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MC1-1184-对于双极型晶体管放大器,电压增益由低到高可以排列为

MC1-1184 要求把双极型晶体管三种放大器按电压增益由低到高排列,答案是共集电极、共基极、共发射极。射极跟随器增益略小于一故最低;共基极与共发射极均属高增益,判据落在电流增益 α 小于一而 β 大于一,故共基极居中;文中并给出反相与同相的辅助线索。

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【题目编号】MC1-1184

【题目】对于双极型晶体管放大器,电压增益由低到高可以排列为:

【答案】A

[A]共集电极放大器、共基极放大器、共发射极放大器

[B]共基极放大器、共发射极放大器、共集电极放大器

[C]共集电极放大器、共发射极放大器、共基极放大器

[D]共发射极放大器、共集电极放大器、共基极放大器

考点速览

题目要求把双极型晶体管三种放大器按电压增益由低到高排列,答案是共集电极、共基极、共发射极。这道题的难点不在排序本身,而在三种组态的电压增益有两个都算"大",只差一个名次。分得开它们,靠的是电流增益这条旁证:α 恒小于一,β 却可以远大于一。至于共集电极,它的电压增益连一都过不去,垫底没有争议。

电压增益量的是什么

电压增益是输出电压与输入电压之比,没有单位,习惯用分贝表示,换算方式是二十乘以比值的常用对数。比值取十,就是二十分贝;取一百,就是四十分贝。射频与音频里说"这一级有多少分贝增益",说的就是这个量。放大器把信号放大,本质是把直流电源的能量按输入信号的形状重新分配,因此输出电压的摆幅受电源电压与管子工作点限制,增益不会凭空无限大。

三种组态的电压增益差别,根源在输入输出端取在哪两个电极上。信号从基极进、从集电极出,输入电压落在基极与发射极之间,输出电流在集电极负载上产生电压,这就是共发射极;信号从发射极进、从集电极出,输入电压落在发射结上,输出仍在集电极负载上,这是共基极;信号从基极进、从发射极出,输出与输入只差一个发射结压降的变化量,这是共集电极。

射极跟随器为什么垫底

共集电极电路的输出电压是发射极对地电压,它等于基极电压减去发射结压降。基极电压抬高一点,发射极跟着抬高几乎同样多,两者的变化量之比就是电压增益,数值略小于一,通常说零点九八到零点九九九之间。它永不超过一,因为发射结上总有一小段信号电压被消耗掉。

增益不到一并不等于没有用。射极跟随器的输入电流是基极电流,输出电流是发射极电流,放大了一百倍上下,功率增益仍然可观;加上输入阻抗高、输出阻抗低,它是放大器链里最好用的缓冲级与输出级。看电路不能只盯电压增益一项。

共基极与共发射极的高低之分

共发射极的电压增益公式里出现 β:集电极负载电阻上的电压变化,由集电极电流变化乘负载得到,而集电极电流变化是基极电流变化的一百倍上下,所以同样的输入电流能换来很大的输出电压变化。共基极的输入是发射极电流,输出是集电极电流,两者只差系数 α,电流上没有放大;它的电压增益来自极低的输入阻抗与较高的输出阻抗之比,量级同样不小,属于"大"的一档。

把两者排先后,用的判据是电流增益:α 小于一,β 大于一。同一口径下,共发射极在电压增益上列在共基极之前。共集电极因为增益不到一,排在最低。由低到高就是共集电极、共基极、共发射极。

顺带记住相位这条附加线索。共发射极输出与输入反相,相位差一百八十度;共基极与共集电极都是同相。做多级放大器时,反相级与同相级数一遍,就知道整机的相位关系,负反馈接法也靠它判断。

逐项辨析

选项 A 正确:共集电极增益略小于一,共基极与共发射极都属于高增益一档而共基极电流增益小于一排在中间,三者由低到高正是这个顺序。

选项 B 把共集电极放到最高位。射极跟随器的电压增益连一都不到,把它说成三种组态里电压增益最大的,与它"跟随"这个名字本身就矛盾。

选项 C 把共基极与共发射极对调。两者都属于高增益,判断题库采用的口径是电流增益:α 小于一、β 大于一,共基极在前。

选项 D 把共发射极放在最低位,同样与它的特点相反。共发射极是三种组态里综合放大能力最强的一种,电压增益与电流增益都不小。

易混淆点:增益大不等于什么都好

共发射极电压增益最高,代价是输入电容被米勒效应放大,高频响应变差,容易自激;共基极电压增益同样不小,输入阻抗低、高频稳定好,缺点是要有足够大的输入电流驱动;共集电极电压增益最小,却在阻抗变换与驱动能力上无可替代。把三者安排进一台收发信机,通常是共集电极做输入缓冲、共发射极做中频电压放大、必要时用共基极处理高频段或者与共发射极组成级联。增益只是选型的一项指标,噪声、带宽、稳定性、驱动能力都要一起看。

另外,增益的数值与负载有关。公式里的集电极负载是管子集电极输出电阻与外部负载的并联值,外部负载变小,增益随之下降。同一张电路图,负载接不同的东西,增益可以差好几倍,估算时要先确认负载。

应试要点

记一串:共集电极电压增益略小于一,共基极与共发射极都大而共基极电流增益小于一,所以由低到高是共集电极、共基极、共发射极。相位一起背:共发射极反相,共基极与共集电极同相。增益的负载相关性也要记住,别把公式算出的数当成固定值。

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