放大器输入输出阻抗分析
晶体管放大器的输入阻抗随电路拓扑和偏置显著变化。虽然真实阻抗是复杂且频率相关的,但实用近似为三种基本配置提供了清晰指导。
对于共集电极(射极跟随器),输入电阻简单地等于发射极电阻乘以电流增益:
Rin = \beta RE
共发射极级稍复杂,因为必须考虑内部发射极电阻 ree:
内部发射极电阻由下式给出:
ree = \dfrac{KT}{IE}\quad \text{其中}\quad K = 1.38\times10^{-23}\,\text{W·s/K},\;T \approx 300\,\text{K}
对于硅晶体管,常数简化为每毫安发射极电流约 26 mV:
ree \approx \dfrac{26\,\text{mV}}{IE\,(\text{A})}
因此,共发射极级的输入电阻为:
Rin = \beta\,ree
示例:β = 100,发射极偏置 1 mA 时,
ree = \dfrac{26\,\text{mV}}{1\,\text{mA}} = 0.26\,\Omega
Rin = 100 \times 0.26\,\Omega = 26\,\Omega
对于包含外部发射极电阻 RE 的共集电极级,更准确的输入电阻估计为:
Rin = \beta\,(RE + ree)
此表达式也适用于包含发射极电阻的共发射极配置。
共基极配置输入阻抗显著较低,基本等于内部发射极电阻:
Rin = ree
高输入阻抗使共集电极成为驱动高阻抗源(如晶体或陶瓷麦克风)的理想选择。共基极的低输入阻抗适用于射频应用,需匹配 50 Ω 同轴馈线。共发射极级提供中等输入阻抗,适合动圈麦克风等中等阻抗源。
三种基本配置的输出阻抗汇总如下图。共发射极级的中等输出阻抗解释了其作为通用放大任务的流行原因。共集电极级极低的输出阻抗用于阻抗匹配,例如无变压器连接 4 Ω 扬声器。输出电阻的闭式表达式更复杂;参见 R. Victor Jones 推导(参考 [RVJ])。

放大器特性改编自 GE 晶体管手册,图 1.21。
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- 参考上图直观对比输入输出阻抗。
相关工作表
- A 类 BJT 放大器
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