共集极放大器
文章目录
- 共集极放大器
- 1、概述
- 2、等效电路
- 3、电压增益
- 4、偏置方法
- 5、输入阻抗
- 6、输出阻抗
- 7、电流增益
- 8、示例：共集电极放大器的电压、电流和功率增益
- 9、达林顿对
- 10、总结
1、概述
本文介绍另一种用于放大信号的双极晶体管架构，通常称为共集电极放大器 (CCA)。 CCA 有时也可以称为射极跟随器放大器，我们将在本文后面了解其原因。下面的第一张图是简化的电气图，没有显示 CCA 配置的特定偏置电路：
该架构与共发射极放大器 (CEA) 的主要区别在于，输出信号在发射极分支上获取，而集电极始终直接连接到电源，因此被称为“共集电极”。
进一步可知，电压增益 A V = V o u t / V i n A_V=V_{out}/V_{in} AV=Vout/Vin约等于1。而且，放大过程中相位保持不变，因此输入和输出信号非常相似，因此得名“射极跟随器” 。 另一方面，我们会看到电流增益 A C = I o u t / I i n A_C=I_{out}/I_{in} AC=Iout/Iin很高，但有上限。
2、等效电路
我们可以将集电极和发射极之间的双极晶体管视为放大增益为 β \beta β的理想电流源，其中 I o u t = β . I i n I_{out}=\beta.I_{in} Iout=β.Iin。 它还呈现由 r e = 25 m V / I o u t r_e=25mV/I_{out} re=25mV/Iout 给出的小电阻，称为“交流发射极电阻”或“小二极管发射极电阻”，并表示双极晶体管 p / n p/n p/n 结的小交流信号的动态电阻。
我们在如下图2 中看到了图1 的 CCA 配置的等效电路，考虑了如上所述的晶体管。
3、电压增益
很容易理解，在图1所示的配置中，电压增益大约等于1。让我们真正考虑一下基极和发射极之间的电压环路。 V i n = R E . I o u t = V o u t V_{in}=R_E.I_{out}=V_{out} Vin=RE.Iout=Vout 自然而然地出现，因此 A V = 1 A_V=1 AV=1。
从图2中我们可以清楚地表示输入电压为 V i n = ( R E + r e ) . I E V_{in}=(R_E+r_e).I_E Vin=(RE+re).IE，输出电压为 V o u t = R E . I E V_{out}=R_E.I_E Vout=RE.IE。 当表达电压增益 A V = V o u t / V i n AV=V_{out}/V_{in} AV=Vout/Vin 时，IE 项消失，我们得到增益 A V A_V AV 的精确表达式：
从这个公式可以看出 A V < 1 A_V<1 AV<1 但通常 R E > > r e R_E>>r_e RE>>re 因此近似 A V = 1 A_V=1 AV=1 是合理的。 由于电压增益始终小于1， V o u t < V i n ： C C A V_{out}<V_{in}：CCA Vout<V
