小模电的重难点——共集电极放大器

吴少琴的模电课

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经过清明小长假的休整，我们再次开启模电之旅，这一站来到共集电极放大器~~~
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由于它的信号是从发射极输出的，也称为射极输出器，还因为输出电压是与输入电压同相且幅度近似相等，因此也称为电压跟随器，或称射极跟随器
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这个长相平平的电路，凭借动态输入电阻高和输出电阻低的特点，在多级放大器中常作为输入级和输出级，还常用于连接两电路，起缓冲作用，本事大着哩??
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而它更是期末考试卷子中的常客，拖拽下面的滚动条看看历年出现的共集电极电路吧????????这里只列了近三年的~~~??????

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% Y6 f, Q$ C- ?; X: M" Z) c5 @0 y7 g, X重点  电路分析
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随手拿一道考试题作为例子讲解共集放大器的分析过程吧~~~

; a/ C" A& f5 U2 W分析如下电路，已知β=100，VBE=-0.7, rbb'=200Ω，求解静态工作点，以及动态技术指标Av、Ri、Ro
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/ P: R# a# v. h3 c& ~静态分析
步骤：画出直流通路，列写电路方程，并利用发射结的简化模型|VBE|=0.7（硅管）或|VBE|=0.2（锗管），求出静态工作点
将信号源vs短路，电容开路，得到直流通路，注意该电路的晶体管是PNP管，为了使求解出来的电流是正值，电流方向选择实际电流方向

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6 w  l, H) v) L) U6 [( X% i由输入回路方程：

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2 ^! u3 P7 _5 M3 g8 ?7 d2 t由输出回路方程得：

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动态分析
步骤：1、将直流电压源接地短路、电容短路，得到交流通路；
5 F# E( F# k# m, j% B# }% }2、将BJT小信号模型替换BJT符号，得到小信号等效电路
  `) y# y# |8 w3、根据静态工作点和BJT参数，计算小信号模型参数rbe
4、根据技术指标定义，求解Av、Ri、Ro
. i  r/ Q9 }8 F+ i/ w??  交流通路（注意为了美观，BJT有翻转）

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! O3 H! C( }8 C7 B" E7 A) G?? 将BJT小信号模型替换BJT符号，（注意PNP管的电流方向取和NPN管一致，因为动态分析只关注它们方向的关联性）

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?? 根据静态工作点求rbe

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7 L. F; z% U& w+ {: c??求电压增益（注意寻找输入输出电压和ib的关系）
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?? 求输入电阻（放大器从输入端看进去的等效电阻）
3 s7 g! y' i2 B( ^5 e+ t4 C先求下图中绿色框内的等效电阻

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可由前面求输入电压的式子得出：

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?? 求输出电阻（输出端的戴维南等效电阻，需要将信号源短路，负载开路）
放大电路输出电阻求解的方法：

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如上图，在信号源置零(vs=0，但保留Rs)和负载开路的条件下，在放大电路的输出端加一个测试电压源vt，相应地产生一测试 电流it ，于是可得 输出电阻：

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根据上述的方法，可以将小信号等效电路转换为：

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咱先求绿色框等效电阻Ro'。
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! ~0 l* d- M4 E4 s难点 共集放大器输出电阻的计算


在求共集放大器输出电阻时，很多同学都会冒出的疑问
5 D6 l8 A$ G3 @# G; z在求共射放大器的输出电阻时，不管是不是带有射极电阻Re，都可以很开心地认为输入电源短路后，输入电流ib就为零，那么受控电流源就可以看成开路。于是很自然地以为输出电阻求解时，受控电流源就是可以开路处理。但事实是共集电极放大器却不适用，为什么呢？
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举例说明这个问题哦

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例：
下图设三极管β=100，rbe=1.67kΩ，Rs=2kΩ，试求输出电阻Ro1和Ro2


分析+求解：
图中vo1是从集电极输出，电路是共发射接法，而vo2是从发射极输出，电路是共集电极接法。注意比较下面的两个等效电路哦????????
求Ro1的等效电路如下：

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" O: J5 `" C; y: i# N: M所以，Ro1=Rc=2kΩ
求Ro2的等效电路如下：
$ n" Z& z" v" I0 ]- x
此时电路中由于rbe连接在测试电压源上，从而测试电流会流经rbe，使得ib并不等于0，因此受控电流源也就不能看成开路。通过等效电路的定义得到：


所以，将数据代入得：Ro2≈31Ω

比较上面两个等效电路，共射接法时，基极支路跟输出端并没直接连接，而共集电极接法时rbe连接着输出端，因此呈现的结果也就不一样喽~~~
# R, W# e$ F& G
& \7 I+ P* T, W
2 ~7 C* l* e1 X- K# {+ P5 Z+ O, i

好了，该到互动时间了，留个啥题目呢？
互动时间
上面例题中当输出为vo2时，也就是共集电极接法时，电路中的集电极电阻Rc对共集放大器的动态技术指标(Av、Ri、Ro)有影响吗？
听说小孩子都喜欢做选择题，留言回复有或者没有吧??????
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