集電極反饋偏置共射極放大器的電路結構及電路分析

之前分析的基本共射極放大器和實際設計的共射極放大器，都是使用電阻分壓偏置使得電路達到放大器的最佳靜態工作點，但是有一種使用其他偏置的方式也可以使得共射極放大器達到最佳靜態工作點，那就是集電極反饋偏置的共射極放大器。

關鍵詞：反饋;

01電路結構

如圖1-1是集電極反饋偏置的共射極放大器(common-emitter amplifier with collector –feedbackbias)的典型電路，與基本共射放大電路不同之處就是只是用一個反饋電阻RB實現三極管的偏置，這是一種典型的負反饋(negativefeedback)放大器，它可以有效地減小三極管直流增益hFE的變化對放大器靜態工作點的影響，從而提高放大器的穩定性。

圖1-1 共集電極反饋偏置的共射極放大器

02負反饋的作用

圖1-1中，基極電阻RB與三極管C極連接(但是RB沒有接到Vcc上)，由三極管的集電極向三極管的b-e極提供偏置電壓。

負反饋通過抵消的方法來維持靜態工作點的穩定：

在圖1-1中，當三極管集電極電流Ic因為溫度等原因變大時，則它在電阻Rc上的分壓就變大，于是使得C極電壓Vc變小。當Vc變小，那么反饋電阻RB上的分壓也就變小了，從而使得基極電流Ib降低，Ib降低就會導致集電極Ic下降，于是使得電阻Rc上的分壓減小，從而抵消了Vc的減小。如果Ic因溫度等原因變小導致Vc變大時，反饋電阻RB就會增加Rc的分壓來抵消。

可見，任何企圖改變放大器靜態工作點的“苗頭”都會被反饋電阻RB“熄滅”，所以說C極反饋偏置可以提供比分壓器偏置更為穩定的放大器靜態工作點。

03電路分析

圖1-1中所示的集電極反饋偏置共射極放大器中，由于通過反饋電阻RB進入B極的電流很小，所以分析時可以將其忽略不計，從而認為經過Rc的電流與集電極電流相等：

為了使得靜態工作點Q點居中，可以令集電極電壓靜態工作點為：

所以，根據歐姆定律，集電極電流靜態工作點為：

假設三極管的放大倍數hFE=150，于是有：

那么發射極靜態工作電壓VEQ：

于是可以得到圖1-1中放大器的靜態工作點：ICQ=0.3mA、VCQ=6V、VEQ=4.7V。

同時，集電極反饋偏置共射極放大器的電壓增益可以計算為：

三極管內阻為：

所以式(1.6)計算為：

04仿真驗證

將圖1-1中電路使用Multisim14軟件進行仿真，搭建仿真電路如圖1-2所示：

圖1-2 仿真電路搭建

圖1-2中使用輸入信號使用交流源V1(幅值為5mV、頻率為500Hz)，，并使用示波器XSC1通道一測量輸入信號、通道二測量輸出信號，測量結果如圖1-3所示：

圖1-3 輸入信號與輸出信號測量結果圖

圖1-3中輸入信號幅值為有效值為5mV，峰峰值為13.8mV，輸出信號幅值有效值為1.4V，峰峰值為1.97V，那么輸出信號與輸入信號的比值為：

求得放大倍數為142，與實際設置值169倍相差27，誤差系數為16%，誤差主要來源于三極管內阻的計算取的是經驗值，所以會有一定的誤差值，但是誤差不是非常的離譜，所以同樣也驗證了設計電路的正確性。

05總結一下

集電極反饋偏置共射極放大器與基本的共射極放大器相比主要多了反饋，這在實際中可以更好的跟隨外部環境的變化，使得整體放大電路在一個比較好的狀態下運行。