一、共射極放大電路

　　共射電路是放大電路中應(yīng)用最廣泛的三極管接法，信號(hào)由三極管基極和發(fā)射極輸入，從集電極和發(fā)射極輸出。因?yàn)榘l(fā)射極為共同接地端，故命名共射極放大電路。

　　上圖為共射極放大電路，輸入回路與輸出回路以三極 管的發(fā)射極為公共端。輸入信號(hào)ui通過(guò)電容C1加到三極管的基 極，引起基極電流iB的變化，iB的變化又使集電極電流ic發(fā)生變 化，且ic的變化量是iB變化量的β倍。由于有集電極電壓，uCE= UCC-iCRC，uCE中的變化量經(jīng)耦合電容C2傳送到輸出端，從而得 到輸出電壓uo。當(dāng)電路中的參數(shù)選擇恰當(dāng)時(shí)，便可得到比輸入信 號(hào)大得多的輸出電壓，以達(dá)到放大的目的。

　　1、輸入信號(hào)和輸出信號(hào)反相；

　　2、有較大的電流和電壓增益；

　　3、一般用作放大電路的中間級(jí)。

　　4、共射極放大器的集電極跟零電位點(diǎn)之間是輸出端，接負(fù)載電阻。

　　共射極放大電路信號(hào)傳遞

　　信號(hào)傳遞如圖所示，共射極放大電路所要放大的是交流小信號(hào)Vi，Vi通過(guò)耦合電容C1以電壓的形式加到三極管的B~E之間，以電流的形式通過(guò)B~E。電子（負(fù)電荷）的傳遞方向?yàn)镋~B。Vcc和Rb用來(lái)提供B~E接面適當(dāng)?shù)恼蚱珘阂约翱墒谷龢O管進(jìn)入線性工作區(qū)的電流。這個(gè)部分稱為輸入回路。Vcc和Rc用來(lái)提供B~C接面適當(dāng)?shù)姆聪蚱珘?。電子（?fù)電荷）的傳遞方向?yàn)锽~C。集電極收集大量電子（負(fù)電荷），少數(shù)空穴（正電荷）漂移到基極與基極的空穴一起復(fù)合掉一部分E向C的電子（負(fù)電荷）。被復(fù)合掉的基區(qū)空穴由基極電源Eb重新補(bǔ)給。由于E的電子濃度大于B，電位小于B，電源Eb在補(bǔ)充空穴的同時(shí)帶來(lái)了從E~B~C的大量電子。三極管完成放大電流作用。放大了的信號(hào)電流通過(guò)Rc在C極上產(chǎn)生壓降。這個(gè)壓降就是輸出端信號(hào)電壓，是交流，可以通過(guò)電容C2耦合出去。Vcc，Rc和三極管CE極構(gòu)成輸出回路。RL是負(fù)載電阻。

　　二、實(shí)驗(yàn)原理及電路

　　晶體三極管由半導(dǎo)體材料硅或鍺制成。各種管的外形和管芯在制造工藝上各有不同，但最基本的結(jié)構(gòu)只有NPN型和PNP型兩種，管芯內(nèi)部包含由兩個(gè)PN結(jié)組成的三個(gè)區(qū)（發(fā) 射區(qū)、基區(qū)、集電區(qū)）。

　　三極管的工作狀態(tài)可以分為以下三個(gè)區(qū)域：

　　（1）截止區(qū) 減小基極電流IB、集電極電流IC也隨著減小，當(dāng)IB=0時(shí)，IC≈0，即特性曲線幾乎與橫軸重合，這時(shí)，三極管相當(dāng)于一個(gè)斷開(kāi)的開(kāi)關(guān)。

　?。?）飽和區(qū) 三極管的發(fā)射結(jié)、集電結(jié)均處于正向偏置，IC基本上不受IB控制（IC≠βIB），晶體管失去了電流放大作用。這時(shí)，VCE很小，晶體管相當(dāng)于一個(gè)接通的開(kāi)關(guān)，使電源電壓VCC幾乎全加到集電極電阻RC上。

　?。?）放大區(qū) 發(fā)射結(jié)正向偏置、集電結(jié)反向偏置，IC的變化取決于IB（IC=βIB），基本上與VCE無(wú)關(guān)，晶體管具有電流放大作用。這時(shí)晶體管工作于線性放大區(qū)。 截止、放大、飽和三個(gè)區(qū)的VBE數(shù)值見(jiàn)表1-1。

　　表1-1 VBE數(shù)值表

　　對(duì)放大器的基本要求是：有的電壓放大倍數(shù)，輸出電壓波形失真要小。放大器工作時(shí)，晶體管應(yīng)工作在放大區(qū)，如果靜態(tài)工作點(diǎn)選擇不當(dāng)，或輸入信號(hào)過(guò)大，都會(huì)使輸出波形產(chǎn)生非線性失真。一般采用改變偏置電阻RB的方法來(lái)調(diào)節(jié)靜態(tài)工作點(diǎn)。當(dāng)放大器的輸入信號(hào)幅值較小時(shí)，在保證輸出電壓波形不失真的條件下，常選取較低的靜態(tài)工作點(diǎn)，以降低放大器噪聲和電源的能量損耗。實(shí)際使用中，常通過(guò)測(cè)量RC上電壓的方法來(lái)測(cè)量集電極電流IC。

　　放大器的電壓增益Au可用交流輸出電壓峰值Uop除以輸入電壓峰值Uip來(lái)計(jì)算

　　在單級(jí)共射放大器中，集電極等效交流負(fù)載電阻R’L為

　　晶體管的輸入電阻rbe可估算為

　　式中，IE為靜態(tài)發(fā)射極電流，也可用靜態(tài)集電極電流ICQ來(lái)代替。

　　當(dāng)發(fā)射極旁路電容CE的容量足夠大時(shí)，CE的容抗近似于零，CE與發(fā)射極電阻RE的并聯(lián)總阻抗也近似于零，晶體管的發(fā)射極相當(dāng)于交流接地，則電壓增益的計(jì)算公式為

　　放大器的輸入電阻Ri為分壓電阻RB1，RB2及晶體管輸入電阻rbe三者的并聯(lián)值，即

　　Ri=RB1∥RB2∥rbe

　　輸出電阻Ro近似等于集電極負(fù)載電阻RE，則有

　　Ro=RE

　　當(dāng)發(fā)射極旁路電容CE斷開(kāi)時(shí)，在發(fā)射極電阻上產(chǎn)生串聯(lián)電流負(fù)反饋，則電壓增益為

　　這時(shí)輸入電阻Ri為RB1，RB2和［rbe+（1+β）RE］的并聯(lián)值，即

　　Ri=RB1∥RB2∥［rbe+（1+β）RE］

　　輸出電阻Ro仍近似等于集電極負(fù)載電阻RC。

　　圖1-1 單管共射放大電路實(shí)驗(yàn)原理圖

　　三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟

　　1、晶體管工作在放大狀態(tài)下有關(guān)參數(shù)的測(cè)量

　?。?）創(chuàng)建如圖1-1所示單管共射放大電路。單擊仿真開(kāi)關(guān)，進(jìn)行仿真分析。調(diào)節(jié)基極偏置電阻RW，觀察示波器輸出波形，使三極管工作在放大狀態(tài)。用數(shù)字萬(wàn)用表或動(dòng)態(tài)測(cè)試探針?lè)謩e測(cè)量節(jié)點(diǎn)電壓VB、VC、VE及輸出電壓Uo，并記錄測(cè)量結(jié)果于表1-2中。

　?。?）在電路中加上負(fù)載電阻RL=4.7 KΩ。單擊仿真開(kāi)關(guān)，進(jìn)行仿真分析。調(diào)節(jié)基極偏置電阻RW，觀察示波器輸出波形，使三極管工作在放大狀態(tài)。用數(shù)字萬(wàn)用表或動(dòng)態(tài)測(cè)試探針?lè)謩e測(cè)量節(jié)點(diǎn)電壓VB、VC、VE及輸出電壓Uo，并記錄測(cè)量結(jié)果于表1-2中。

　?。?）把電路集電極偏置電阻RC改為5.1 KΩ。單擊仿真開(kāi)關(guān)，進(jìn)行仿真分析。調(diào)節(jié)基極偏置電阻RW，觀察示波器輸出波形，使三極管工作在放大狀態(tài)。用數(shù)字萬(wàn)用表或動(dòng)態(tài)測(cè)試探針?lè)謩e測(cè)量節(jié)點(diǎn)電壓VB、VC、VE及輸出電壓Uo，并記錄測(cè)量結(jié)果于表1-2中。

　　表1-2 單管放大電路測(cè)量數(shù)據(jù)記錄表格

　　2.實(shí)物焊接與測(cè)試

　?。?）熟悉電路圖后，在萬(wàn)用板上按要求焊接電路，經(jīng)檢查無(wú)誤后方可接通電源。

　　（2）調(diào)整靜態(tài)工作點(diǎn)

　　此電路實(shí)際上是由一個(gè)偏置電阻構(gòu)成的固定偏置電路，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)試方便。只要改變RW就改變了靜態(tài)工作點(diǎn)。為調(diào)整最佳工作點(diǎn)可借助示波器觀測(cè)輸出波形。