输入电压相位一致,没有倒相作用。

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    输入电阻:共基接法的输入电阻比共射接法低,1/(1+β)倍。

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    输出电阻:比共射接法的输出电阻高,(1+β)倍。

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    综上所述,共基电路特点:具有低输入电阻,使晶体管结电容影响不显著,改善频率响应。这种接法常常用于宽频带放大器中。由于输出电阻高,共基电路还可作为恒流源。

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空空如也

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