
深入解析共集、共基、共射放大器的奥秘
2025-08-04 14:33:35
晨欣小编
一、共射放大器(Common Emitter Amplifier)
1.1 结构与原理
共射放大器以发射极作为公共端,输入信号从基极输入,输出从集电极输出。其放大过程依赖于晶体管的电流放大特性(β倍电流放大)。
1.2 电压与电流关系
电压增益(Av):高,可达几十倍甚至上百倍。
电流增益(Ai):大,约等于晶体管的β。
输入阻抗:中等,约几kΩ至几十kΩ。
输出阻抗:中等到高。
1.3 特点
有电压和电流放大作用
输出信号与输入信号反相(180°)
适合用作电压放大器
1.4 应用
音频前置放大
功率放大器的前级
多级放大电路的中间级
二、共集放大器(Common Collector Amplifier)
2.1 结构与原理
共集放大器又称射极跟随器(Emitter Follower),其集电极作为公共端。输入端接基极,输出从发射极取出。
2.2 电压与电流关系
电压增益(Av):略小于1(接近于1)
电流增益(Ai):大,约为β+1
输入阻抗:高(几十kΩ以上)
输出阻抗:低(几百Ω)
2.3 特点
无电压放大作用,有电流放大作用
不反相
输入阻抗高,输出阻抗低:适合做缓冲器
2.4 应用
信号匹配
缓冲级电路
音频驱动输出
三、共基放大器(Common Base Amplifier)
3.1 结构与原理
共基放大器以基极作为公共端,输入信号从发射极输入,输出信号从集电极输出。
3.2 电压与电流关系
电压增益(Av):高
电流增益(Ai):小于1(因为输入电流几乎等于输出电流)
输入阻抗:低(几十Ω)
输出阻抗:高
3.3 特点
有电压放大作用,无电流放大作用
输出信号与输入信号同相
带宽较大,适用于高频
3.4 应用
高频信号放大,如射频(RF)放大
输入阻抗要求低的电路
高频前置放大器
四、三种放大器的比较
参数 | 共射(CE) | 共集(CC) | 共基(CB) |
---|---|---|---|
公共端 | 发射极 | 集电极 | 基极 |
电压增益 | 高 | ≈1 | 高 |
电流增益 | 高(≈β) | 高(≈β+1) | <1 |
输入阻抗 | 中等 | 高 | 低 |
输出阻抗 | 中等 | 低 | 高 |
相位关系 | 反相(180°) | 同相 | 同相 |
应用场景 | 电压放大 | 缓冲匹配 | 高频放大 |
五、实际应用案例分析
5.1 音频放大器
在多级音频放大器中,常采用:
前级:共射放大器用于电压放大
中间缓冲级:共集放大器用于阻抗匹配
末级驱动:再次采用共射结构提高功率
5.2 高频通信电路
射频前端:常用共基放大器提升信号带宽、减少电容耦合带来的高频损耗
5.3 信号跟随与驱动
ADC采样前级:共集放大器用作缓冲放大,保护后级采样电路不受前级干扰
六、总结与设计建议
想要电压放大:选共射或共基
想要电流放大+缓冲:选共集
追求带宽、频率响应优先:共基更优
注重输入阻抗匹配:共集适合做前端输入
注重输出驱动能力:共集最强
掌握三种放大器的性能差异及其适用场合,是电子工程师设计模拟电路的基础技能。通过合理组合与级联,可以构建高性能的放大电路满足各种需求。