设计共基极放大器的实例分析

除了共射极放大器、共集极放大器之外,还有一种低输入阻抗、高电压增益、电流增益接近1的放大器——共基极放大器(common-baseamplifier),这一期从设计实例出发分析共基极放大器的作用。
关键词:共基极放大器;
01实例要求
计算如图1-1所示共基极放大器的输入阻抗、电压增益、电流增益,其中三极管q1的放大倍数hfe=250。
图1-1 共基极放大器
02分析过程
如图1-1所示,其中三极管q1的基极b由于电容c2的耦合在交流等效电路中与地短路,所以称之为共基极放大器,输入信号vs通过电容c1耦合到发射极e,而集电极通过电容c3将输出信号耦合到负载rl上,在此之前需要了解的是共基极放大器的输入阻抗rin、电压增益av的计算式为:
首先需要计算三极管q1内阻re’,由直流等效电路,可知静态工作点分别为:
所以根据经验公式,可求得三极管内阻re’为:
接着,可求得电压增益为:
由共基放大器的特点可知其电流增益:
所以图1-1所示共基放大器的输入阻抗比较低,rin=23.6ω,适合于放大一些输出阻抗也比较低的模块的输出信号。
03仿真验证
将图1-1中电路使用multisim14软件进行仿真,搭建仿真电路如图1-2所示:
图1-2 仿真电路搭建
图1-2中使用输入信号使用交流源v1(幅值为10mv、频率为500hz),,并使用示波器xsc1通道一测量输入信号、通道二测量输出信号,测量结果如图1-3所示:
图1-3 输入信号与输出信号测量结果图
图1-3中输入信号幅值为有效值为10mv,峰峰值为28.2mv,输出信号幅值有效值为0.81v,峰峰值为1.14v,那么输出信号与输入信号的比值为:
求得放大倍数为40.2,与实际设置值76.3倍相差36.1,误差系数为47%,误差主要来源于三极管内阻的计算取的是经验值,所以会有一定的误差值,而且使用经验法求得放大倍数主要依赖于三极管内阻计算,所以估算的三极管内阻偏差较大,会造成误差也会很大,虽然放大倍数没有与实际值一样,但是同样也验证了设计电路的放大功能。
04总结一下
共基极放大器具有低输入阻抗、高电压增益、电流增益接近1的特征,其使用场合往往在无线通信方面,并且如果要计算其真实放大倍数,就不能使用经验法进行计算,但是可以使用其进行数据估算!

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