共集放大电路的交流分析

共集放大电路的公共端为集电极，输出信号Vo从射极取出。且由于共集放大电路的电压放大倍数Av近似于1（即输出电压等于输入电压），因此常被称作射极跟随器（emitter-follower）。由于共集放大电路和共射放大电路的形式非常类似，仅仅是从不同的极取出输出信号，因此也有：固定偏置、分压偏置等不同形式的电路。

射极跟随器的作用主要是用于阻抗匹配（impedance-matching）。它的输入阻抗非常高、且输出阻抗很低（与固定偏置共射放大电路的特点正好相反），因而可以在多级放大电路中，作为中继来使用，使得电路达到比较理想的输入输出效果。

1. 固定偏置

典型的固定偏置的射极跟随器电路如下图所示：

图4-07.01 

将上图中的BJT晶体管替换成re等效模型后的交流等效电路如下图所示（注意下图中的所有电量符号都变成了交流的相量形式）：

图4-07.02 

和前面分析共射放大电路时类似，为分析简便起见，我们暂不考虑输出电阻ro的影响。（前面我们在共射放大电路的分析中已经演示过如何考虑ro的影响进行计算了，如果你完全掌握了那个推算方法，这里关于ro的影响就可以完全自己推啦。）

● 输入阻抗：

输入阻抗的计算方法和前面射极偏置电路的计算方法相同：先求出不含RB时，直接从BJT输入端看入的“仅BJT的输入阻抗”Zb，然后再用Zb和RB并联得到。

对BJT的输入端列写KVL方程可得：

则从BJT输入端看入的等效电阻Zb为：

通常RE为kΩ级，远大于几个欧姆级的re，如果需要的话，上式可进一步近似为：

算出Zb后，输入阻抗为RB和Zb的并联：

● 输出阻抗：

我们下面采用标准方法计算输出阻抗Zo：首先将输入端Vi短接，然后在输出端施加一个Uo的外电源，通过计算Uo/Io来计算Zo，由于上面的图4-07.02仅是用来说明用re模型替换成等效电路的概念的，直接用它来对电路求解显得有点怪异，为方便列方程计算，我们将其变一下形，如下图所示：

图4-07.03 

上图可以通过对3个KVL回路列方程求解。但是由于此图结构比较简单，我们直接使用观察法来求解：观察上图，我们可以得到关于Uo的两个计算式：

从上面两个等式我们可以得到Ib和Io的关系式：

将上式代入前面的任何一个Uo表达式，可得：

由于β≈β+1，我们在上式分子分母同除β可得：

通常由于RE≫re，故上式可近似为：

● 电压放大倍数：

我们先分别列写出Vo和Vi的表达式：

然后将他们相比即可得到电压放大倍数Av：

考虑到β≈β+1，上式可近似为：

由于re一般为几个欧姆，而RE一般在kΩ级，所以射极跟随器的电压放大倍数Av一般都略小于1。

这里电压放大倍数Av符号为正，说明输入信号Vi和输出信号Vo是同相的。

2. 分压偏置

分压偏置的射极跟随器电路如下图所示：

图4-07.04 

与固定偏置相比，分压偏置的射极跟随器的静态工作点更加稳定。交流分析方法和上面几乎完全相同，结果也大致相同，仅是输入阻抗计算时的RB换成了：RB1∥RB2。

另外，还可以通过为射极跟随器添加集电极电阻RC，加入RC仅仅用于调整输出端的静态工作点，不会影响输入阻抗、输出阻抗和电压放大系数的计算公式，其电路如下图所示：

图4-07.05 

下面我们通过一个实际计算案例，看看射极跟随器的输入和输出阻抗是不是真的有那么理想。

案例4-7-1：对于下图的射极跟随器，使用re等效模型试求：（1）re的值；（2）输入阻抗Zi；（3）输出阻抗Zo；（4）电压放大倍数Av。

图4-07.a1 

解：（1）re的值由流过三极管发射结的静态工作电流（即IE）决定：

 

 

（2）输入阻抗Zi为Zb和RB的并联：

 

（3）输出阻抗Zo为：

（4）电压放大倍数Av为：