7.2 其他放大电路 7.2.1 共集电极放大电路 共集电极放大电路又称射极输出器，主要作用是

交流电流放大，以提高整个放大电路的带负载能力。实用中，一般用作输出级或隔离级。

1. 电路组成　　 共集电极放大电路的组成如图 7.21 （ a ）所示，图 7.2

1 （ b ）为其交流通路。各元件的作用与共发射极放大电路基本相同，只是 RE 除具有稳定静态工作点外，还作为放大电路空载时的负载。 ?

　　　 (a) 电路图　　　　　　　　　　　　　 (b) 交流通路 　 图 7.21 共集电极放大电路

2. 静态分析 UCC ＝ IBRB+UBE+(1+β)IBRE

IB ＝

IC ＝ βIB

UCE ＝ UCC - IERE ≈ UCC - ICRE

EB

BECC

RRUU

)1(

3. 动态分析 (1) 电压放大倍数

　　 　图 7.21(c) 微变等效电路 由图 7.21(c) 可知

(2) 输入电阻 Ri 故 Ri = RB∥Ri

/ = RB [∥ rbe+ （ 1+β ） RL/]

/

/

/

/

)1()1(

])1([)1(

Lbe

L

Lbeb

Lb

i

ou Rr

RRrI

RIUUA

//

/ )1()1(Lbe

b

Lbbeb

b

ii Rr

IRIrI

IUR

(3) 输出电阻 Ro

　　　　求输出电阻的等效电路如图 7.22 所示。

　　　　　　图 7.22 计算输出电阻的等效电路

由图 7.22 可得：

式中　 = RS∥RB

故 通常 RE>> ，所以

bebbe IIIIII )1(

/)1(SbeE Rr

URU

)1

//(/

SbeEo

RrRI

UR

1

/Sbe Rr

1

)// (1

/BSbeSbe

oRRrRr

R

/SR

综上所述，共集电极放大电路的主要特点是：输入电阻高，传递信号源信号效率高；输出电阻低，带负载能力强；电压放大倍数小于 1 而接近于 1 ，且输出电压与输入电压相位相同，具有跟随特性。因而在实用中，广泛用作输出级或中间隔离级。

需要说明的是：共集电极放大电路虽然没有电压放大作用，但仍有电流放大作用，因而有功率放大作用。

[ 例 7.5] 若图 7.21 电路中各元件参数为： UCC = 12V ，RB= 240 kΩ ， RE= 3.9 kΩ ， RS = 600Ω ， RL = 12 kΩ ，β= 60 ， C1 和 C2 容量足够大，试求： Au ， Ri ， Ro 。

解：　　　　　　　　　　　　　　　　　 μA

IE≈IC=βIB=60×25=1.5mA

rbe= 300+(1+β) =300+(1+60)

=1.4 kΩ

= RE R∥ L= ≈2 .9 kΩ

259.3)601(240

12)1(

EB

BECCB RR

UUI

EImV26

mAmV

5.126

129.3129.3

/

LR

故：

　　 Ri = RB∥[rbe+(1+β) ] = 200 [1.4+(1+60)×2.9]∥ 　　　 = 102 kΩ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 Ω

99.09.2)601(4.1

9.2)601()1(

)1(/

/

Lbe

Lu Rr

RA

33601

10)240//6.0(104.11

)//( 33

BSbeo

RRrR

/LR

　　 　共基极放大电路主要作用是高频信号放大，频带宽，其电路组成如图 7.23 所示。

图 7.23 共基极放大电路

7.2.2 共基极放大电路

表 7.2 三种组态基本放大电路性能比较 电路形式 共发射极放大电路 共集电极放大电路 共基极放大电路 电流放大系数 较大，例如 200 较大，例如 200 <1

电压放大倍数 较大，例如 200 <1 较大，例如 100

功率放大倍数 很大，例如 20000 较大，例如 300 较大，例如 200

输入电阻 中等，例如 5kΩ 较大，例如 50kΩ 较小，例如 50Ω

输出电阻 较大，例如 10kΩ 较小，例如 100Ω 较大，例如 5kΩ 200

输出与输入电压相位 相反 相同 相同

　 在许多情况下，输入信号是很微弱的，要把微弱的信号放大到足以带动负载，必须经多级放大。在多级放大器中，每两个单级放大电路之间的连接方式称为间级耦合，实现耦合的电路称级间耦合电路。对级间耦合电路的基本要求是：不引起信号失真； 尽量减小信号电压在耦合电路上的损失。　　　目前，以阻容耦合（分立元件电路）和直接耦合（集成电路）应用最广泛。阻容耦合指用较大容量的电容连接两个单级放大电路的连接方式，其特点是各级静态工作点互不影响，电路调试方便，但信号有损失。直接耦合指用导线连接两个单级放大电路的连接方式，其特点是信号无损失，但各级静态工作点相互影响，电路调试麻烦。

7.2.3 多级放大电路

　　一般多级放大器的组成方框图如图 7.24 所示。

图 7.24 多级放大电路组成框图

1. 多级放大电路电压放大倍数的计算 多级放大电路总的电压放大倍数等于各级电路电压放大倍数的乘积。即 在计算单级放大电路电压放大倍数时，把后一级的输入电阻作为本级的负载即可。　　　 2. 多级放大电路的输入电阻和输出电阻 多级放大电路的输入电阻即为第一级放大电路的输入电阻；多级放大电路的输出电阻即为最后一级（第 n 级）放大电路的输出电阻。即 　 　　 Ri = Ri1　　　　　 Ro= Ron

unuuu AAAA 21

[ 例 7.6] 两级阻容耦合放大电路如图 7.25 所示，各元件参数为： UCC=12V ， RB1=100kΩ ， RB2=39kΩ ， RC1=5.

6 kΩ ， R E1=2.2kΩ ， =82 kΩ ， =47 kΩ ， RC2=2.7

kΩ ， RE2=2.7kΩ ， RL=3.9kΩ ， rbe1=1.4kΩ ， rbe2=1.3k

Ω ， β1=β2 =50 。 求：电压放大倍数，输入电阻，输出电阻。

/B1R /

B2R

图 7.25(a) 两级阻容耦合放大电路

图 7.25(b) 两级阻容耦合放大电路微变等效电路

解： RL1= // // rbe2 = 82 // 47 // 1.3≈1.3 kΩ

= RC1 // RL1 = 5.6 // 1.3≈1.06 kΩ 　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　

故 Ri =

Ri1 = RB1 // RB2 // rbe1 = 100 // 39 // 1.4≈1.4 kΩ

Ro = RC2 = 2.7 kΩ

/1BR /

2BR

/1LR

7.374.1

06.1501

/1

11 be

Lu r

RA

kRRR LCL 6.19.3//7.2//2/

2

5.613.16.150

2

/2

22 be

Lu r

RA

55.2318)5.61(7.3721 UUu AAA

　　 4. 多级放大电路的频率特性 　　 频率特性有幅频特性和相频特性，幅频特性指放大电路的电压放大倍数与频率之间的关系。相频特性指输出电压相对于输入电压的相位移（相位差）与频率之间的关系。单级阻容耦合放大电路的频率特性如图 7.26 所示。

　

图 7.26 单级阻容耦合放大电路的频率特性

　　 两级阻容耦合放大电路的频率特性如图 7.27 所示，它是将每一级放大电路的频率特性叠加而成。多级放大电路的频率特性可用类似的方法获得。

图 7.27 两级放大电路的频率特性

1. 场效应管偏置电路及静态分析 场效应管是电压控制器件，它只需要合适的偏压，

而不要偏流 。 （ 1 ）自偏压电路 图 7.28 是耗尽型 NMOS 管组成的共源极放大电路的

自偏压电路。由于栅极不取电流， RG 上没有压降，栅极电位 UG=0 ，所以栅极偏压为：

UGS = UG - US = - IDRS

7.2.4 场效应管放大电路

图 7.28 自偏压电路

（ 2 ）分压偏置电路 自偏压电路只适用由耗尽型 MOS 管或结型场效管组成的放大电路。对增强型 MOS 管，其偏置电压必须通过分压器来产生，如图 7.29 所示。

图 7.29 分压式偏置电路

2. 场效应管微变等效电路 场效应管也是非线性器件，但当工作信号幅度足够小，且工作在恒流区时，场效应管也可用微变等效电路来代替，如图 7.30 所示 。

　　　　　　 图 7.30 场效应管微变等效电路

3. 场效应管放大电路的微变等效电路分析     (1) 共源极放大电路 共源极放大电路微变等效电路如图 7.31 所示。

图 7.31 共源极放大电路的微变等效电路

① 电压放大倍数 式中 RL

/= RD∥RL 故

② 输入电阻 Ri 和输出电阻 Ro

Ri = RG

Ro= RD

/)//( LimLDgsmo RUgRRUgU

/Lm

i

ou Rg

UUA

uA

[ 例 7.7] N 沟道结型场效应管自偏压放大电路如图 7.32所示 ，已知 UDD = 18V ， RD =10 kΩ ， RS=2 kΩ ， RG=4MΩ ， RL=10 kΩ ， gm=1.16 ms 。试求： ， Ri ， Ro 。

 

图 7.32 [ 例 7.7] 电路图

uA

　　解：

　　　　 Ri = RG = 4MΩ

　　　 Ro= RD =10kΩ

8.51010101016.1)//(/

LDmLmu RRgRgA

（ 2 ）共漏极放大电路 共漏极放大电路又称源极输出器，其电路和微变等效电路如图 7.33 所示。

　 (a) 电路图　　　　　　 (b) 微变等效电路 图 7.33 共漏极放大电路

① 电压放大倍数

式中 RL/= RS∥RL 。

可见，输出电压与输入电压同相，且由于 gmRL/ >>1 ，

故 Au 小于 1 ，但接近 1 。 ② 输入电阻 Ri 和输出电阻 Ro

Ri = RG

求输出电阻的等效电路如图 7.34 所示。

uA

/

/

/

/

1 Lm

Lm

Lgsmgs

Lgsm

i

ou Rg

RgRUgU

RUgUUA

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图 7.34 求 Ro 等效电路

　　由图可知 　　 由于栅极电流　　　，故 　　 所以 　　 即

gsmS

dS UgRUIII

0gI

UUGS

UgRUI m

S

mS

mS

o gR

gR

IUR 1//1

1

实用中，利用场效应管和半导体三极管各自的特性互相配合，取长补短，组成混合电路，将具有更好的效果。混合示意图如图 7.35 所示。

图 7.35 场效应管和三极管混合电路 不同类型场效应管对偏置电压的极性的要求，如表 7.3所示。

表 7.3 场效应管偏置电压的极性 　　　类型 　 uGS 　 uDS 　　 N 沟道 JFET 　负 　正 　 P 沟道 JFET 　正 　负 　　增强型 NMOS 　正 　正 　增强型 PMOS 　负 　负 　　耗尽型 NMOS 正 零 负 　正 　　耗尽型 PMOS 正 零 负 　负