共集电极放大电路如图2-23a所示,其中 R B 是基极偏置电阻, R E 为发射极电阻。图2-23c所示为共集电极放大电路的交流通路,从图中可以看出,输入信号是从基极和集电极输入,输出信号是从发射极和集电极送出,也就是说,集电极是输入与输出电路的公共端,因此被称为共集电极放大电路。由于负载电阻 R L 是接在发射极的,输出信号从晶体管发射极取出,所以共集电极放大电路也称为“射极输出器”。
图2-23 共集电极放大电路
如图2-23b所示为共集电极放大电路的直流通路,根据基尔霍夫电压定律可得
U CC = I BQ R B + U BEQ + I EQ R E = I BQ R B + U BEQ +(1+ β ) I BQ R E
所以可得
如图2-24所示为共集电极放大电路的微变等效电路。
1.输入电阻 r i
如图2-24所示,可知 ,且在 回路中可知
图2-24 共集电极放大电路的微变等效电路
所以可得
2.输出电阻 r o
如果要计算输出电阻,需要对共集电极放大电路的微变等效电路进行处理,即将图2-24中的负载电阻 R L 去掉后,在 R E 两端并联一个假想的电压源 ,由 所产生的电流 的方向如图2-25所示;同时将信号源 短路,但保留 R S 。经过变换的计算输出电阻 r o 电路图如图2-25所示。注意:在图2-25中,各电流的方向已经发生了改变。
图2-25 输出电阻 r o 的计算电路
在图2-25中,如果从电阻 R E 两端向左看进去,不难发现 R E 与其他电阻的关系
由此可知, R E 两端的电压与 r be +( R S // R B )两端的电压是相等的,所以可得
整理上式可得
又因为 ,且 , ,所以可得
根据输出电阻 r o 的定义有
3.电压放大倍数 A u
1.共集电极放大电路的放大倍数近似为1,即 ,且相位相同,表明 跟随 的变化而变化,所以射极输出器又称为射极跟随器,简称射随器。
2.共集电极放大电路的输入电阻高,可以用作多级放大电路的输入级,使电路的输入信号与信号源信号基本相等。
3.共集电极放大电路的输出电阻低,可以用作多级放大电路的输出级,以提高电路的带负载能力。
【 例2-4 】电路如图2-26a所示,负载 R L 开路,试根据图中所示已知条件计算放大电路的静态工作点、电压放大倍数、输入电阻、输出电阻。
图2-26 【例2-4】题图
解 :1)画出电路的直流通路如图2-26b所示,计算静态工作点
I CQ = βI BQ =50×0.02mA=1mA
U CEQ = U CC -I EQ R E =15V-1mA×8kΩ=7V
2)晶体管的输入电阻
3)电压放大倍数
4)由于负载 R L 开路,即 R L =∞,得输入电阻
r i = R B // [ r be +(1+ β ) R E ]=342kΩ//[1.526kΩ+51×8kΩ]≈186kΩ
5)输出电阻