三种基本放大电路

晶体管放大电路有三种基本组态：共射(CE)、共集(CC)和共基(CB)。共射电路提供高电压和电流增益，是最通用的放大级，但输出电阻高、频响差。共集电路又称射极跟随器，电压增益接近1，但输入电阻高、输出电阻低，是理想的缓冲级，用于阻抗匹配。共基电路电压增益高，输入电阻极低、频响极佳，专用于高频和宽频带应用。设计时，常组合使用以扬长避短：共集作输入级接收高阻信号，共射作中间级提供主要增益，共集作输出级

天选打工人Ts

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天选打工人Ts · 2025-09-03 12:54:38 发布

一、共发射极放大电路 (CE, Common-Emitter)

1.1结构特点

1.2电路特性

1.3直接耦合共射放大电路（B极输入，C极输出）

1.4阻容耦合共射放大电路（B极输入，C极输出）

1.5基本共射放大电路及小信号模型、计算

1.5总结

二、共集电极放大电路 (CC, Common-Collector) / 射极跟随器 (Emitter Follower)

2.1结构特点

2.2电路特性

2.3基本共集放大电路（射极输出器，B极输入，E极输出）

2.4基本共集放大电路及交流小信号模型、计算

2.5总结

三、共基极放大电路 (CB, Common-Base)

3.1结构特点

3.2电路特性

3.3基本共基放大电路（E极输入，C极输出）

一、共发射极放大电路 (CE, Common-Emitter)

1.1结构特点

输入信号加在基极和发射极之间，输出信号从集电极和发射极之间取出。发射极是输入和输出回路的公共端。

1.2电路特性

1）电压增益：高 (通常几十到几百倍)。Av = -gm * Rc'（负号表示反向放大）。

2）电流增益：高 (β, 通常几十到几百倍)。

3）功率增益：最高（因为电压和电流增益都高）。

4）输入电阻：中等 (通常1kΩ - 5kΩ)。Rin ≈ r_be。

5）输出电阻：高 (通常几千欧姆到几十千欧姆)。Rout ≈ Rc。

6）相位关系：输入与输出反向（180°相位差）。这是共射电路的一个重要特征。

7）频率响应：较差。由于基极-集电极结电容的“米勒效应”，高频性能是三种结构中最差的。

1.3直接耦合共射放大电路（B极输入，C极输出）

1）直接耦合共射放大电路图

2）直流工作点

1.4阻容耦合共射放大电路（B极输入，C极输出）

1）阻容耦合共射放大电路图

2）输入回路等效电路图

3）直流工作点

1.5基本共射放大电路及小信号模型、计算

1）基本共射放大电路图

2）交流等效电路

3）输出电阻的分析

4）B-E间动态电阻rbe

5）电压放大倍数：注意是负数，输出电阻比输入电阻乘以β，可以按反向放大器的公式来记忆。

6）输入电阻

7）输出电阻

1.5总结

共射电路是一个“反向电压放大器”，它能同时提供可观的电压和电流放大，输出电阻较大，频带较窄。常作为低频电压放大电路的单元电路。

二、共集电极放大电路 (CC, Common-Collector) / 射极跟随器 (Emitter Follower)

2.1结构特点

输入信号加在基极和集电极之间，输出信号从发射极和集电极之间取出。集电极是输入和输出回路的公共端（通常交流接地）。

2.2电路特性

1）电压增益：略小于1 (约0.95 - 0.99)。Av ≈ 1。输出电压紧紧“跟随”输入电压。

2）电流增益：高 (β + 1, 通常几十到几百倍)。

3）功率增益：中等（主要靠电流增益提供功率放大）。

4）输入电阻：高 (通常几十千欧姆到几百千欧姆)。Rin ≈ β * Re'。

5）输出电阻：低 (通常几十欧姆到几百欧姆)。Rout ≈ (Rsig + r_be) / β。

6）相位关系：输入与输出同相。

7）频率响应：较好。是三种结构中最好的之一，因为没有“米勒效应”的负面影响。

2.3基本共集放大电路（射极输出器，B极输入，E极输出）

1）基本共集放大电路图

2）直流通路

3）交流通路

4）直流工作点

2.4基本共集放大电路及交流小信号模型、计算

1）基本共集放大电路的交流等效电路

2）基本共集放大电路输出电阻的求解

3）电压放大倍数：（0 < Au < 1 , 无电压放大能力，只能放大电流信号）

4）输入电阻：（发射极电阻Re等效到输入端后，使输入电阻变得很大）

5）输出电阻：（输出电阻很小）

因为：

所以：

2.5总结

共集电路不是电压放大器，而是一个“阻抗变换器”或“缓冲器”。它的核心价值在于高输入电阻和低输出电阻。共集放大电路因为0 < Au < 1，所以只能放大电流不能放大电压，（因为IE远远大于IB，所以有电流放大能力）；输入电阻大，输出电阻小，具有电压跟随的特点，常用于电压跟随器或电压放大电路的输入及和输出级。

三、共基极放大电路 (CB, Common-Base)

3.1结构特点

输入信号加在发射极和基极之间，输出信号从集电极和基极之间取出。基极是输入和输出回路的公共端（交流接地）。

3.2电路特性

1）电压增益：高 (与共射电路相当，Av = gm * Rc')。

2）电流增益：低 (略小于1, Ai ≈ α ≈ 0.99)。

3）功率增益：中等（主要靠电压增益提供功率放大）。

4）输入电阻：非常低 (通常几十欧姆)。Rin ≈ 1/gm。

5）输出电阻：高 (与共射电路相当, Rout ≈ Rc)。

6）相位关系：输入与输出同相。

7）频率响应：非常好。是三种结构中高频性能最好的，因为没有“米勒效应”，且基区宽度调制效应影响小。

3.3基本共基放大电路（E极输入，C极输出）

1）基本共基放大电路图

2）交流通路

3）交流等效电路

4）直流工作点

5）电压放大倍数、输入电阻、输出电阻

3.4总结

共基电路是一个“同向电压放大器”。它的核心特点是低输入电阻、高输出电阻和优异的高频特性。共基放大电路因为输入在E极，输出在C极，又因IE≈IC，所以没有电流放大能力，只有电压放大能力，即具有电流跟随的特点；输入电阻小，电压放大倍数、输出电阻与共射电路相当，高频特性好；输入与输出是同

相的关系，属同相放大。

四、三种组态的对比总结

特性	共发射极 (CE)	共集电极 (CC)	共基极 (CB)
电压增益 (Av)	高 (几十至几百)，反相	≈ 1，同相	高 (几十至几百)，同相
电流增益 (Ai)	高 (β)	高 (β+1)	低 (≈1)
功率增益	最高	中等	中等
输入电阻 (Rin)	中等 (1k~5kΩ)	高 (几十~几百kΩ)	非常低 (几十Ω)
输出电阻 (Rout)	高 (几k~几十kΩ)	低 (几十~几百Ω)	高 (几k~几十kΩ)
相位差	180°	0°	0°
频率响应	差	好	极好
典型应用	通用电压放大、中间级	缓冲器、阻抗匹配、输出级	高频放大器、电流缓冲器

五、在设计电路时的应用

在实际电路设计中，几乎没有仅由单级放大器构成的电路。通常需要根据各级的需求，灵活组合这三种组态。

5.1多级放大器的输入级

1）需求：如果信号源内阻很高（如话筒、压电传感器），需要高输入电阻来获取最大的电压信号。

2）应用：使用共集电极电路（射极跟随器）作为输入级，利用其高输入电阻特性，避免对信号源造成负载效应。

5.2多级放大器的中间级

1）需求：主要任务是提供足够的电压增益。

2）应用：使用共发射极电路。这是最常见的选择，因为它能提供很高的电压和电流增益。

5.3多级放大器的输出级

1）需求：需要驱动低阻抗负载（如扬声器、电机），要求低输出电阻以提供足够的电流（功率）。

2）应用：使用共集电极电路（射极跟随器）作为输出级，利用其低输出电阻特性，可以有效驱动重负载。

5.4高频、宽频带放大器

1）需求：需要良好的高频响应。

2）应用：使用共基极电路作为放大级，利用其卓越的高频特性。采用 “共射-共基” (Cascode) 组合放大电路。这是一种极其重要的结构：输入级是共射电路，提供高的电流增益；输出级是共基电路，作为电流缓冲器，将共射管集电极的高阻输出转换为低阻输入接收。这种组合既保留了共射电路高增益的优点，又极大地克服了其米勒效应，获得了接近共基电路的高频性能，同时提高了稳定性。