模拟电路&仿真LTspice（4）：三极管共发射极偏置放大电路

好久没有回顾旧知识了，重新温习一下模拟电路，若有误之处，烦请指教。

同样，共发射极偏置放大电路也从直流和交流两方面来分析：

• 1.直流分析

根据前一贴说明，Vc=VCC/2时，可以最大不失真，且另外一个借鉴的经验是Rc=10Re。用这2个经验可以来确定其他直流参数。如上图，假设电源电压12V，Rc=1k，，得到如下参数：

• Ic=(VCC-Vc)/Rc=6mA
• Ve=Re*Ic=0.6V
• Vce=Vc-Ve=5.4V
• Vb=Ve+Vbe=1.3V
• Ib=Ie/bf=30uA
• Rb1=17.8k，Rb2=2.2k

下图是仿真结果：

基本上参数一致，

• rbe=200+26/Ib=1.1k，
• A=-β*Rc/rbe=-182，
• ri=Rb1//Rb2//rbe=-0.55k
• ro=Rc=1k。

这里面Ue是固定Ie电流的，不参与放大，所以Ie要尽可能的小，保证Vc电压较大，从而保证输出电压动态范围充足，但Ue也不能太小，Ube会随温度变化而变化，Ue太小会降低静态工作Ie稳定作用，Ue应当不小于0.5V。

流过Rb1和Rb2的电流肯定要远大于Ib，这样可以稳定工作点Q，即Vb电压基本不随温度变化，进一步Ie也不随温度变化，一般选择=20-50倍Ib比较合适。如Ib=30uA，Irb=30*20=0.6mA，Rb1+Rb2=VCC/Irb=20k，Vb=1.3V，所以Rb1=17.8k，Rb2=2.2k。（也有用Rb1//Rb2<<(1+β)Re来判断，Rb1//Rb2=2k，(1+β)Re=20k，基本满足）

（有点一知半解的意味，坐等大佬帮忙讲解一下这些经验总结）

• 2.交流分析

输入：SINE(0 10m 1k)，幅度10mV 频率1kHz，得到输出波形

输入：SINE(0 100m 1k)，幅度100mV，频率1kHz，得到输出波形

饱和失真和截止失真与共发射极放大电路类似，10mV输入，输出1.5V，放大倍数150左右。

优点：由于温度影响静态工作点Q，但负反馈可稳定Q值。T变大->Ic变大->Ue变大->Ube变小（Ub不变）->Ib变小->Ic变小。

Re作用：直流负反馈只用，其值越大，反馈越强，Q点越稳定。

使用.temp -20 100 60 spice来仿真其温差造成的影响：

具体细节地方如上图，温差相差60度，电压值相差不到0.1V，效果很可观。

• 3.三极管用途

三极管用途不过2种：放大器和开关。放大器利用的是三极管工作在放大区的特性，而开关则利用三极管工作在饱和区和截止区的特性。

• 截止区：三极管be极没有正向偏置而截止，ce极相当于断开，Ib=Ic=0,，负载Rc不工作；
• 放大区：三极管be极获得正向偏置，Ib较大令三极管达到饱和，Ic达到饱和值，ce极相当于短路，于是有电流经过Rc，Vce有个很小的饱和电压Vce(sat)（如下图）。如：Ic=0，Vce=Vcc；Ic=Ic(sat)=10mA，Vce=0.2V（2N3904 NPN三极管）。

     假设LED二极管压降Va=1V，Ia=10mA，三极管Vcc=5V：

• Ic(sat)=Ia=10mA=（Vcc-Va-Vce(sat)）/Rc，——> Rc=380欧
• Ib=Ic(sat)/hFE=200uA（假设hFE在饱和时的=50）
• Rb=(Vcc-Vbe)/Ib=22k，串接电阻值

这样就确定了Rc和Rb的值（三极管选型首先应该根据负载工作电流来确定，google或baidu或问商家）。

• 4.放大器举例

假设某输入信号Vin幅度为50mV，f=500Hz，请设计一个共发射极偏置电路将其幅度放大到1V（Vout）以上，若负载RL=47K，Vcc=12V，Rc=10k。

• 根据Vin和Vout可知：电压增益为Av=Vout/Vin=20；
• Ic=（Vcc-6V）/Rc=0.6mA，Re=Rc/10=1k
• Ve=Re*Ie=0.6V，Vb=Ve+Vbe=1.3V
• Vb=Rb2/(Rb1+Rb2)*Vcc，假设Rb1=10k，Rb2=1.2k，Ib2=1.08mA，Ib=Ic/300=2uA（这里Ib2又不是Ib的20-50倍，有点蓝瘦，希望大佬们能给些建议）

• Vb=1.28V、Vc=5.48V、Ve=0.64V、Vce=5.44V
• Ib=2.08uA、Ic=0.65mA、
• rbe=200+26/Ib=1.5k
• A=-bf*Rc//RL/(rbe+(1+bf)Re)=-300*8.2k/110k=22
• ri=Rb1//Rb2//(rbe+(1+bf)Re)=1.07k、ro=Rc//RL=8.2k

输出波形的幅度大约在1.05V，有个50mV的误差。

温度差相隔60度，幅度变化约5mV。说明这种Re既有直流反馈又有交流反馈时，放大电路随温度变化的影响越小。