過模擬電子技術(shù)的朋友，對于三極管或者場效應(yīng)管的放大電路（本文所提及的放大電路均指電壓放大）想必并不陌生。放大電路作為模擬電子技術(shù)中的重點內(nèi)容，同時也是難點所在。大家都清楚其重要性，但很多人卻難以理解其中的原理。沒關(guān)系，此次我們將以三極管放大電路的三種組態(tài)為例，為大家詳細(xì)講解放大電路的放大倍數(shù)計算公式。
三極管組成的基本組態(tài)放大電路可分為三種，分別是共射放大電路、共基放大電路和共集放大電路。下面我們來逐一分析這三種電路的特性。

共射放大電路

其電路原理圖如下：

• 放大倍數(shù)：放大倍數(shù)A=?Rc/Re。我們可以根據(jù)實際需求來設(shè)計Rc和Re的取值。
• 輸入阻抗：輸入阻抗Zin=β?Re（這里R1與R2為三極管提供偏置電壓，在理論分析時先忽略，但實際應(yīng)用中應(yīng)該考慮）。由于三極管的電流放大特性，Re折算到輸入端需要放大β倍，所以輸入阻抗較高。
• 輸出阻抗：輸出阻抗Zout=Rc。為了降低三極管的電流，減少功耗，Rc一般取值較大。
• 頻率特性：由于存在密勒效應(yīng)，三極管基極和集電極之間的寄生電容在放大區(qū)會擴(kuò)大A倍反應(yīng)到輸入端，導(dǎo)致頻率特性較差，無法對高頻信號進(jìn)行有效放大。

共集放大電路

共集放大電路的輸入電阻很大，輸出電阻很小，不過它只有電流放大能力，沒有電壓放大能力，電壓放大倍數(shù)一般接近但小于1。其交流通路如下：

乍一看，它與發(fā)射極沒電阻的共集放大電路頗為相似，區(qū)別在于交流地的位置不同，大家可以對比區(qū)分。交流放大倍數(shù)的公式為：

從公式中可以看出，電壓放大倍數(shù)不可能大于1。通常1+β很大，再乘上一個大電阻Re′，結(jié)果接近于1。該公式中只有Re′與前面兩種放大電路的公式不同，其值等于Re并上RL，其他字母代表的含義與前面相同。

共基放大電路

共基放大電路輸入電阻很小，輸出電阻很大，并且頻率特性良好，但它只有電壓放大能力，沒有電流放大能力。其交流通路電路圖如下：

這個電路看起來有些奇特，電流從發(fā)射極流入，集電極流出，這就是共基極放大電路（從電流流向來看確實有些怪異，但實際情況就是如此）。通過前面共射電路的介紹，相信大家對原理圖上的四個元件已經(jīng)比較熟悉了。下面直接來看該電路的公式：

其實這個電壓放大倍數(shù)的大小與共射放大電路發(fā)射極不接電阻時相同，只是相差一個負(fù)號，公式中每個字母代表的含義也和共射極放大電路一樣，即β表示三極管的放大倍數(shù)，RL′等于Rc并上RL，Rbb′是由基極引線電阻和基區(qū)體電阻組成的，Rbe的計算方法也和共射放大電路相同。

如何判別三極管的三種工作狀態(tài)

簡單來說，我們可以根據(jù)Uce的大小來判別三極管的工作狀態(tài)。若Uce接近于電源電壓VCC，則三極管工作于截止?fàn)顟B(tài)。在截止?fàn)顟B(tài)下，三極管基本不工作，Ic電流較小（近似為零），所以R2由于沒有電流流過，電壓接近0V，Uce就接近于電源電壓VCC。若Uce接近于0V，則三極管工作于飽和狀態(tài)。所謂飽和狀態(tài)，就是指Ic電流達(dá)到了最大值，即使Ib增大，Ic也無法再增大。以上兩種狀態(tài)通常被稱為開關(guān)狀態(tài)，除此之外，第三種狀態(tài)就是放大狀態(tài)，一般測量Uce接近于電源電壓的一半。若測量Uce偏向VCC，則三極管趨向于截止?fàn)顟B(tài)；若測量Uce偏向0V，則三極管趨向于飽和狀態(tài)。

放大電路穩(wěn)定工作原理

1. 當(dāng)溫度上升時，集電極電流Ic會增加，發(fā)射極電流Ie也隨之增大，R4兩端的電壓IeR4跟著增大。由于Ub是由分壓電阻提供，基本保持不變，而Ube=Ub?IeR4，因此Ube會下降，相應(yīng)的基極電流Ib就會減小，從而抑制了集電極電流Ic的增加，穩(wěn)定了集電極電流的直流工作點，降低了溫度上升對電路的不良影響。
2. R4作為反饋電阻，是放大電路的關(guān)鍵元件。適當(dāng)增加R4的阻值，反饋作用增強(qiáng)，穩(wěn)定性提高。因此，我們需要根據(jù)實際電路設(shè)計合理選擇R4的阻值。為了減少交流能量在R4上的損耗，增加了C3電容，讓交流旁路到地，提高了放大電路的交流增益。
3. 電流負(fù)反饋偏置電路具有良好的溫度穩(wěn)定性，只要選擇合適的偏置電阻阻值，設(shè)計好合理的直流工作點，就能使放大電路穩(wěn)定可靠地工作，因此它在放大電路中應(yīng)用較為廣泛。

如果要充分發(fā)揮三極管的作用，就必須掌握上述三種基本組態(tài)放大電路。