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简介共基极放大器的特点

高工
2014-06-12 10:42:50    评分

简介共基极放大器的特点:几乎所有分立元器件的FM收音机,其高频头的第一级电路都是用图1所示的共基极调谐放大器。图中R1、R2是直流偏置电阻。C2、C3容量较大,在工作频段内相当于短路。C1、C4是回路的调谐电容。L1、L2是回路电感,L1、C1构成低Q值的固定调谐回路,覆盖88~108MHz全频段。L2、C4构成选频回路,调谐于接收信号频率。由于LC回路调谐时呈纯阻性,设为R0,R0=Q√(1/C),Q是回路的品质因数。简化图1后可得等效的交流回路,如图2所示。
图1电路工作在低频时,共基极放大器和共发射极放大器具有相近的放大倍数。FM收音机是工作在100MHz左右的高频下,此时三极管共发射极连接时的放大能力大为下降,而共基极时的放大能力却下降甚少,故高频时应采用共基极放大电路。
理论分析表明,舍去繁琐的数学推导,可得以下的结论:
1. 放大系数β随工作频率的增加而迅速下降。通常低频时值为β0,可用仪器测得。高频时值为β,可由公式算得(计算方法从略);f越高,β比β0越小。严格讲,β值只适用于计算共发射极放大器的放大倍数。
2. 分析共基极电路,必须用图2的三极管共基极等效电路和共基极电流放大系数α来分析(详细理论从略)。放大系数α=Ic/Ie,若低频时为α0,高频时为α;则相对于α0,高频时的α下降甚微。
3. 定量关系。共发射极放大器的放大倍数Ae可按下式计算:
Ae=-(βR0/rbe)
式中rbe=rb+(1+β)re,rb是三极管有效基区的体电阻,re是发射结的正向导通电阻。
共基极放大器的放大倍数Ab为:
Ab=βR0/reb
nbsp;式中reb=re+(1-α)rb,是三极管共基极连接时的等效输入电阻,rb和re意义同上。
以下举一实例进行说明。设三极管参数为rb=200Ω,re=21Ω,β0=60,α0=0.98。频率为100MHz时算得β=5.8,α=0.97;集电极回路的谐振电阻R0=530Ω。试计算低频时和100MHz时,两种电路的放大倍数。
低频时:输入电阻rbe=200+(1+60)×21=1480Ω,reb=21+(1-0.98)×200=25Ω;故共发射极放大倍数∣Ae∣=60×(530/1480)=21.5,共基极放大倍数Ab=0.98×(530/25)=20.8。可见两者绝对值几乎相等。
100MHz时,输入电阻rbe=200+(1+5.8)×21=343Ω,reb=21+(1-0.97)×200=27Ω;故∣Ae∣=5.9×(530/343)=9.1,Ab=0.97×=19。结果表明两者相差很大。
由以上计算可见,工作于低频时两种电路的放大倍数均为21倍;但在100MHz时,共发射极电路仅能放大9倍,而共基极电路却可放大到19倍。因此,在FM收音机或TV系统中,共基极放大电路得到广泛的应用,因为有这些优点。





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