三種基本放大電路的工作原理和特性

三極管的三種放大電路都能實現(xiàn)電流的放大功能，但具體放大倍數(shù)和電路特性有所不同。

當我們談到三極管的放大功能時，往往會想到它的三種基本放大電路：共發(fā)射極放大電路、共集電極放大電路和共基極放大電路。這三種電路各自有其獨特的工作原理和特性，那么它們是否都能放大電流呢?接下來，我們將逐一進行解析。

一、共發(fā)射極放大電路

共發(fā)射極放大電路是三極管放大電路中最常用的一種。在這種電路中，輸入信號加在三極管的基極和發(fā)射極之間，輸出信號從集電極取出。由于發(fā)射極的電流變化與基極電流變化密切相關，因此當基極電流發(fā)生變化時，發(fā)射極電流也會隨之變化，進而實現(xiàn)電流的放大。這種電路具有較高的電壓放大倍數(shù)和電流放大倍數(shù)，因此在各種電子設備中廣泛應用。

二、共集電極放大電路

共集電極放大電路也稱為射極跟隨器或電壓跟隨器。在這種電路中，輸入信號加在三極管的基極和集電極之間，輸出信號從發(fā)射極取出。與共發(fā)射極放大電路不同，共集電極放大電路具有較低的電壓放大倍數(shù)，但電流放大倍數(shù)仍然較大。此外，由于輸出信號與輸入信號相位相同，共集電極放大電路還具有良好的電壓跟隨性。因此，它常被用作多級放大器的中間級或輸出級，以減小信號的失真和提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

三、共基極放大電路

共基極放大電路是三極管放大電路中較為特殊的一種。在這種電路中，輸入信號加在三極管的發(fā)射極和基極之間，輸出信號從集電極取出。與共發(fā)射極放大電路和共集電極放大電路相比，共基極放大電路具有較高的截止頻率和較低的輸入電阻，這使得它在高頻放大電路中具有較高的應用價值。同時，共基極放大電路還具有電流放大功能，但相對于前兩種電路來說，其電流放大倍數(shù)較小。

綜上所述，三極管的三種放大電路都能實現(xiàn)電流的放大功能。其中，共發(fā)射極放大電路具有較高的電壓放大倍數(shù)和電流放大倍數(shù)，適用于一般放大需求;共集電極放大電路具有良好的電壓跟隨性和較大的電流放大倍數(shù)，適用于多級放大器的中間級或輸出級;共基極放大電路則具有較高的截止頻率和較低的輸入電阻，適用于高頻放大電路。在選擇合適的放大電路時，需要根據(jù)具體的應用場景和需求進行權衡和選擇。

三極管是如何放大的呢?具體是這樣的

首先，發(fā)射區(qū)向基區(qū)發(fā)射電子，電源Ub經(jīng)過電阻Rb加在發(fā)射結上，發(fā)射結正偏，發(fā)射區(qū)的多數(shù)載流子(自由電子)不斷地越過發(fā)射結進入基區(qū)，形成發(fā)射極電流Ie。同時基區(qū)多數(shù)載流子也向發(fā)射區(qū)擴散，但由于多數(shù)載流子濃度遠低于發(fā)射區(qū)載流子濃度，可以不考慮這個電流，因此可以認為發(fā)射結主要是電子流。

其次，基區(qū)中電子的擴散與復合，電子進入基區(qū)后，先在靠近發(fā)射結的附近密集，漸漸形成電子濃度差，在濃度差的作用下，促使電子流在基區(qū)中向集電結擴散，被集電結電場拉入集電區(qū)形成集電極電流Ic。也有很小一部分電子(因為基區(qū)很薄)與基區(qū)的空穴復合，擴散的電子流與復合電子流之比例決定了三極管的放大能力。

然后，集電區(qū)收集電子，由于集電結外加反向電壓很大，這個反向電壓產(chǎn)生的電場力將阻止集電區(qū)電子向基區(qū)擴散，同時將擴散到集電結附近的電子拉入集電區(qū)從而形成集電極主電流Icn。另外集電區(qū)的少數(shù)載流子(空穴)也會產(chǎn)生漂移運動，流向基區(qū)形成反向飽和電流，用Icbo來表示，其數(shù)值很小，但對溫度卻異常敏感。

共射放大電路

共射放大電路是低頻電路中很常用的一種，在記公式的時候有的書上又分為發(fā)射極加電阻和不加電阻，其實也可合為一個，因為如果發(fā)射極不加電阻，完全可以認為發(fā)射極上的電阻為零，先來看一下共射放大電路原理圖，看看長什么樣。

看起來是不是感覺很復雜，但是這里分析的時候可以分為兩個步驟，一個是交流電路的分析，一個是直流電路的分析，直流電路一般是用來求靜態(tài)工作點，因為在求放大倍數(shù)的時候有個參數(shù)和靜態(tài)工作點的選取有關，后面也會提到，我們想求的是放大倍數(shù)，所以應該用到交流通路。

對于上面那個實際電路交流分析并不是很利于理解，這里記公式的時候以下面這個電路為例。

這個電路看起來是不是感覺舒服多了，其中T為三極管，Rs是信號源的內(nèi)阻，Re是發(fā)射極上的電阻，R c是集電極上的電阻，R L是負載，畫出來交流通路(就是上面那張圖)，如果想自己推導出來公式，可以把交流通路中的三極管改成三極管的小信號等效電路，其他元件對應位置不用動，這里就不推導了，直接給出來結果，發(fā)射極含有電阻的共射放大電路放大倍數(shù)公式為：

其中β為三極管放大倍數(shù)，R L'是R c與R L并聯(lián)后的等效電阻，Re就是發(fā)射極上的電阻，R b b'是由基極引線電阻和基區(qū)體電阻組成的，其值大約為幾十歐，R b b'和三極管本身有關與外電路無關，R b'e阻值很大，在千歐級別，因此R b b'可以忽略，不過R b'e和靜態(tài)工作點選取有關，也就是上面加黑的那句話，計算公式為：

β同樣為三極管的放大倍數(shù)，I c q是直流通路中流向集電極的電流，其和外電路有關，但是當電路確定后，I c q也是個定值了。

共基放大電路

共基放大電路輸入電阻很小，輸出電阻很大，而且頻率特性好，但是共基放大電路只有電壓放大能力，并沒有電流放大能力，直接看一下交流通路電路圖。

這個電路是不是看起來很怪，電流從發(fā)射極流入集電極流出的是共基極放大電路(看這個電流流向本身就感覺很怪，但是他確實就這樣)，通過共射電路的介紹我相信大家應該對原理圖上的四個元件很熟悉了，我們直接來看一下這個電路的公式：

其實這個電壓放大倍數(shù)的大小是和共射放大電路發(fā)射極不接電阻時是一樣的，只不過二者相差一個負號，公式中每個字母代表的含義和共射極放大電路也是一樣的，也就是β表示三極管的放大倍數(shù)，R L'等于R c并上R L，R b b'是由基極引線電阻和基區(qū)體電阻組成的，R b'e的計算方法也和共射放大電路相同。

共集放大電路

共集放大電路的輸入電阻很大，輸出電阻很小，但是只有電流放大能力，沒有電壓放大能力，一般接近但小于1，共集放大電路的交流通路如下。

乍一看感覺和發(fā)射極沒電阻的共集放大電路很像，區(qū)別就是交流地的位置不一樣，自己可以對比一下，以便于區(qū)分。交流放大倍數(shù)的公式為：

從公式中也可以看出來電壓放大倍數(shù)是不可能大于1的，通常1+β很大，再加上后面乘上一個大電阻Re'，所以，這個結果是接近于1的。這個公式中就一個Re'和上面兩種放大電路的公式不一樣，其值等于Re并上R L，其他字母所代表的含義和上面相同。

這三種基本組態(tài)放大電路真的很重要，當然這三個公式也需要記下來，在分析復雜的電路的時候可以直接套用公式，這樣計算起來就很方便，不但正確率高而且速度快。