单管电压放大电路解析

　　单个晶体管构成的电压放大电路称为单管电压放大电路。晶体管放大电路有三种基本连接方式：共发射极接法、共基极接法和共集电极接法，如图6-2所示。

　　

　　在共发射极电路中，发射极为输入、输出回路的交流公共端。在共基极电路中，基极为输入、输出回路的交流公共端。在共集电极电路中，集电极为输入、输出回路的交流公共端。一般作电压放大时，常采用共发射极电路。

　　单管基本放大电路是最基本的放大电路。图6-3所示为一个典型的共发射极电压放大电路，VT为晶体管，R1、R2为基极偏置电阻，R3为集电极电阻，R4为发射极电阻，C1、C2为耦合电容，C3为发射极旁路电容。

　　

　　（1）直流工作点的建立

　　晶体管放大电路能够正常工作的前提是：必须使晶体管有合适的直流工作点，并保持工作点的稳定。

　　单管共发射极电压放大电路是如何建立和稳定直流工作点的？为了分析方便，将图6-3中的交流回路略去，画出该电路的直流回路，如图6-4所示。

　　

　　从直流回路中可见，除集电极电阻R3外，其余3个电阻（R1、R2、R4）都是用来建立和稳定VT的直流工作点的。R1、R2将电源电压分压后作为VT的偏置电压（即工作点），发射极电阻R4上形成的电流负反馈具有稳定工作点的作用。

　　（2）直流工作点的稳定

　　晶体管易受温度等外界因素影响而造成工作点漂移，因此自动稳定工作点是很重要的。工作点的稳定过程如图6-5所示。

　　

　　当温度上升等原因造成工作点上升时，VT的发射极电流Ie增大使R4上的电压降（即VT的发射极电压Ue）上升。由于VT的基极偏置电压Ub是固定的（由R1、R2分压所得），因此发射极电压Ue上升必然使VT的基极-发射极间电压Ube下降。Ube下降使得基极电流Ib下降，导致VT的集电极电流Ic和发射极电流Ie随之下降，迫使工作点回落，其结果是保持了工作点基本不变。

　　当因某种原因造成工作点下降时，电路按相反的方向自动进行调整，最终使工作点保持基本稳定。

　　（3）交流信号的放大

　　对交流信号而言，电容C1～C3相当于短路，电池也可视为短路，因此，共发射极电压放大电路的交流回路如图6-6所示。Rb为VT的基极电阻，Rb等于图6-3中偏置电阻R1与R2的并联值，即

　　

　　Rc为VT的集电极负载电阻，在放大器输出端开路（Uo端未接负载）的情况下，Rc就是图6-3中的R3，即Rc=R3。

　　电路放大过程是，当在放大电路输入端（VT基极）加入一个交流信号电压Ui时，VT的基极电流Ib将随Ui的变化而变化，使其集电极电流Ic也随之变化，并在负载电阻Rc上产生电压降。因为VT的集电极电流Ic是基极电流Ib的β倍，所以在其集电极处便得到一个放大了的输出电压Uo。

　　由于在共发射极电压放大电路中，输出电压是电源电压与集电极电流在集电极电阻上的压降的差值，因此输出电压Uo与输入电压Ui相位相反，集电极电流Ic与输入电压Ui相位相同。各点波形如图6-7所示。