1、共射極放大電路原理：

1)觀察共射極放大電路靜態(tài)參數(shù)

如下電路圖，電路沒有輸入輸出信號，三極管Uce電壓比較大，說明三極管并未完全導(dǎo)通?；鶚O有很小電流Ib=8.5uA，集電極電流Ic=943uA，電流放大倍數(shù)約為110倍。

此電路原理是，在靜態(tài)基礎(chǔ)上增大或者減小三極管的基極電流，控制三極管的導(dǎo)通程度，進(jìn)而控制輸出電壓。

2)觀察共射極放大電路波形

現(xiàn)在我們增加輸入信號，這里是1KHz，峰峰值500mV信號，測量輸出波形相位相反，幅值增大，如下：注意圖中的黃色標(biāo)簽為動態(tài)參數(shù)請忽略。

放大倍數(shù)A = 937/491 = 1.9倍。

測量基極和射極波形如下，發(fā)現(xiàn)Ub總是比Ue高出0.7V左右。這個壓差不是不變的，只是變化非常小，具體參見前面文章《三極管原理》。實際上不同型號的三極管這個壓差也不同，但都可以近似按照0.7設(shè)計電路。

3)共射極放大電路放大倍數(shù)推導(dǎo)

由上面的實測波形可知，基極與射極差值固定，約0.7V，因此基極輸入動態(tài)信號時，基極變化量等于射極變化量：

因此，射極電流變化量：

射極電流和集電極電流幾乎相等，得出集電極電阻兩端電壓變化量：

又因為集電極電阻一端電壓固定，因此集電極電壓變化量和電阻兩端電壓變化量相等。

最終得出放大倍數(shù)：

注意1：這里放大的是基極變化量，不是基極電壓，不少朋友一直這么認(rèn)為，千萬注意。

注意2：共射極放大電路放大倍數(shù)和三極管的電流放大倍數(shù)沒有關(guān)系。

2、共射極放大電路設(shè)計：

1)設(shè)計要求

輸出最大峰峰值：1V

放大倍數(shù)：2倍

2)靜態(tài)時設(shè)計原則

一般情況下靜態(tài)時Ic設(shè)計為1至幾mA。

因為Ube隨基極電流變化，而且Ube和溫度相關(guān)，為負(fù)溫度系數(shù)，Ube變化Ue跟隨變化，因此要求Ue電壓要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于Ube變化值，使Ube的變化值可以忽略，一般情況下Ue為1~2V即可。

3)開始設(shè)計

選擇Ic = 1mA，Ue = 2V，沒錯就是直接選擇。

1))計算Re

Re = 2V/1mA = 2kΩ

2))計算Rc

設(shè)計要求放大倍數(shù)為2倍

A=Rc/Re，因此Rc = A*Re = 2*2kΩ = 4kΩ

3))計算靜態(tài)時Ub

Ub = Ue + 0.7V = 2.7V

4))計算供電電壓

靜態(tài)時集電極電阻壓降為：

Urc = 1mA * 4kΩ = 4V

假定供電電壓為U，靜態(tài)時輸出電壓：

Uout1 = U - Urc = U - 4

飽和時Uce幾乎為0，因此輸出電壓為Rc和Re分壓：

Uout2 = U/3

截止時三極管關(guān)斷，輸出電壓為U

Uout3 = U

為了直觀一些，把三個電壓放入圖表中：

設(shè)計要求輸出電壓峰峰值能夠達(dá)到1V，觀察Uout3和Uout1之間壓差為4V，肯定滿足，只需要求Uout1-Uout2>0.5V即可

U-4 - U/3 > 0.5

U > 6.75V即可，小于此值時輸出負(fù)半軸被削去一部分。

5))計算靜態(tài)時基極偏置

要求基極偏置電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于基極電流，一般大于10倍稱之為遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于，這樣基極電流就能忽略不計。一般三極管電流放大倍數(shù)為幾十至幾百不等。其實這不影響電路設(shè)計，我們直接按照100倍計算。

三極管電流放大倍數(shù)β=100

Ib = 1mA/100 = 0.01mA

確定偏置電流

Ibias = 0.01mA * 10 = 0.1mA

計算R2

R2 =Ub/0.1mA = 2.7V/0.1mA = 27kΩ

計算R1 + R2 = 6.75V/0.1mA = 67.5kΩ

R1 = 40.5kΩ

按照以上計算的參數(shù)靜態(tài)時仿真結(jié)果如下：

仿真結(jié)果顯示，Re壓降并不是設(shè)定值2V，Ub也是不是2.7V，Ic也不是1mA，但是都比較接近。這是由于以上計算都是基于基極電流Ib太小忽略不計得出的。Ib這個小電流，會把R1和R2的分壓值拉低一些，變?yōu)?.56V，同樣因為Ub被拉低，Uc就變高一些，不過這不會帶來嚴(yán)重問題。

現(xiàn)在我們嘗試減小R1為37K，增大偏置電流，各項參數(shù)符合設(shè)計值，靜態(tài)時仿真結(jié)果如下：

以上參數(shù)都是計算值，根據(jù)實際情況，電壓源調(diào)整為7.5V常用電壓源，Rc調(diào)整3.9K常用電阻。電壓源調(diào)整，偏置電路需要重新計算，才能保證Ub約為2.7V。

R1 + R2 = 7.5V/0.1mA = 75K

R1 = 75K - 27K = 48K，這里選擇47K常用規(guī)格

靜態(tài)時仿真結(jié)果如下：

6))現(xiàn)在來測量一下輸入輸出波形：

實際放大倍數(shù)：

A = 937.8/492 = 1.91基本符合預(yù)期，也基本達(dá)到了1Vpp的要求。

7))降低電源電壓方法：

如果覺得7.5V電壓有點高了，計算時根據(jù)實際情況適當(dāng)減小Ue，以下是Ue = 1V，Ic = 1mA時的計算結(jié)果。

Re = 1K

Rc = 2K

U > 3.75V，這里選擇5V

R1 = 17K，這里選擇常用規(guī)格電阻18K

計算R1

R1+R2 = 5V/0.1mA = 50K

R1 = 50K - 17K = 33K

A = 947.7/491.1 = 1.93基本符合預(yù)期，也基本達(dá)到了1Vpp的要求。