【题目编号】MC2-1213
【题目】工作在 HF 频段的电子管线性放大器多采用共栅极电路形式。这种电路的优点是：
【答案】AB（多选题）
[A]输入阻抗低，易于与上级电路相匹配。输入匹配网络因此得到简化或宽带化
[B]栅极接地阻断了屏极与阴极间的电容耦合。放大器工作更为稳定，不易自激
[C]共栅极放大形式使电路的电压放大倍数最大化
[D]共栅极放大形式使电路的非线性失真最小化
考点速览
这道题问电子管线性放大器采用共栅极（grounded grid）电路形式的优点，答案是输入阻抗低便于匹配、栅极接地阻断屏阴电容耦合这两条。短波频段的电子管线性放大器至今常见这种组态，原因不在于增益或失真指标，而在于它顺手解决了两个工程难题：多波段宽带输入匹配难做，以及三极管放大级的自激倾向。抓住这两点，错误选项就很容易识破。
栅极接地究竟改变了什么
共栅极接法的端子安排是：阴极作输入端，栅极通过旁路电容射频接地，屏极作输出端。对照晶体管电路，它相当于共基极组态。信号从阴极进入，经过阴极与栅极之间的电场控制屏流，被放大的输出从屏极取出。
这种安排带来两个直接后果。阴极作为输入端子，输入回路看到的是阴极与栅极之间的等效阻抗，其数值与管子的跨导、屏流有关，量级通常在几十欧到几百欧之间，比共阴极电路的输入阻抗低好几个数量级。栅极既然射频接地，它在管内的物理位置又正好夹在阴极与屏极之间，等于在输入与输出之间插了一面接地的屏蔽网。
低输入阻抗带来的匹配便利
短波线性放大器要覆盖多个业余波段，输入匹配网络如果按高阻抗设计，往往要用电感电容组成复杂的谐振网络，换波段就得重新调谐。共栅极的低输入阻抗把这个难题消掉大半：输入阻抗本身就落在几十到几百欧量级，用一只宽带传输线变压器就能把五十欧的激励功率送进去，网络可以做得很简单，甚至做成不调谐的宽带输入。
低阻抗还有一个附带好处，回路对电子管的极间电容、管座与引线的杂散电容不敏感，这些微小电容在高阻抗回路里会明显改变谐振点，在低阻抗回路里影响就小得多，多波段宽带匹配因此更容易做平。选项 A 说的输入阻抗低、易与上级电路匹配、匹配网络简化或宽带化，正是这条实际经验。
栅极接地为什么能提高稳定性
电子管屏极与阴极之间总存在极间电容，共阴极放大时这个电容构成一条从输出端回送到输入端的通路，屏极上的高频电压经它耦合到阴极输入回路。这条反馈通路在某些频率上形成正反馈，条件合适就自激振荡，表现为放大器不受控地啸叫、输出失控。传统解决办法是加中和电容，人为引入一路反相反馈把这条耦合抵消掉，但中和需要针对每个频段调整，多波段使用时很麻烦。
栅极射频接地后，栅极在结构上位于阴极与屏极之间，起到静电屏蔽的作用，把屏极到阴极的电容耦合路径挡住，反馈通路被切断，放大器不需要中和就能稳定工作。选项 B 说的阻断屏极与阴极间电容耦合、工作更稳定不易自激，讲的就是这个机理。对需要在多个波段上工作的短波放大器来说，省掉中和这一步意味着换波段不用重新调整稳定性。
逐项辨析
选项 C 错误。共栅极并不使电压放大倍数最大化。共栅电路的电压增益与共阴极电路大致属同一量级，近似等于跨导与负载阻抗的乘积；由于输入回路会分走一部分激励电流，共栅极的电流增益小于一，功率增益反而低于共阴极电路。采用它的理由从来不是电压增益，而是匹配与稳定。
选项 D 错误。非线性失真取决于电子管的特性曲线、静态工作点、负载阻抗与激励电平，与栅极是否接地这一组态没有必然的最小化关系。要降低失真，靠的是选取合适的偏置、把负载阻抗调到合理值以及施加负反馈。共栅极换来的是稳定性和输入匹配的便利，不是失真指标。
选项 A 正确。阴极输入使输入阻抗降到几十到几百欧量级，便于用宽带传输线变压器耦合，输入匹配网络得以简化甚至做成宽带的，这是共栅极在短波多波段放大器中被广泛采用的首要原因。
选项 B 正确。栅极射频接地在结构上屏蔽了屏极与阴极之间的电容耦合，切断了输出到输入的正反馈通路，放大器因此更稳定、不易自激，也就不需要额外的中和电路。
三种基本组态的对照
同一只电子管按接地端子的不同可以接成共阴极、共栅极、共屏极三种组态。共阴极是栅极输入、屏极输出，电压增益高、输入阻抗高，但存在屏阴电容反馈，需要中和；共栅极是阴极输入、屏极输出，输入阻抗低、免中和、稳定性好，代价是需要的激励功率更大，因为一部分推动功率会直接流到输出端去；共屏极即阴极跟随器，输出取自阴极，电压增益小于一，输入阻抗高、输出阻抗低，常作缓冲与阻抗变换。三者的取舍，说到底是在增益、阻抗与稳定性之间做交换。
应试要点
共栅极的两个关键词是低输入阻抗与免中和。低输入阻抗利于宽带匹配，栅极接地屏蔽了屏阴电容耦合，所以多波段短波电子管线性放大器愿意这么接。凡是把共栅极说成增益最高或者失真最小的选项，都错在把优点安错了地方：它的好处是稳和好匹配，不是增益和线性度。
