晶体管共基极输入电容

公共基极放大器是另一种类型的双极结型晶体管(BJT)配置，其中晶体管的基极端是输入和输出信号的公共端，因此其名称为公共基极(CB)。与更流行的共发射器，(CE)或公共集电极，(CC)配置相比，公共基本配置作为放大器不太常见，但仍然使用其独特的输入/输出特性。

对于作为放大器工作的公共基极配置，输入信号施加到发射极端子，输出取自集电极端子。因此，发射极电流也是输入电流，集电极电流也是输出电流，但由于晶体管是三层，两个pn结器件，它必须正确偏置才能使其作为公共端工作基准放大器。这是基极 - 发射极结正向偏置。

考虑下面的基本共基极放大器配置。

使用NPN晶体管的公共基极放大器

然后我们可以从基本的公共基本配置中看到输入变量与发射极电流 I E 和基极 - 发射极电压 V BE ，而输出变量与集电极电流 I C 和集电极 - 基极电压， V CB 。

由于发射极电流， I E 也是输入电流，输入电流的任何变化都会在集电极电流 I C 中产生相应的变化。对于公共基极放大器配置，电流增益A i 以 i OUT / i IN 给出由公式 I C / I E 确定。 CB配置的当前增益称为Alpha，(α)。

在BJT放大器中，发射极电流始终大于集电极电流 I E = I B + I C ，因此放大器的电流增益(α)必须是小于一个(单位) I C 总是小于 I E 的值我乙 。因此，CB放大器衰减电流，典型的α值在0.980到0.995之间。

三个晶体管电流之间的电气关系可以显示为α，α和Beta，β如图所示。

公共基极放大器电流增益

因此，如果标准双极结型晶体管的Beta值为100，那么Alpha的值将给出为：100/101 = 0.99。

公共基极放大器电压增益

由于公共基极放大器不能用作电流放大器(A i ≅1)，它必须因此具有作为电压放大器工作的能力。公共基极放大器的电压增益是V OUT / V IN 的比率，即集电极电压 V C 到发射极电压 V E 。换句话说， V OUT = V C 和V IN = V E 。

输出电压 V OUT 在集电极电阻 R C 上产生输出电压因此必须是 I C 的函数，如欧姆定律， V RC = I C * [R <子> C 。因此， I E 中的任何更改都会在 I C 中发生相应的更改。

然后我们可以说一个共同的基本放大器配置：

作为我 C / I E 是alpha，我们可以将放大器电压增益表示为：

因此，电压增益或多或少等于集电极电阻与发射极电阻的比值。然而，在基极和发射极端子之间的双极结晶体管内部存在单个pn二极管结，从而产生所谓的晶体管动态发射极电阻， r'e 。

对于交流输入信号，发射极二极管结具有有效的小信号电阻，由下式给出： r'e = 25mV / I E ，其中25mV是pn结的热电压， I E 是发射极电流。因此，当流经发射极的电流增加时，发射极电阻将减小一定比例。

一些输入电流流经这个内部基极 - 发射极结电阻到基极以及通过外部连接的发射极电阻， R E 。对于小信号分析，这两个电阻相互并联连接。

由于 r'e 的值非常小， R E 通常要大得多，通常在千欧(kΩ)范围内，放大器电压增益的幅度会随着不同的发射极电流水平而动态变化。

因此，如果 R E »r'e 那么公共基极放大器的真实电压增益将是：

因为当前增益大约等于1 I C ≅I E ，所以电压增益方程式简化为：

因此，如果例如1mA的电流流过发射极 - 基极结，其动态阻抗将为25mV / 1mA =25Ω。对于10kΩ的集电极负载电阻，电压增益 A V 将是：10,000 / 25 = 400，流过结的电流越大，其变为低电平动态电阻和电压增益越高。

同样，负载电阻值越高，放大器电压增益越大。然而，实际的公共基极放大器电路不太可能使用大于约20kΩ的负载电阻，典型的电压增益值范围从大约100到2000，具体取决于 R C 。请注意，放大器的功率增益与其电压增益大致相同。

由于公共基极放大器的电压增益取决于两个电阻值的比值，因此因此，发射器和集电极之间没有相位反转。因此，输入和输出波形彼此“同相”，表明公共基极放大器是非反相放大器配置。

共集电极放大器电阻增益

其中一个共基极放大器电路的有趣特性是其输入和输出阻抗的比率产生所谓的放大器电阻增益，这是使放大成为可能的基本特性。我们在上面已经看到输入连接到发射器和从集电极获得的输出。

在输入和接地端之间有两个可能的并联电阻路径。一个通过发射极电阻， R E 接地，另一个通过 r'e ，基极端接地。因此，我们可以说找到基极接地的发射极： Z IN = R E || r'e 。

但是作为动态发射极电阻， r'e 与 R E 相比非常小( r'e E )，内部动态发射极电阻 r'e 支配该等式，导致低输入阻抗约等于 r'e

因此，对于公共基极配置，输入阻抗非常低，并且取决于源阻抗的值， R S 连接到发射极端子，输入阻抗值可在10Ω和200Ω之间。公共基极放大器电路的低输入阻抗是其作为单级放大器应用受限的主要原因之一。

然而，根据集电极电阻，CB放大器的输出阻抗可能很高用于控制电压增益和连接的外部负载电阻， R L 。如果在放大器输出端子之间连接负载电阻，则它与集电极电阻并联，然后 Z OUT = R C || R L 。

但是如果 R L 与 R C相比非常大 然后发射极电阻将主导等式，导致中等输出阻抗近似等于 R C ，因此输出阻抗回顾到集电极端子只是： Z OUT = R C 。

作为放大器的输出阻抗回顾集电极端子可以非常大，公共基极电路几乎像理想电流源一样工作，从低输入阻抗侧获取输入电流并将电流发送到高输出阻抗侧。因此，公共基极电路也称为电流缓冲器或电流跟随器。

公共基极放大器摘要

我们在本教程中已经看到公共基极放大器它的电流增益(alpha)约为1(单位)，但电压增益可能非常高，典型值范围为100取决于所使用的集电极电阻 R L 的值，超过2000。

我们还看到放大器电路的输入阻抗非常大低，但输出阻抗可能非常高。我们还说公共基极放大器不会反转输入信号，因为它是非反相放大器配置。

由于其输入输出阻抗特性，公共基极放大器配置在音频和射频应用中非常有用，可作为将低阻抗源与高阻抗负载匹配的电流缓冲器或作为单级放大器级联或多级配置的一部分，其中一个放大器级用于驱动另一个放大器级。