共射放大电路为什么会失真（为什么没有放大）

除了前两篇是偏理论，后四篇是偏工程应用。其实都是围绕一个电路在讨论：为什么会失真？为什么它放大了吗？

在第六篇文章中，我们指出了上一篇文章中存在的问题，并讨论了电流放大系数、截止频率f和特征频率fT之间的关系。然而，我们仍然没有无法区分100kHz、10MHz、100MHz和300MHz的输入信号。

一个问题

照例先抛出一个问题：共发射极三极管放大电路，为什么输入信号的频率不一样，输出信号的幅度也不一样？这里不考虑饱和失真和截止失真。这个问题赢了这不是一个面试问题，面试官不会赢。不要问得这么棘手。

交流通道的前提条件

说到共发射极三极管放大电路的交流通道，我想很多朋友都很熟悉。大学教师也说过，建立沟通渠道需要：

(1)将内阻小的DC电压源视为短路，将内阻大的DC电流源视为开路；

(2)将电容(电容较大)视为短路；

是的，这里的一切都是对的。但有一个条件：输入信号需要在CE(共发射极)配置电路的中频频段。在这种条件下，仍有两项内容被认为已经达成一致。

结电容(Cb c、CB e)的三极管被视为开路；

放大电路中的耦合电容和旁路电容视为短路；

这里的(2)对应于前面画出的通信信道中的(2)。

然而，如果信号频率超过中频带的上限频率并进入高频带，结电容的阻抗(Cb c、Cb e)在减小，不能再认为是开路了。这时，Cb c和Cb 通信信道中应考虑e。

同样，如果信号频率低于中频段下限频率，进入低频段，此时三极管的耦合电容和光纤通道阻抗会增大，不能再视为短路。此时，对于的交流通道，应考虑耦合电容(上图中的C1、C2)的影响。

CE放大电路中频带的Av

上一篇文章提到，我把电流放大系数和电压放大系数Av搞混了。开头所示的CE配置放大电路的电压放大倍数Av是多少？

不妨，让先画出CE配置放大电路的交流通道，如上图右侧所示。

有了通信信道，我们就可以很容易地计算出Vo和Vi，如上图所示。

当(1 )为r时，rbe的影响可以忽略。而和1 也可以近似四舍五入。

当RL足够大时，Rc||RL可以近似等于Rc，有：

乍一看，这个电压放大Av只与Rc和Re有关，与频率无关。是的，在中频段，确实可以有这样的近似关系。

CE放大器电路高频等效电路

上图是CE放大电路在中频段的等效电路。如果进入高频段，结电容Cb c和Cb 应该考虑e，不能再当作开路了。

下面左框中的电路是CE放大电路的高频等效电路。注意Cb c连接在B和C，它相当于输入回路和输出回路。这会使电路的计算变得复杂，我们需要进一步简化它。

等效的米勒电容可以变换Cb c分成两部分：输入循环和输出循环。Cb 相当于输入回路的c可以定量记录为(1 gmR l)Cb c，以及Cb c相当于输出回路大约等于CB c(容量很小，可以忽略)。如何等价这里不讨论。图右侧方框中，米勒后CE放大电路的高频等效电路；的等效物。

CE放大电路的高频截止fh

上面说了CE放大器的高频等效电路

利用R和C参数，我们可以很容易地得到等效电路的截止频率fh。

实际偏差计算

它都是公式，一点都不实用。让让我们实际计算一下。小黑板准备好了。下图显示了手动推导和计算硬件微讲堂。

把Cb1，Cb2，Rb1，Rb2，Rc，Re，RL的值列清楚，然后假设(或查询)VBEQ，0，Cb c、fT和rbb

计算静态工作点IEQ，这是计算rb e；

计算跨导gm，发射极电阻Re等效于电阻rb e的输入电路和结电容Cb e；

米勒后计算R和s等值和戴维宁等价。

因为原电路中没有考虑电压源VS的内阻Rs，所以暂时忽略电压源Vs的数据。这样计算出fh大约为1MHz。考虑到有些参数的值是估计值，在计算过程中有很多近似，这个值和现实可能会有一些偏差。

TINA-TI模拟

让让我们用TINA-TI做一个仿真，看看频率响应的效果。可以通过两个渠道来模拟。

分析-交流分析-选择振幅

TM-信号分析仪-选择分贝量级

上图显示了CE配置放大器电路在中频和高频下的频率响应，与低通滤波器的频率响应有些相似。从图中可以看出，发布的FH为7.26 MHz。虽然和我们计算的1MHz有出入，但也不远了。

该图也可以解释为什么输出信号的幅度在10MHz、100MHz、200MHz和300MHz时不同。此时，由于信号频率已经超过了中频段的上限频率，进入了高频段，因此放大电路的增益一直随着频率的增加而减小。

在f=100MHz时，增益=1.15dB，换算成电压放大系数Av=1.14156；

f=200MHz时，增益=0.662dB，换算成电压放大系数Av=1.079195；

f=300MHz时，增益=0.423dB，换算成电压放大系数Av=1.049905。

因此，当输入频率为100M、200M和300MHz的信号时，由于电压放大系数Av太小，放大器电路作为一个整体失去其放大功能。

f=85kHz时，Gaim=13.69dB，换算成电压放大系数Av=4.83。接近5倍，但只是我们之前推导的中频频段Rc/Re=5的增益关系。

摘要

写到这里，最后解释一下前置共射放大电路不放大。

现在整理一下我们今天讨论的内容：

问题：为什么共发射极三极管放大电路中输入信号的频率不同，输出信号的幅度也不同？

得出沟通渠道的前提条件；

CE放大电路中频带Av的推导过程和近似结果；

CE放大电路的高频等效电路及其高频截止fh推导过程；

用TINA-TI模拟ce放大电路中高频段的幅频对应关系；

根据仿真结果，分析不同频率下输入信号的增益效应。

审计刘清