下面的電路圖和仿真結(jié)果為一個(gè)共射放大電路的實(shí)現(xiàn)原理，這次我們來討論下①如何給三極管加偏置，②三極管直流、交流分析方法，③輸入阻抗與輸出阻抗

1、共射放大器的偏置bias

① 理論

在很多時(shí)候輸入信號(hào)是純交流信號(hào)，為了使三極管處于放大區(qū)，需要給輸入加上一個(gè)合適的偏壓，如何加偏壓? 一個(gè)芯片中的三極管是非常多的，如果每個(gè)三極管都通過一個(gè)單端的直流電壓給輸入加偏壓，整個(gè)電壓網(wǎng)絡(luò)就會(huì)變的異常復(fù)雜，代價(jià)太大。 通常我們需要盡量的減小電源數(shù)量，使用電阻分壓來提供輸入端的直流偏置，同時(shí)在輸入端串聯(lián)耦合電容將交流信號(hào)耦合到三極管的B極。

通過在負(fù)載RL上串聯(lián)一個(gè)隔直電容就可以實(shí)現(xiàn)輸出電壓的直流分量為零。

② 仿真

通過R1和R2的分壓，在三極管的B極得到直流電壓2V，提供了直流偏置。 在輸入輸出加隔直電容(叫耦合電容也OK)把直流和交流分開。

仿真原理圖

仿真結(jié)果如下，分析可得到主通流上的信號(hào)變化過程：

① Vin為原始的sin(wt)，幅值為-1V~1V，

② 經(jīng)過R1與R2分壓得到的偏置電壓，V_B的幅值為1V~3V，

③ 使三極管導(dǎo)通工作在放大區(qū)，經(jīng)過放大得到V_C為3.5V~13.5V，

④ 經(jīng)過隔直電容C2，Vout為-5V~5V。

仿真結(jié)果

2、放大電路信號(hào)分析方法在一個(gè)放大電路中，既有直流信號(hào)，又有交流信號(hào)，混在一起分析很容易出錯(cuò)。 我們可以把它拆成純直流和純交流兩個(gè)電路。 純直流用于分析偏置，純交流用于分析放大倍數(shù)。

①對(duì)于直流分析：電容為開路，交流電壓源為短路，很容易的求出V_B=2V，V_C=8.5V。

直流分析

②對(duì)于交流分析：電容為短路，直流電源為短路，二極管為短路，很容易的求出放大倍數(shù)A=Vout/Vin=-Rc/Re=-5。

交流分析

3、共射放大器的輸入輸出阻抗

分析電路的輸入輸出阻抗時(shí)非常有必要的，部分反應(yīng)了電路性能的優(yōu)劣。 放大電路中的輸入輸出阻抗如無特別的說明都是針對(duì)交流信號(hào)而言的。 對(duì)于通常的電壓信號(hào)來說，電路的輸入阻抗越大，輸出阻抗越小則該電路的性能越好。

上圖為一個(gè)抽象的放大器原理圖，作用是放大麥克風(fēng)的信號(hào)給揚(yáng)聲器輸出，原本的放大倍數(shù)是A_v=10。 當(dāng)考慮麥克風(fēng)的內(nèi)阻，和揚(yáng)聲器的負(fù)載阻抗時(shí)，放大倍數(shù)又是多少呢? 假設(shè)圖中參數(shù)Rin= 2komhs，Ramp=10omhs。

對(duì)于輸入輸出阻抗求解方法的介紹參考《MOSFET理解與應(yīng)用：Lec10—輸入阻抗和輸出阻抗的概念》。 對(duì)于共射放大電路，根據(jù)上面拆分出來的交流分析的原理圖可得：

Rin = R1 || R2 || beta * Re; Rout = Rc。

可以看成Rin是比較大的kohm量級(jí)，這是共射放大電路的優(yōu)點(diǎn)，但是由于功耗原因，Rc一般也在kohm數(shù)量級(jí)，Rout很大，這是共射放大電路的缺點(diǎn)，帶不動(dòng)小電阻負(fù)載，假設(shè)負(fù)載RL=Rc，放大倍數(shù)將縮小一倍。

4、總結(jié)

① 通過電阻分壓提供偏置，通過電容隔直

② 直流分析求偏置，交流分析求解放大倍數(shù)，輸入輸出阻抗

③ 輸入阻抗越大越好，輸出阻抗越小越好，共射放大電路的缺點(diǎn)是輸出阻抗大，帶負(fù)載能力弱。