设计共射放大电路—提高放大倍数

原创小陈是个工程师 2022-12-02 21:05

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这一节继续对共射放大电路进行总结分析，讲述放大电路中提高放大倍数的手段！

关键：共射放大器电路；

表1-1 共射放大电路的设计规格

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我们知道，放大电路的放大倍数Av与集电极电阻Rc与发射极电阻R_E有关，所以常用的提高放大倍数的方法就是改变这两个值就可以改变放大倍数。但是，如果随意地改变Rc与RE的值，就会连偏置的状态也改变了，从而导致最大输出振幅下降（集电极电位显著地偏向电源或GND而引起的），或者偏置随温度而变得不稳定。

因此为了不破坏直流电位关系而又提高交流增益，可以采取如图1-1所示方法：

图1-1 提高交流放大倍数的方法

如图1-1（a）所示，并联连接发射极电阻R_E和电容C或者如图1-1（b）那样，将R_E进行分割成R与R_E’用C并联接地。这样一来，发射极–GND间的交流电阻变小，所以增加了交流放大倍数，C将发射极电流旁路到地，所以称为发射极旁路电容。图1-2是测得的交流放大倍数变化时增益与频率的特性。

图 1-2 交流方法倍数改变时的频率特性

图1-2中的Av是计算值（用Rc//（R_E//R）求得）。可以知道，当交流发射极电阻值下降，放大倍数就会变大。另外，设R=0Ω，则电容直接并联到RE上，所以交流发射极电阻几乎为0，因此，在计算上交流放大倍数应该是∞，但是，实际上如图1-2所示，为有限值（图中表示为49dB）。最大放大倍数如果是作为目标hFE的值就可以了。严格地进行考虑，则RE=0Ω时Av为：

其中h_IE是表示晶体管输入阻抗的常数，它随晶体管的品种和工作点不同而不同，大体上为1~10kΩ左右。

在实际电路中，集电极负载电阻Rc的值大体上也是kΩ的数量级，所以式（1.1）分母的h_IE与分子Rc可以认为几乎相等，所以，式（1.1）变为：

因此，在共发射放大电路中能够实现的最大放大倍数为h_IE值，在Rc极小或者极大时，是不适用的，在这种条件下，认为“Av”与Rc的大小成正比即可。为此，用一个晶体管就能实现低频范围的最大放大倍数为40~60dB左右（h_FE=100~1000）。R=0时，因为发射极直接接地，完全是“共发射极”，但是，如图1-3所示:，发射极不是直接接地电路，当R=0时，显然也是共发射极放大电路。所以，所谓共发射极放大电路，是发射极电位作为基准而进行放大工作的电路。