共发射极放大器

1、概述

在本文中，我们将介绍基于双极晶体管的放大器的最后一种拓扑：共发射极放大器。

我们通过处理无数应用中最常见的放大器类型开始本系列文章：共发射极放大器，我们在下面将其称为“CEA”。

下面第一张图展示了 CEA 配置的简化电路。 图 1 的目的是纯粹显示 CEA 的一般配置。 然而，真实 CEA 架构的一些重要元素缺失，将在下一节中更详细地介绍。

图1：CEA电路图

在此配置中，输入信号被传送至基极支路，而输出被传送至双极晶体管的集电极支路。 “共发射极”这个名称来源于发射极分支直接连接到电路接地的事实。

2、完整的CEA配置

图1给出的简化图不包括任何偏置电路、耦合和去耦电容器等。图2给出了 CEA 配置的实际电路：

图2：完整的CEA配置

首先让我们处理添加的电阻：

• 电阻 $R_L$与集电极的电阻 $R_C$ 并联，它代表一个负载，也就是说 CEA 之后电路的下一级：它可以是天线、扬声器或简单的另一个放大器或电子电路的级。 电路。
• 电阻$R_S$代表正弦源的内阻。
• 电阻器$R_1$和$R_2$与双极晶体管的基极支路并联，形成通常所说的电压网络分压器。 共发射极配置中的偏置双极晶体管文章中所示的分压器是最合适的偏置方法，因为它提高了放大器的稳定性。

此外，还添加了三个电容器：

• 电容器$C_1$和$C_3$俗称耦合电容器。 耦合电容 $C_1$ 仅允许交流 ($A_C$) 信号作为 CEA 配置的输入通过，同时阻止直流 (DC) 从电源流向电源。 耦合电容 $C_3$ 通过阻挡来自或流向负载 RL 的任何直流分量来实现相同的效果。 总而言之，$C_1$和$C_3$允许AC信号完全穿过CEA，但阻止DC信号进入CEA。
• 发射极支路通过去耦或微分电容 $C_2$ 接地。 本文稍后将展示该电容对于放大电压信号的重要性。

通过这种配置，直流电被限制对 CEA 进行偏置，并且它会接地，而交流电可以从输入穿过 CEA 到达输出。 由于该电路适用于直流和交流信号，因此在分析 CEA 配置时需要考虑这两种信号，正如接下来两节中所做的那样。

3、直流等效电路

在直流中，耦合和去耦电容器充当开路。 考虑到这一事实，图 2 的直流等效电路如下图 3 所示：

图3：CEA直流等效电路

在该电路中，基极电压 $V_B$ 由网络分压器公式给出：

计算 $V_B$ 时通常不考虑基极电阻 $R_B$，因为它与偏置电阻并联配置，并且其值大多数时候至少比 $R_2$ 高一个数量级。 然而，对于某些配置，此确认可能无效，或者如果需要高精度的 $V_B$ 值，完整的公式应包括基极电阻