如何扩展共射级放大电路的幅频特性

由 cathy 提交于周一, 15 四月 2019 - 10:08

下面我们将主要讨论共射级放大电路

放大电路就是把小信号放大为大信号。如下图所示，晶体管有三个端子，分别是集电极、基极、发射极。其中基极为输入，集电极为输出，发射级为公用地。因此我们称之为共发射极放大电路。

<center><img src="http://mouser.eetrend.com/files/2019-04/博客/100042240-66360-z1.jpg" alt=“三极管放大电路” ></center><center>三极管放大电路</center>

同时上图，也给出了三极管的静态工作点，各处的电压值。

下面我们来算一下此电路交流电压的放大倍数

由于基极-发射极之间存在的二极管是在导通的情况下使用的（交流电组为0），所以基极的交流电位（*Vi）直接出现在发射极。因此，由交流电输入电压(Vi)引起的交流电流变化为（*Ii）,其中*Ii=*Vi/Re。

另外，令集电极电流变化为*Ic,由*Ic引起的集电极交流电压变化为*Vc=*IcRc。

进而我们认为集电极电流等于发射极电流。那么*Vc=*IcRc=*IiRc=*ViRc/Re

那么交流电压的放大倍数为：A=*Vc/*Vi=Rc/Re。

由以上可知，放大倍数和直流放大倍数系数无关。而是由Rc和Re的比值决定的。

当Re的值增加时，则放大倍数减小，所以我们认为该电阻增加了电路的负反馈功能。为此我们称Re为发射极反馈电阻。

由于负反馈，Re有抑制hfe的分散性和Vbe的温度变化而引起的发射极电流变化的作用。

晶体管在高频信号幅频特性不扩展的理由

在上面的讨论下，我们已经说明了，晶体管对交流信号下的放大倍数，然而在实际应用中，我们发现，如果按照上述电路去发大高频信号时，频率衰减非常大。这是因为在高频特性下，存在密勒效应的原因！

密勒效应

<center><img src="http://mouser.eetrend.com/files/2019-04/博客/100042240-66361-z2.jpg" alt=“高频下的晶体管的等效电路” ></center><center>高频下的晶体管的等效电路</center>

当我们考虑集体管基极存在的串联电阻rb及在各端子间存在的电容Cbc、Cbe和Cce。

基极端子的交流电压为vi,集电极端子的交流电压为-vi*A,因此Cbc两端电压为vi-( -vi*A )=（1+A）vi。为此，在Cbc上流动的电流只是在Cbc上加vi的（1+A）倍（因为加了（1+A）vi的电压）。但是在基极来看Cbc时，他被放大了1+A倍，这就是密勒效应！

这也就是说，晶体管的输入电容为（1+A）Cbc和Cbe之和，而这个输入电容和rb构成了一个RC电路，因此在高频范围内导致电路的放大倍数下降！

扩展共射级放大电路的幅频特性

扩展共射级放大电路的幅频特性也就是提高高频下三极管的放大倍数。

如果我们简单的变更Rc，Re的比值，就又会改变三极管的静态工作点，得不偿失,这种方法不可取！

我们采取电容在高频交流电的作用下短路的原理方法来提高放大倍数！

<center><img src="http://mouser.eetrend.com/files/2019-04/博客/100042240-66363-z3.jpg" alt=“提高交流放大倍数的方法” width="600"></center><center>提高交流放大倍数的方法</center>

本文转载自：何雪涛硬件设计
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