共基极放大电路仿真与调试.docx

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共基极放大电路仿真与调试

共基极放大电路仿真与调试

共基极放大电路仿真与调试（三极管结构）

图1共基极放大电路

1．电路仿真测试：

把图1的共基极放大电路输入到EWB仿真软件中，进行放大电路的性能指标参数测试。

如图2所示：

图2共基极放大电路仿真电路

测试内容

（1）静态工作点（注意与共发射极电路进行比较）

先点Analysis，再点DCOperatingPoint，得到直流工作点如图3所示

三极管三个极上的电位是UB=1.9658V，UC=7.44813V,UE=1.19416V.

三极管的偏置电压分别是UBE=0.7V,UCE=6.2V,

结论:

由于三极管偏置在合适的放大电路工作点,所以能够进行小信号放大.

图3三极管静态工作点

（2）观察信号波形

图4共基极放大电路的输入输出信号波形

图5测输入输出电压

如图4所示,蓝色表示输入信号,红色表示输出信号,共基极放大电路的输出信号波形与输入信号同相位,放大倍数大.

（3）测放大倍数

把示波器的指针放在被测信号上,读出指针显示框中的读数,如图5所示:

（4）测输入电阻

在信号源和放大器之间串联接入一个1KΩ电阻,用示波器读出接入1KΩ电阻前后,电路的输入信号,如图6所示,由测量值计算出输入电阻值为:

图6测输入电阻图

结论：

输入电阻比共发射极放大电路小得多

（5）测输出电阻

用示波器测量

结论：

输出电阻和共发射极放大电路相同

（6）测频带宽度

先点Analysis,再点ACFreuency,然后设置扫频范围,对输出端即第2个节点进行测试,仿真设置如图7所示:

图7ACFrequencyAnalysis设置

点Simulate键得到仿真结果如图8所示:

图8频率特性测量

仿真结果表明有一个下限频率,通频带上限频率很宽.几乎是无限宽了.

上述用一个EWB仿真的软件对共基极放大电路进行了性能指标参数的详细分析,与实际相比,EWB仿真软件提供的三极管模型有理想的和指定厂家的,无论采用什么三极管模型,都能基本反应出放大电路的特性,但是显然不同的三极管型号或模型,仿真的结果都有一些差异.因而模拟电路的分析与调试往往与所采用的器件有关,计算与测试结果只能反应某一特定的环境下的结果.

同相比例放大电路仿真截屏

课题名称：

放大电路基础知识教师姓名余红娟

不同类型放大电路单元卡片3

共基极放大电路（三极管结构）

放大电路一般分为分立放大电路与集成放大电路，现在实用中基本上采用集成放大电路，这份卡片给出了常用的分立放大电路单元与集成放大电路单元，在比较中学习收获会比较大，要提倡解剖麻雀的学习精神，举一反三，在不断应用中进行创新与提高。

分立放大电路虽然用得很少了，但是了解一些分立放大电路的调试与分析、制作技术是学习集成放大电路的基础，有必要在学习阶段对这类基础性的电路作一些学习与调试。

卡片目录

1．共基极放大电路（三极管结构）

2．共基极放大电路（三极管结构）

3．共基极放大电路（三极管结构）

4．差分放大电路（三极管结构）

5．功率放大电路（三极管结构）

6．反相比例放大电路（集成电路结构）

7．同相比例放大电路（集成电路结构）

8．加法放大电路（集成电路结构）

9．减法放大电路（集成电路结构）

10．电压跟随器（集成电路结构）

11．测量放大电路（集成电路结构）

12．微分运算电路（集成电路结构）

13．积分运算电路（集成电路结构）

14．比较器（集成电路结构）

15．电流电压转换器（集成电路结构）

16．电压电流转换器（集成电路结构）

卡片3共基极放大电路（三极管结构）

图1共基极放大电路

1．电路仿真测试：

把图1的共基极放大电路输入到EWB仿真软件中，进行放大电路的性能指标参数测试。

如图2所示：

图2共基极放大电路仿真电路

测试内容

（1）静态工作点（注意与共发射极电路进行比较）

先点Analysis，再点DCOperatingPoint，得到直流工作点如图3所示

三极管三个极上的电位是UB=1.9658V，UC=7.44813V,UE=1.19416V.

三极管的偏置电压分别是UBE=0.7V,UCE=6.2V,

结论:

由于三极管偏置在合适的放大电路工作点,所以能够进行小信号放大.

图3三极管静态工作点

（2）观察信号波形

图4共基极放大电路的输入输出信号波形

图5测输入输出电压

如图4所示,蓝色表示输入信号,红色表示输出信号,共基极放大电路的输出信号波形与输入信号同相位,放大倍数大.

（3）测放大倍数

把示波器的指针放在被测信号上,读出指针显示框中的读数,如图5所示:

（4）测输入电阻

在信号源和放大器之间串联接入一个1KΩ电阻,用示波器读出接入1KΩ电阻前后,电路的输入信号,如图6所示,由测量值计算出输入电阻值为:

图6测输入电阻图

结论：

输入电阻比共发射极放大电路小得多

（5）测输出电阻

用示波器测量

结论：

输出电阻和共发射极放大电路相同

（6）测频带宽度

先点Analysis,再点ACFreuency,然后设置扫频范围,对输出端即第2个节点进行测试,仿真设置如图7所示:

图7ACFrequencyAnalysis设置

点Simulate键得到仿真结果如图8所示:

图8频率特性测量

仿真结果表明有一个下限频率,通频带上限频率很宽.几乎是无限宽了.

上述用一个EWB仿真的软件对共基极放大电路进行了性能指标参数的详细分析,与实际相比,EWB仿真软件提供的三极管模型有理想的和指定厂家的,无论采用什么三极管模型,都能基本反应出放大电路的特性,但是显然不同的三极管型号或模型,仿真的结果都有一些差异.因而模拟电路的分析与调试往往与所采用的器件有关,计算与测试结果只能反应某一特定的环境下的结果.

2．电路理论分析与计算

理论计算与分析是实现电子电路的非常好的设计手段,这方面是职业学校同学们的弱点,适当地学习一些计算与分析的方法,更能使你的动手能力如虎添翼,节约时间与成本.

共基极放大电路（简称共基放大电路）如图1（a）所示,直流通路采用的是分压偏置式,交流信号经C1从发射极输入,从集电极经C2输出,C1、C2为耦合电容,Cb为基极旁路电容,使基极交流接地,故称为共基极放大器。

微变等效电路如图1（b）所示。

图1共基极放大电路

（a）基本放大电路;（b）微变等效电路

1）静态工作点（与共发射极放大电路分析方法一样）

图1中如果忽略IBQ对Rb1、Rb2分压电路中电流的分流作用，则基极静态电压UBQ为

流经Re的电流IEQ为

如果满足UB〉〉UBE，则上式可简化为

而

2）动态分析

利用三极管的微变等效模型，可以画出图1（a）电路的微变等效电路如图1（b）所示。

图中，b、e之间用rbe代替，c、e之间用电流源βib代替。

（1）电流放大倍数。

在图1（b）中，当忽略Re对输入电流ii的分流作用时，则ii≈-ie；流经R′L（R′L=Rc∥RL）的输出电流io=-ic。

α称作三极管共基电流放大系数。

由于α小于且近似等于1，所以共基极电路没有电流放大作用。

（2）电压放大倍数。

根据图1（b）可得

ui=-rbeib

uo=R’Lio=-R’Lic=-βR’Lib

所以，电压放大倍数为

上式表明，共基极放大电路具有电压放大作用，其电压放大倍数和共射电路的电压放大倍数在数值上相等，共基极电路输出电压和输入电压同相位。

（3）输入电阻。

当不考虑Re的并联支路时，即从发射极向里看进去的输入电阻r′i为

rbe是共射极电路从基极向里看进去的输入电阻，显然，共基极电路从发射极向里看进去的输入电阻为共射极电路的1（1+β）。

（4）输出电阻。

在图1（b）中，令us=0，则ib=0，受控电流源βib=0，可视为开路，断开RL，接入u，可得i=u/Rc，因此，求得共基放大电路的输出电阻ro=Rc。

综上所述，共基、共射电路元件参数相同时，它们的电压放大倍数Au数值是相等的，但是，由于共基电路的输入电阻很小，输入信号源电压不能有效地激励放大电路，所以，在Rs相同时，共基极电路实际提供的源电压放大倍数将远小于共射电路的源电压放大倍数。

例题计算：

下面是对下图共基极放大电路的计算分析,可以和仿真分析进行对比;设晶体管的β＝100，

=100Ω。

求电路的Q点、

、Ri和Ro；

解：

静态分析：

（与共发射极电路同）

动态分析：

3.与共发射极放大电路的对比，在比较中学习才会有所提高

共发射极放大电路

放大器是一种三端电路，其中必有一端是输入和输出的共同“地”端。

如果这个共“地”端接于发射极，则称其为共发射极放大电路。

共发射极放大电路具有以下特性：

1、输入信号与输出信号反相；

2、有电压放大作用；

3、有电流放大作用；

4、功率增益最高（与共基极、共基极比较）；

5、适用于电压放大与功率放大电路。

共集电极放大器

共集电极放大器具有较高的输入电阻和较低的输出电阻，这是共集电极放大器射极最突出的优点。

共集电极放大器常用作多级放大器的第一级或最末级，也可用于中间隔离级。

用作输入级时，其高的输入电阻可以减轻信号源的负担，提高放大器的输入电压。

用作输出级时，其低的输出电阻可以减小负载变化对输出电压的影响，并易于与低阻负载相匹配，向负载传送尽可能大的功率。

共基极放大电路

共基极放大电路中，输入信号是由三极管的发射极与基极两端输入的，再由三极管的集电极与基极两端获得输出信号因为基极是共同接地端，所以称为共基极放大电路。

共基极放大电路具有以下特性：

1、输入信号与输出信号同相；

2、电压增益高；

3、电流增益低（≤1）；

4、功率增益高；

5、适用于高频电路。

共基极放大电路的输入阻抗很小，会使输入信号严重衰减，不适合作为电压放大器。

但它的频宽很大，因此通常用来做宽频或高频放大器。

在某些场合，共基极放大电路也可以作为“电流缓冲器”（CurrentBuffer）使用。

4．共基极电路实物制作与调试

与共发射极放大电路类似，首先要使三极管处于放大状态.样品如图

图9用于安装共基极放大电路的线路板

图9是用于安装共基极放大电路的线路板,可见,给三极管进行偏置的电阻可以有变化,但是必须要能够实现三极管处于合适的放大状态静态偏置,电阻与可调电阻的配合使用才能保证三极管处于合适的工作.