共射極放大電路參數(shù)解析

一 輸入阻抗

之前已經(jīng)提過(guò)此電路的輸入阻抗是R1和R2的并聯(lián)值。

如果拿到別人設(shè)計(jì)的電路（可能更復(fù)雜），怎么得到輸入阻抗呢？使用滑動(dòng)變阻器Rs搭建如下電路。調(diào)整Rs的值，使A點(diǎn)電壓Va=0.5*V1時(shí)，Rs=Rin。注V1是交流信號(hào)的幅度，不包括直流信號(hào)。

二 輸出阻抗

輸出阻抗的確定，需要結(jié)合負(fù)載電阻進(jìn)行。先測(cè)試無(wú)負(fù)載時(shí)（即放大電路開(kāi)路時(shí)的）輸出電壓Vo1，再加上負(fù)載RL，得到輸出電壓Vo2。調(diào)整RL的值，使Vo2 = 0.5 * Vo1時(shí)，得到Ro=RL。

對(duì)于基本共射極放大電路，Ro=R3，即輸出阻抗和集電極電阻R3一樣。

三 頻率特性

如下是電路的低頻頻率曲線?？梢钥吹椒€(wěn)定后的放大倍數(shù)是9.4dB，和理論計(jì)算值20log3=9.54dB差異不大。這是因?yàn)橹袄碚撚?jì)算時(shí)，假設(shè)IE=IC。但是實(shí)際上晶體管中IE=IC+IB，IC=hFE x IB。

另外，也可以看到低頻的截止頻率是0.908Hz，和之前計(jì)算值接近（上一篇中提到耦合電容C1和C2的選擇）。也就是說(shuō)此放大電路的低頻特性受它的輸入電路影響。

下圖是此放大電路的高頻特性曲線。它的高頻截止頻率大約在17MHz

順帶說(shuō)一句，如下圖此晶體管的spec中定義了fT的值。它表征晶體管hfe（交流放大系數(shù)）為1時(shí)的頻率，是晶體管頻率特性的標(biāo)志性特性。

四 晶體管的寄生參數(shù)

在晶體管內(nèi)部存在寄生電阻和寄生電容?；鶚O有寄生電阻Rb。在三個(gè)端子間有寄生電容Cbc、Cbe、Cce。

考慮晶體管寄生參數(shù)之后得到的電路如下：

只有交流信號(hào)被放大，只看交流電路如下

從交流角度看電源和GND是一樣的，因此等效電路如下。

Rb和Cbe//Cbc組成了低通濾波器。這也是為什么放大電路在高頻時(shí)會(huì)衰減的原因之一。

總結(jié)：根據(jù)上述兩節(jié)，可以知道。共射極放大電路的輸出頻率曲線中，低頻部分衰減是因?yàn)檩斎攵烁糁彪娙莺突鶚O偏置電阻造成。高頻部分衰減是因?yàn)榫w管的寄生電阻和寄生電容造成。

五 提高放大倍數(shù)的方法

如果想得到更大的放大倍數(shù)，改變集電極電阻和發(fā)射極電阻是最通用的做法。不過(guò)如果修改這兩個(gè)電阻（特別是改變了他們的比值關(guān)系），有可能會(huì)改變偏置狀態(tài)，即改變電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。從而導(dǎo)致最大輸出幅度畸變（集電極電壓顯著的偏向電源或者GND引起）。

為了不破壞直流電位關(guān)系，還能提高交流增益，可以使用如下電路。在發(fā)射極電阻上并聯(lián)電阻R5和C5。因?yàn)镽5和C5這一支路只能通過(guò)交流，無(wú)法通過(guò)直流。因此它不會(huì)改變電路的直流電位，會(huì)增加交流增益。從直流角度看，還是由R3、Q1和R4決定直流電位點(diǎn)。從交流角度看，C5相當(dāng)于短路（在一定頻率范圍內(nèi)），發(fā)射極電阻由R4和R5并聯(lián)組成，R4//R5=330R。

放大倍數(shù)Av=R3/(R4//R5)=18.18，大約是25.19dB

如下左圖是原始電路的放大倍數(shù)（9.39dB），右圖是增加R5和C5之后的放大倍數(shù)（24.56dB），與計(jì)算結(jié)果差不多。

還有另一種類似的辦法如下圖，也可以達(dá)到同樣的效果。將原圖中的R4分為R5和R4兩部分串聯(lián)，再并聯(lián)一個(gè)電容。仿真結(jié)果與前一方法一致。

需要注意的是，因?yàn)榻涣鞣糯蟊稊?shù)變大，輸入信號(hào)被放得更大，導(dǎo)致輸出信號(hào)有失真。需要增加V2的電壓，才能將失真消除。如下圖左邊是V2=15V時(shí)，輸出波形。右圖是V2=100V時(shí)，輸出波形。