单管共射放大电路性能分析

摘 要：在单管放大电路中，静态工作点稳定与否，不仅影响输出波形是否失真，而且对放大电路的动态性能产生重大影响。文章分析了基本固定偏置放大电路和分压式偏置放大电路的静态工作点和动态性能。只有弄清不同电路的特点，才能在实际中兼顾静态工作点和动态性能，从而达到最好的效果。

关键词：共射放大电路；性能；分析

引言

在单管放大电路中，静态工作点稳定与否，不仅影响输出波形是否失真，而且对放大电路的动态性能产生重大影响。基本固定偏置放大电路结构简单，但静态工作点稳定性差；分压式偏置放大电路因其能自动稳定静态工作点而得到广泛的应用，但不同的分压式偏置放大电路动态性能不尽相同，只有弄清不同电路的特点，才能兼顾静态工作点和动态性能，以达到最好的效果。

1 基本固定偏置放大电路

1.1 电路组成

该电路由晶体管、直流电源、基极偏置电阻、集电极电阻和耦合电容组成，如图1所示。当直流电源和基极偏置电阻固定时，晶体管的静态工作点就固定，固定式偏置电路因此得名。

1.2 静态工作点

该电路结构简单，通过设置合适的电源电压和偏置电阻可得到较为合适的静态工作点。但当环境温度升高时，集电极电流会增大，放大电路的静态工作点就会移动饱和区，这样放大电路就不能正常工作。所以基本固定偏置放大电路虽然结构简单，但是静态工作点不稳定，因此只能用在环境温度变化不大，稳定性要求不高的场合。

当温度变化时，想自动稳定静态工作点，常用的是分压式偏置放大电路。

2 分压式偏置放大电路

2.1 电路组成

偏置电路由RB1、RB2和RE组成，其中RB1为上偏置电阻，提供基极偏流IBQ，RB2为下偏置电阻，RE为发射极电阻，起电流负反馈作用，因为三极管的基极偏置电压UB由电阻RB1和RB2分压提供，因此叫分压式偏置放大电路。电路如图2所示。

2.2 稳定静态工作点原理

在设计电路时，为保证静态工作点的稳定，要求I1>>IBQ，对于硅三极管，一般I1=（5～10）IBQ。由电路分析可得I1≈I2，发射结的正偏电压UBEQ=UB-IEQRE，基极电位UBUCC，当温度上升时，由于ICQ（IEQ）的增加，在RE上产生的压降IEQRE也要增加，[1]由UB的计算式可知，UB固定不变，因此发射结的正偏电压UBEQ减小，IBQ随之减小，从而牵制ICQ的增大，这样通过自动调节的过程就稳定了静态工作点。RE越大，静态工作点稳定性就越好。

2.3 动态性能

研究放大电路，除了要保证放大电路具有合适的静态工作点外，更重要的是还要研究其放大性能。[2]根据放大电路的微变等效电路可得分压式偏置放大电路的电压放大倍数为Au=-，输入电阻ri=RB1//RB2//[rbe+（1+β）RE]，输出电阻ro=RC。

而基本固定式偏置放大电路的电压放大倍数为Au=-，输入电阻ri=RB//rbe，输出电阻ro=RC。

与基本固定式放大电路相比，分压式偏置放大电路的电压放大倍数降低了，但输入电阻增大了，输出电阻不变。

为了解决稳定静态工作点和电压放大倍数下降这一矛盾，通常在电阻RE上并联一个大电容CE，如图3所示。因为电容有隔直流通交流的作用，所以并联电容CE后，电路不仅能稳定静态工作点，而且电压放大倍数比并联电容前提高了，电压放大倍数的公式和基本固定式偏置放大电路一样。但是并联电容CE后，输入电阻的公式变为ri=RB1//RB2//rbe，与并联电容前相比，输入电阻减小了。

在实际应用中，我们既想得到稳定的静态工作点，又想得到较高的电压放大倍数和输入电阻，为此可把分压式偏置电路中的发射极电阻RE用两个电阻RE1和RE2串联代替，并且只让RE2与电容CE并联。另外让RE1取值几十至几百欧姆，RE2取值几千欧以上，这样在静态分析时，发射极电阻等于两个电阻之和，而在动态分析时，发射极电阻只等于RE1，电压放大倍数的公式变为：Au=-， 输入电阻的公式变为：ri=RB1//RB2//[rbe+（1+β）RE1]，由上述分析可以看出，虽然电压放大倍数有少量降低，但是输入电阻却提高了不少。[3]

综上所述，与基本固定式偏置放大电路相比，改进后的分压式偏置放大电路不仅静态工作点稳定，而且动态性能又好，因此分压式偏置放大电路得到了更为广泛的应用。

参考文献

[1]袁明文，谢广坤.电子技术[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2013：39.

[2]黄冬梅.电子技术[M].北京：中国轻工业出版社，2011：32.

[3]张健.浅谈单管共射放大电路静态工作点的稳定问题[J].科技信息，2009（32）：97.

作者简介：李新（1966，8-），女，河南省社旗县人，河南工业贸易职业学院，高级讲师，硕士学位，主要研究方向：电工电子。