三极管共射极放大电路中各器件的作用、静态工作点（Q点）及动态参数估算

三极管共射极放大电路是应用最广泛的放大电路，掌握了共射极放大电路的工作原理及分析方法，就可以触类旁通，快速理解其他类型的放大电路。下面将从三极管共射极放大电路的演变、静态工作点（Q 点）及动态参数估算等几个方便分析三极管共射极放大电路的特点。

一、三极管共射极放大电路的结构

这部分将由简入繁逐步分析稳定的共射极放大电路的由来，并解释所增加器件的意义。

1.1 最基本的共射极放大电路

为了阐述三极管放大电路的原理，先来看一下最基本的共射极放大电路，如图 1 所示。

上述放大电路结构比较简单，通过上述的电路参数，可以计算其静态工作点的表达式，如图 2 所示。

根据静态工作点的表达式，也可以得到相应的波形，如图 3 所示。

从最基本的共射极放大电路图中可以看出，该放大电路需要有两路电源，不太适用，除此之外，还有其他的缺点，后面再讲。

1.2 直接耦合的共射极放大电路

在实用放大电路中，为了防止干扰，常将输入信号、直流电源和输出信号共地。这样，就得到了单电源下的直接耦合的共射极放大电路，如图 4 所示。

将图 4 中的输入端短路，便可得到该放大电路下的静态工作点，如图 5 所示。

直接耦合的放大电路，由于串联电阻 R_b1会消耗部分信号，放大效果得到削减，因此采用电容替代，便得到了阻容耦合放大电路。

1.3 阻容耦合的共射极放大电路

如图 6 所示。

图 6 中电容 C1 用于连接信号源与放大电路，电容 C2 用于连接放大电路与负载。该放大电路对应的静态工作点如图 7 所示。

仔细观察阻容耦合的共射极放大电路会发现一个问题：如果信号源是有效值为 0 的周期信号，该放大电路只能放大信号源的正半周期，这是因为三极管的基极电压为开启电压（0.7V 或 0.2V），当信号源的负半周期施压时，三极管基极电压就小于开启电压，因此三极管工作在了截止区，不具备放大效果。

因此，可以通过增加电阻 R_b1来为三极管基极提供偏置电压，如图 8 所示。

最后，还要考虑一点温度对放大电路的影响。如果环境温度升高，三极管的放大系数增大，则集电极电流 ICQ 增大，三极管的 U_CEQ减小，Q 点向饱和区变化，如果想要使 Q 点回到原来的位置，则必须减小基极电流 I_BQ；环境温度降低时，分析方法相似。

减小环境温度对 Q 点的影响的方法有两种：增加负反馈和温度补偿。其中，增加射级串联电阻，便是增加负反馈的一种方法，也就是接下来要说的典型的静态工作点稳定电路。

1.4 典型的静态工作点稳定电路

增加射级电阻 Re，即为共射极放大电路提供了稳定的静态工作点，如图 9 所示。

先看一下负反馈电阻 Re 是如何起作用的。

简单的过程就是：I_CQ↑，I_EQ↑，U_Re↑，U_BE不变，Vcc 也不会变，所以 U_Rb2↓，于是 I_BQ↓，最后 I_CQ↓，I_EQ↓。

从理论上讲，Re 越大，反馈越强，Q 点越稳定。但是实际上，对于一定的集电极电流 IC，由于 Vcc 的限制，Re 太大会使三极管进入饱和区，电路将不能正常工作。

虽然，共射极放大电路引入 Re 增强了静态工作点的稳定性，但是也降低了放大倍数（可根据上述电路推导放大倍数，见下面的 2.2 小节），因此，图 9 中也增加了旁路电容 Ce，用于交流信号的传递路径。

二、典型三极管共射极放大电路静态工作点（Q 点）及动态参数估算

2.1 典型共射极放大电路的静态工作点

根据典型三极管共射极放大电路，可以得到直流通路和对应的静态工作点，如图 10 所示。

2.2 典型共射极放大电路的动态参数估算

动态参数主要有电压放大倍数、输入阻抗和输出阻抗三个参数。

对于小信号交流电路来说，其等效原则为：

1. 大容量电容短路；
2. Vcc 对地短路；
3. 需要考虑 rbe;

其中，rbe 为三极管基极到射级的动态电阻。

根据上面的 3 条原则，可以得到典型共射极放大电路的交流通路及对应的动态参数，如图 11 所示。

图 9 中，如果没有旁路电容 Ce 的存在，则对应的交流等效电路及动态参数估算如图 12 所示。

通过上面比较可以看出，如果不增加 Ce，则共射极放大电路的放大倍数就会降低。所以，这也是 Ce 的作用所在。

2.3 三极管基极-射级动态电阻 rbe

根据三极管的结构图可以看出，b-e 间电阻由基区体电阻 rbb’、发射结电阻 rb’e 和发射区体电阻 re 三部分组成。

rbb’与 re 仅与杂质浓度及制造工艺有关，由于基区很薄且多子浓度很低，rbb’数值较大，对于小功率管，多在几十欧到几百欧，可以通过器件手册得到。

由于发射区多数载流子浓度很高，re 数值很小，只有几欧，与 rbb’和 rb’e 相比，可以忽略不计。

因此，三极管输入回路的等效电路及 b-e 间的电压如图 13 所示。

上述的分别从三极管的静态工作点和动态参数估算等几个方面总结了共射极放大电路的理论知识。下一篇博文将以实例分析如何确定共射极放大电路中各器件的参数。

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