單管電壓放大電路解析

單個晶體管構成的電壓放大電路稱為單管電壓放大電路。晶體管放大電路有三種基本連接方式：共發(fā)射極接法、共基極接法和共集電極接法，如圖6-2所示。

在共發(fā)射極電路中，發(fā)射極為輸入、輸出回路的交流公共端。在共基極電路中，基極為輸入、輸出回路的交流公共端。在共集電極電路中，集電極為輸入、輸出回路的交流公共端。一般作電壓放大時，常采用共發(fā)射極電路。

單管基本放大電路是最基本的放大電路。圖6-3所示為一個典型的共發(fā)射極電壓放大電路，VT為晶體管，R1、R2為基極偏置電阻，R3為集電極電阻，R4為發(fā)射極電阻，C1、C2為耦合電容，C3為發(fā)射極旁路電容。

（1）直流工作點的建立

晶體管放大電路能夠正常工作的前提是：必須使晶體管有合適的直流工作點，并保持工作點的穩(wěn)定。

單管共發(fā)射極電壓放大電路是如何建立和穩(wěn)定直流工作點的？為了分析方便，將圖6-3中的交流回路略去，畫出該電路的直流回路，如圖6-4所示。

從直流回路中可見，除集電極電阻R3外，其余3個電阻（R1、R2、R4）都是用來建立和穩(wěn)定VT的直流工作點的。R1、R2將電源電壓分壓后作為VT的偏置電壓（即工作點），發(fā)射極電阻R4上形成的電流負反饋具有穩(wěn)定工作點的作用。

（2）直流工作點的穩(wěn)定

晶體管易受溫度等外界因素影響而造成工作點漂移，因此自動穩(wěn)定工作點是很重要的。工作點的穩(wěn)定過程如圖6-5所示。

當溫度上升等原因造成工作點上升時，VT的發(fā)射極電流Ie增大使R4上的電壓降（即VT的發(fā)射極電壓Ue）上升。由于VT的基極偏置電壓Ub是固定的（由R1、R2分壓所得），因此發(fā)射極電壓Ue上升必然使VT的基極-發(fā)射極間電壓Ube下降。Ube下降使得基極電流Ib下降，導致VT的集電極電流Ic和發(fā)射極電流Ie隨之下降，迫使工作點回落，其結果是保持了工作點基本不變。

當因某種原因造成工作點下降時，電路按相反的方向自動進行調整，最終使工作點保持基本穩(wěn)定。

（3）交流信號的放大

對交流信號而言，電容C1～C3相當于短路，電池也可視為短路，因此，共發(fā)射極電壓放大電路的交流回路如圖6-6所示。Rb為VT的基極電阻，Rb等于圖6-3中偏置電阻R1與R2的并聯值，即

Rc為VT的集電極負載電阻，在放大器輸出端開路（Uo端未接負載）的情況下，Rc就是圖6-3中的R3，即Rc=R3。

電路放大過程是，當在放大電路輸入端（VT基極）加入一個交流信號電壓Ui時，VT的基極電流Ib將隨Ui的變化而變化，使其集電極電流Ic也隨之變化，并在負載電阻Rc上產生電壓降。因為VT的集電極電流Ic是基極電流Ib的β倍，所以在其集電極處便得到一個放大了的輸出電壓Uo。

由于在共發(fā)射極電壓放大電路中，輸出電壓是電源電壓與集電極電流在集電極電阻上的壓降的差值，因此輸出電壓Uo與輸入電壓Ui相位相反，集電極電流Ic與輸入電壓Ui相位相同。各點波形如圖6-7所示。