1.共集电极放大电路的组成

共集电极放大电路如图5-54a所示。图中各元件的功能与共射放大电路相同。由图5-58b的交流通路可见，输入信号 加在基极-集电极之间；输出信号 从发射极-集电极之间取出，即集电极是输入回路和输出回路的公共端。由于输出信号是从发射极取出的，故又称为“射极输出器”。

图5-54　共集电极电路及其交流通路

2.共集电极放大电路分析

与共射放大电路分析过程相似，共集电极放大电路分析分为静态分析和动态分析。

（1）静态分析

静态分析的主要任务就是计算静态工作点，首先画出对应图5-54a的直流通路，如图5-55所示，由直流通路可得

图5-55　共集电极电路的直流通路

（2）动态分析与计算

在如图5-54b所示交流通路中，用晶体管的微变等效模型代替晶体管，即得放大电路的微变等效电路，如图5-56所示。

图5-56　共集电极电路的微变等效电路

1）电压放大倍数。由图5-56可得

式中，R′L＝RE∥RL。

同理有

由式（5-42）可见，0＜≤1，表明输出电压 与输入电压 同相位，且大小近似相等，电路没有电压放大能力。通常将这种输出电压跟随输入电压变化的电路叫作“跟随器”。

2）输入电阻ri。由微变等效电路（见图5-56）的2-2′端看进去的等效电阻为

因此，输入电阻为

3）输出电阻ro。根据输出电阻的定义和求解方法，可得如图5-57所示的等效电路。先求从1-1′端看进去的等效电阻r′o。

图5-57　求ro 的等效电路

则

所以，输出电阻为

（3）共集电极放大电路的特点

1）电压放大倍数≤1，表示输出电压与输入电压 同相位，并且值近似相等，即输出电压跟随输入电压变化。

2）输入电阻ri 很大，同时与负载电阻RL 有关。

3）输出电阻ro 很小，与信号源内阻RS 有关。

4）虽然其没有电压放大作用，却有电流放大能力。其电流放大倍数为

故该放大电路具有功率放大能力。

例5-15 在图5-54电路中，已知VCC＝12V，RB＝300kΩ，RE＝5kΩ，RL＝0.5kΩ，RS＝1kΩ，β＝80，C1，C2 容抗可略去，试计算：

（1）静态工作点；

（2）输入电阻ri，输出电阻ro；

（3）电压放大倍数；

（4）如果信号源电压＝2V，求输出电压。

解 （1）静态工作点

由式（5-40）得

（2）输入电阻ri 和输出电阻ro

由式（5-43）得

ri＝RB∥[rbe＋(1＋β)(RE∥RL)]

＝300kΩ∥[1.92＋(1＋80)×(5∥0.5)]kΩ＝34.3kΩ

由式（5-44）得

（3）电压放大倍数

由式（5-41）有

当考虑Rs 时

同理，当空载RL＝∞时，可得

结果表明：当负载RL＝∞→RL＝0.5kΩ 变化较大时，＝0.995→＝0.950变化较小，放大倍数比较稳定。有无RS 时，＝0.923→＝0.950变化也较小，这是该电路的输入电阻很大，接受信号能力强的反映。

（4）输出电压

结果表明输出电压 跟随输入电压。

[思考题]

共集电极放大电路放大倍数接近于1，并不能起放大作用，其优点是什么？应用在什么场合？

习 题

5-1　把一个PN 结接成如图5-58所示的电路，试说明图中3种情况下电流表的读数有什么不同？ 为什么？

图5-58　题5-1图

5-2　在如图5-59所示的各电路图中，E＝5V，ui＝10sinωtV，二极管的正向压降可忽略不计，试分别画出输出电压的波形。

图5-59　题5-2图

5-3　在如图5-60所示各电路中，二极管为理想二极管，判断各图二极管的工作状态，并求Uo。

图5-60　题5-3图

5-4　在图5-61中，设稳压管VS1 和VS2 的稳压值分别为5V 和10V，求各电路的输出电压。

图5-61　题5-4图

5-5　在图5-62所示电路中，E＝10V，us＝30sinωtV。试用波形图表示二极管上的电压uD。

图5-62　题5-5图

5-6　在如图5-63所示电路中E＝20V，R1＝900Ω，R2＝1.1kΩ，稳压管的稳定电压UZ＝10V，最大稳定电流IZM＝8mA。试求稳压管中通过的电流IZ，是否超过IZM？ 如果超过怎么办？

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图5-63　题5-6图

5-7　在图5-64中，试求下列几种情况下输出端Y 的电位VY 及各元件（R、VDA、VDB）中通过的电流：（1）VA＝VB＝0V；（2）VA＝＋3V，VB＝0V；（3）VA＝VB＝＋3V。二极管的正向压降可忽略不计。

图5-64　题5-7图

5-8　在图5-65中，试求下列几种情况下输出端电位VY 及各元件中通过的电流：（1）VA＝＋10V，VB＝0V；（2）VA＝VB＝＋5V。设二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大。

图5-65　题5-8图

5-9　测得工作在放大电路中的几个晶体管的三个电极对地电位为V1、V2、V3，对应数值分别为：

(1)V1＝3.5V，V2＝2.8V，V3＝12V；

(2)V1＝3V，V2＝2.8V，V3＝6V；

(3)V1＝6V，V2＝11.3V，V3＝12V；

(4)V1＝6V，V2＝11.8V，V3＝12V。

判断它们是PNP型还是NPN 型？ 是硅管还是锗管？ 同时确定三个电极e，b，c。

5-10　图5-66为变压器二次侧绕组有中心抽头的单相整流电路，二次侧电压有效值为U，试分析：

图5-66　题5-10图

（1）标出负载电阻RL 上电压Uo 和滤波电容C 的极性；

（2）分别画出无滤波电容和有滤波电容两种情况下Uo 的波形。整流电压平均值Uo 与变压器二次侧电压有效值U 的数值关系如何？

（3）有无滤波电容两种情况下，二极管上所承受的最高反向电压UDRM 各为多大？

（4）如果二极管VD2 虚焊、极性接反、过载损坏造成短路，电路会出现什么问题？

（5）如果变压器二次侧中心抽头虚焊、输出端短路两种情况下电路又会出现什么问题？

5-11　在如图5-67所示电路中，已知RL1＝5kΩ，RL2＝0.3kΩ，其他参数已标在图中。试求：

图5-67　题5-11图

（1）VD1、VD2、VD3 各组成何种整流电路？

（2）计算Uo1、Uo2，及流过三只二极管电流的平均值各是多大？

（3）选择三只二极管的型号。

5-12　在如图5-19a所示的单相桥式整流电路中，已知变压器二次侧电压有效值U＝100V，RL＝1kΩ，试求Uo、Io，并选择整流二极管型号。

5-13　在图5-24中，滤波电容C＝100μF，交流电源频率f＝50 Hz，RL＝1kΩ，要求输出电压平均值Uo＝10V，问：

（1）变压器二次侧电压U 是多少？

（2）该电路工作过程中，若RL 增大，Uo 是增大还是减小？ 二极管的导通角是增大还是减小？

5-14　整流滤波电路如图5-68所示，二极管是理想元件，电容C＝500μF，负载电阻RL＝5kΩ，开关S1 闭合、S2 断开时，直流电压表（V）的读数为141.4V，求：

图5-68　题5-14图

（1）开关S1 闭合、S2 断开时，直流电流表（A）的读数；

（2）开关S1 断开、S2 闭合时，直流电流表（A）的读数（设电流表内阻为零，电压表内阻为无穷大）；

（3）两个开关均闭合时，直流电流表（A）的读数。

5-15　电路各元件如图5-69所示，合理连线，构成5V 直流电源。W7805三端集成稳压器11为输入端，12为输出端，13为公共端。

图5-69　题5-15图

5-16　设计一直流稳压电源，其输入为220V/50Hz交流电源，输出电压Uo为15V，最大输出电流为500mA，采用单相桥式整流电路（带电容滤波）和三端集成稳压器（输入输出电压差为5V）。

（1）画出电路图；

（2）确定电源变压器的变比；

（3）选择整流二极管、滤波电容和三端集成稳压器。

5-17　电路如图5-70所示，设β＝40，试确定各电路的静态工作点，指出晶体管工作于什么状态。

图5-70　题5-17图

5-18　在如图5-71a所示电路中，输入正弦信号、输出波形分别如图5-71b、c、d所示，则波形uo1和uo2各产生了何种失真？ 怎样才能消除失真？

图5-71　题5-18图

5-19　在图5-72a所示电路中，已知晶体管的UBE＝0.7 V，β＝50，rbb′＝100Ω。

（1）计算静态工作点Q；

（2）计算动态参数Au，AuS，ri，ro；

（3）若将图5-72a中晶体管射极电路改为如图5-72b所示，则（2）中参数哪些会发生变化？ 并计算之。

图5-72　题5-19图

5-20　放大电路如图5-73所示，已知晶体管的β＝60，输入电阻rbe＝1.8kΩ，US＝15mV，其他参数如图中所示。求：

图5-73　题5-20图

（1）放大电路的输入电阻ri、输出电阻ro 和电压放大倍数；

（2）信号源内阻RS＝0，分别计算放大电路带负载和不带负载时的输出电压Uo、Uo0；

（3）设RS＝0.85kΩ，求带负载时的输出电压Uo。

5-21　画出如图5-74所示放大电路的直流通路和微变等效电路。

图5-74　题5-21图

（1）计算电压放大倍数；

（2）求输入电阻ri、输出电阻ro。

5-22　共集电极放大电路如图5-75所示，已知VCC＝12 V，RB＝220kΩ，RE＝2.7kΩ，RL＝2kΩ，β＝80，rbe＝1.5kΩ，US＝200mV，RS＝500Ω。

图5-75　题5-22图

（1）画出直流通路并求静态工作点（IBQ、ICQ、UCEQ）；

（2）画出放大电路的微变等效电路；

（3）计算电压放大倍数，输入电阻ri，输出电阻ro 和源电压放大倍数。

5-23　放大电路如图5-76所示，已知晶体管的r′bb＝200Ω，β＝100。试求：

图5-76　题5-23图

（1）电路的静态工作点；

（2）两种输出情况下，放大电路的输入电阻ri；

（3）两种输出情况下的电压放大倍数和；

（4）两种输出情况下的输出电阻ro1和ro2。

5-24　放大电路如图5-77所示，已知UBE＝0.6V，β＝40。求：

图5-77　题5-24图

（1）静态工作点（IBQ、ICQ、UCEQ）；

（2）电压放大倍数；

（3）输入电阻ri，输出电阻ro。