共集基本放大電路的特性仿真分析-KIA MOS管

共集放大電路如圖所示，設(shè)置其靜態(tài)集電極電流與共射和共基放大電路基本相同， 耦合方式也相同。信號(hào)源采用有效值 20mV、頻率為 1MHz 的正弦信號(hào)（其目的是在共集放大電路的中頻段進(jìn)行測試），信號(hào)源內(nèi)阻 RS 取值 100Ω（模擬低內(nèi)阻電壓源） 。

圖 共集放大電路的輸出波形

分別讀取信號(hào)源經(jīng)內(nèi)阻后的輸入信號(hào)的峰峰值，輸出信號(hào)的峰峰值，并做比值，即可得到放大電路的放大倍數(shù)：

Au = Uop-p/Uip-p = 2.769V/2.798V = 0.9896

當(dāng)斷開負(fù)載電阻 RL（即空載）時(shí)的電壓放大倍數(shù)（仿真圖略）：

Au = Uop-p/Uip-p = 2.778V/2.793V = 0.9946

可見，當(dāng)負(fù)載電阻 RL 與放大電路的射極電阻 Re 相等時(shí)，負(fù)載后放大倍數(shù)略有下降，說明共集放大電路的負(fù)載能力很強(qiáng)，這是由于其輸出電阻（Ro ≈ (Rs + rbe)/(1 + β) // Re） 很低造成的。 

在示波器上還可以看出，輸入信號(hào)的正向峰值對(duì)應(yīng)輸出信號(hào)的正向峰值，說明在中頻段共集放大電路的輸入與輸出信號(hào)的極性相同。

若信號(hào)源內(nèi)阻 RS 增加到 1kΩ，輸入和輸出信號(hào)略有下降，沒有重大影響，這是由于共集放大電路輸入電阻（Ri = Rb1 // Rb2 // [rbe+(1 +β)*(Re//RL)]） 很高造成的。

可見，共集放大電路信號(hào)獲取能力和負(fù)載能力都很強(qiáng)，而且其輸入信號(hào)與輸出信號(hào)的極性相同，幅度也接近，所以共集放大電路也稱為射極跟隨器，可以作為輸入、輸出緩沖級(jí)使用。

圖 共集放大電路的波特圖

上圖為共集放大電路 AC. Analysis（交流小信號(hào)分析） 。移動(dòng)光標(biāo)測量縱坐標(biāo)的最大值（即中頻放大倍數(shù) AUM ＝ 986.4522m） 處， 再將 T1 和 T2 分別向低頻和高頻方向移動(dòng)到縱坐標(biāo)約為 0.707AUM （＝ 697.422）處， 分別測得下限 fL ＝ 5.4268Hz 和上限截止頻率 fH ＝ 759.6MHz。

從以上的仿真結(jié)果可以看出，靜態(tài)參數(shù)基本一致的共射、共基和共集放大電路相比，共集放大電路的上限截止頻率比共射和共基均高很多，說明共集放大電路的高頻特性好。

通用型集成運(yùn)算放大器的輸入級(jí)通常采用共集－共基差分放大電路，中間級(jí)采用共射放大電路，輸出級(jí)采用互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路，其級(jí)連方式為共集→共基→共射→互補(bǔ)共集組成的多級(jí)放大電路。究其原因主要是考慮級(jí)間信號(hào)傳輸與放大。

輸入級(jí)之所以采用共集－共基組合，是因?yàn)楣布糯箅娐份斎腚娮韬芨撸瑥男盘?hào)源獲取信號(hào)能力強(qiáng)；而共集的輸出電阻低，與共基的輸入電阻相當(dāng)，前者的輸出電阻就是后者的輸入電阻，剛好匹配。

從輸入級(jí)到中間級(jí)的共基－共射級(jí)連也是如此，共基的輸出電阻與共射的輸入電阻值相當(dāng)，有利于信號(hào)傳輸。輸出級(jí)互補(bǔ)對(duì)稱功放電路實(shí)際上是輪流工作的 NPN 和 PNP 管分別構(gòu)成的共集放大電路，其獲取信號(hào)能力和負(fù)載能力都很強(qiáng)，且具有電流放大作用，是輸出級(jí)的不二選擇。

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