射极跟随电路设计

模拟技术

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描述

共射极放大电路板的输出阻抗

在上一节,提到过共射极放大电路的输出阻抗是R2(更通用的写法可能是Rc)。推导这个结论的过程较复杂,会用到等效电路法,并用诺顿定理将放大电路的输出回路等效变换为有内阻的电压源。纯理论的推导比较复杂,通过实际测量可得共射极放大电路的阻抗是Rc。这是24K欧的电阻,如果输出波形的峰峰值是3V,负载的等效电阻是24K,那么只会有1.5V的峰峰值能到达负载。

放大电路

图 共射放大电路输出阻抗的测量电路

不难理解对于多数放大电路说,输出阻抗应该小一点。然而如果R2小一点,要保证放大倍数的话,R4就应该也小一点。R2与R4都变小一点,那么电流Ic又会变得很大,导致三极管的功耗变大。所以对于共射极放大电路来说,输出阻抗大这个问题并不容易解决。

从发射极引出输出以减小输出阻抗

共射极放大电路发射极电位只由基极电位决定Ve=Vb-0.6v,与电阻Re无关。如果从发射极引出输出信号,输出信号的电压当然也与电阻Re

无关,所以Re肯定不是输出电阻。从交流的角度来看,相当于负载电阻RL并联接在发射极电阻Re上,输入信号几乎无损到达了输出信号,因此可以认为,射极跟随电路的输出阻抗几乎是0。当然,严格来说,是有阻抗的,比如发射结内部交流等效电阻,输出耦合电容也有一定的阻抗,只不过由于太小,都被忽略了而已。

放大电路

因此,如果想要减小输出阻抗,可以考虑把输出信号从集电极改到了发射极,集电极电阻Rc其实已经没有用了,可以去掉。由此可得射极跟随电路的原理图。

输出信号从集电极改到了发射极,集电极电阻Rc其实已经没有用了,可以去掉。由此可得射极跟随电路的原理图。

放大电路

当然,由于发射极与基极的电压波形一样,也就是输出信号与输入信号的波形一样,所以射极跟随电路没有放大功能。

放大电路

图 基极与发射极波形对比

怎么区分共X极电路

此时电路已经变成了共集电极。所谓“共射”、“共集”,都是在分析交流通路的时候,观察输入信号与输出信号,如果共用三极管的X极,就被称为“共X极”电路。由于三极管常用作放大功能,所以有时连起来称为“共X极”(放大)电路。

放大电路

图 共射极放大电路交流通路

放大电路

图 射极跟随电路交流通路

从图中不难看出,射极跟随电路,其实就是共集电极电路。由于输出电压由发射极引出,所以也称作射极输出器。由于此电路有电压跟随的特点,所以又被称作射极跟随器,或者射极跟随电路。

共射和共集电路都见识了,可想而知还会有共基电路:

放大电路

图 共基电路与交流通路

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