共射极三极管放大电路解析

简介：
本文章详细解释了共射极三极管放大电路的工作原理、特点和应用。通过理论分析与实例说明相结合的方式，帮助读者深入理解该电路的设计和优化方法。适合电子工程爱好者和技术人员参考学习。 共射放大电路是三极管放大电路的一种基本类型，它是理解三极管放大功能的基础。在分析这种电路时，首先要了解三极管的工作原理、内部结构以及电压与电流的关系。在此类电路中，基极接收输入信号，发射极接地，而集电极输出经过放大的信号。 1. 三极管的基本工作原理： 三极管是一种由两个PN结组成的半导体器件，并且分为NPN型和PNP型两种类型。它有三个引脚：基极(Base)、发射极(Emitter) 和 集电极(Collector)。通过控制基极电流的微小变化，可以调节集电极与发射极之间的电流流动，从而实现放大功能。 2. 工作点和偏置电压： 为了使三极管正常工作，需要给它提供适当的直流偏置电压。对于共射放大电路来说，在基极相对于发射极施加约0.7V（对硅制的元件）的正向偏压是必要的。如果没有这种偏置电压设置的话，交流输入信号中的负半周会导致基极-发射极之间的正向偏置不足，使得三极管进入截止状态，并影响放大效果。 3. dB的概念及其在放大电路的应用： 分贝(dB)是一种用于表示增益或衰减的单位。它用来表达电压和电流放大倍数的变化程度。具体来说，dB值可以通过公式20*log(放大倍数)来计算得出；比如如果一个信号被放大的比例是10，则其对应的分贝变化就是20 dB。 4. 共射放大电路组成： 这种类型的放大器由电源、电阻元件、电容器及三极管所构成。其中，电阻用于提供偏置电压设置；而电容则在信号传输路径中起到隔离直流成分的作用，并允许交流频率通过。具体来说，在共射配置下，输入端的电容C1会滤除掉输入波形中的直流转分量部分；输出端的C2同样也负责去除从放大器出来的直接电流影响。 5. 电路分析： 在对这种类型的放大回路进行研究时，首先需要考虑直流工作条件下的参数设定情况。这包括各个引脚上的电压值以及基极、集电极和发射级之间的电流关系。此外，还需要进一步探讨交流信号如何改变三极管内部的电流分布及输出结果。 6. 有关增益计算： 根据电路结构分析可以得出共射放大器的电压增益公式Av=RC/RE（其中RC代表集电极电阻值而RE表示发射级阻抗），但实际应用中，这种类型的放大倍数受到三极管固有参数hFE(即β)的影响。该系数定义了基流与集电流之间的比例关系。 7. 放大过程中的波形变化： 在共射配置下处理交流信号时，输入的波动会被放大，并且输出电压的变化方向刚好相反于原信号；这是因为随着输入强度增加导致三极管内部流动到发射级和集电级间的电子数量增多，在RC上产生更大的压降。 8. 电流放大的机理： 共射配置中的核心在于利用基流微小变化来控制较大的集电极电流。当基部注入的少量额外电子触发了更多的载子流向集区时，这便实现了有效的放大效果，并且通常情况下发射级与集电区域之间的流动量大致相等。 通过上述内容能够全面理解共射型三极管放大器的工作机制及相关计算方法，在实际操作中还可以根据具体需求调整元件参数以优化电路性能。