【题目编号】MC1-1150
【题目】图中的电路为:
【答案】A
[A]共基极放大器
[B]共发射极放大器
[C]共集电极放大器
[D]共栅极放大器
考点速览
这是一道看图判组态的题。放大电路按哪个电极充当输入回路与输出回路的公共端来分类:双极型三极管有共发射极、共基极、共集电极三种基本组态,场效应管则对应共源极、共栅极、共漏极。判图时元件的疏密排布、电源画在上面还是下面都不重要,要紧的只有一件事——交流信号从哪里进、从哪里出、剩下那个电极在交流上接到哪里。
判图三问:先找交流公共端
第一问,输入信号加在哪两个端点之间;第二问,输出信号从哪两个端点取出;第三问,这两组端口共同的那个电极是哪一个。共同的那个极就是组态名字的来源。这里说的“共同”指交流意义上的公共端,直流电位完全不必等于零——电源正极在直流上当然不是地,但电源两端通常接有容量足够的旁路电容,或者电源本身内阻很低,对交流信号而言就等于接地,所以接电源的电极照样可以充当交流公共端。本题的电路图里,基极经电容接地,交流上成了公共端,输入落在发射极上,输出落在集电极上。
共基极电路的性能清单
输入端口直接落在正向偏置的发射结上,这个结的交流电阻很小,因此输入阻抗极低,通常只有几十欧量级;输出端口落在反向偏置的集电结上,输出阻抗很高,可达几十千欧。电流增益约等于一,原因是输入电流与输出电流几乎就是同一股电流穿管而过——发射极电流进、集电极电流出,两者只差一个基极电流,比值略小于一。电压增益却能做得与共发射极相当甚至更高,因此功率增益中等。输出电压与输入电压同相,这一点与共发射极接法恰好相反。整个电路不提供电流放大能力,却换来相当好的高频特性,这是它最值钱的地方。
输入阻抗低在射频场合并不全是缺点。五十欧的同轴馈线接到几十欧的输入阻抗上,两者量级接近,宽带匹配反而容易做,用几只电阻电容就能在整个短波频段压住驻波比;若换成输入阻抗几百欧到几千欧的共发射极,宽带匹配的网络就复杂得多。
密勒效应与高频优势
集电极与基极之间是反向偏置的集电结,存在一个不大的结电容。在共发射极接法里,这只电容跨接在输入端与输出端之间,输出端电压的变化会通过它把电流送回输入端,等效到输入端等于一只被放大了“一加电压增益倍数”那么多倍的电容,这个现象叫密勒效应(Miller effect)。它把放大器的输入电容撑大、高频增益压下去,是共发射极电路在高频段受限的主因。共基极接法里基极是交流地,集电结电容一头接输出、一头接地,不再跨接在输入与输出之间,密勒效应无从发生,同型号三极管在共基极接法下能工作到高得多的频率。射频小信号放大、宽带放大以及不少振荡电路采用共基极,理由就在这里。
顺带记一个数量关系:电流放大倍数 β 为一百时,共基极的电流增益 α 等于 β 除以 β 与一之和,约等于零点九九,比一略小;β 越大,α 越接近一。所以共基极电路的功率增益主要靠电压增益贡献,指望它提供电流放大是不现实的。
逐项辨析
选项 A 正确。图中基极交流接地,输入取自发射极、输出取自集电极,两组端口共用的电极是基极,属于共基极放大器,与判图三问的结论一致。
选项 B 错误。共发射极接法的公共端是发射极,发射极必须交流接地,通常是在发射极电阻两端并联一只旁路电容来实现。本题交流接地的电极是基极,输入又落在发射极上,与共发射极的结构差了一个电极。
选项 C 错误。共集电极接法的公共端是集电极,信号从基极进、从发射极出,输出端就在发射极上,输出电压跟随输入电压,俗称射极跟随器。本题的输出取自集电极,与共集电极不符。
选项 D 错误。共栅极是场效应管的三种组态之一,场效应管的三个电极叫栅极、源极、漏极,根本没有发射极与集电极这两个名字。本题电路里画的是双极型三极管的符号,管型不对,这个选项首先就张冠李戴,直接排除。
应试要点
判图三问固定不动:信号从哪进、从哪出、剩下哪个极交流接地。基极接地就是共基极,配套记住“输入低阻、输出高阻、电流增益约一、同相、高频好”。选项里出现共栅极、共源极、共漏极时,先看电路用的是三极管还是场效应管,管型不符的立刻划掉,这一步往往比逐段分析电路还快。