简介共基极放大器的特点

文章摘要： 细心的读者一定会发现，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

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   细心的读者一定会发现，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
    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。