模拟电路仿真LTspice（3）：三极管共发射极放大电路

好久没有回顾旧知识了，重新温习一下模拟电路，若有误之处，烦请指教。

共发射极放大电路可以从直流和交流两方面来分析：

1.直流分析

为了保证不失真，静态工作点的选择是十分重要的。一般Vce（集电极电压）是电源电压的一半时最合适，然后反推基极电阻的选择。图中三极管的参数，Vceo=30V（最大ce间电压），Ic=800mA（最大c极电流），hfe随着Ic变化而变化。

从图中我们可以看到： $h_{FE}$ 直流增益并不是恒定的，比如 $I_{C}=10mA$ ， $h_{FE}$ 不小于75的； $I_{C}=150mA$ 时， $h_{FE}$ 在100到300之间。可见 $h_{FE}$ 是与 $I_{C}$ 有关的。所以通过提高 $I_{B}$ 来提高 $I_{C}$ 是不大好的。

Vce=1/2VCC=6V
Ic=Vce/R2=6/1.5k=4mA
Ib=Ic/β=20uA
Rb=(VCC-0.7)/Ib=565k

以上是理论计算，还得根据实测来验证。下图是电源的设置

Vce=5.77V
Ic=4.15mA
Ib=20uA

2.交流分析

交流输入源位如下图所示：

运行结果：

可以看到输出的峰值是215mV，放大倍数为：A=-215mV/1mV=-215。

下面增大输入源为幅度30mV

输入源处于峰值即增大100mV，Ib增大，Ic增大，

Ic在峰值时，Vce处于波谷，出现波谷变平，即饱和失真；

输入源处于波谷即减小100mV，Ib减小，Ic减小，

Ic在峰谷时，Vce处于波峰，出现波峰变平，即截止失真。
所谓的饱和和截止是以Ic来看的，而不是Vce来看的，Ic大饱和，Ic小截止。

共发射极电路的缺点就是没有负反馈，当温度升高或降低时都会影响静态工作点。

动态分析：

$U_{i}=I_{i}r_{be}=I_{b}r_{be}$

$U_{o}=-I_{c}R_{c}//R_{L}$

$\therefore A_{u}=\frac{U_{o}}{U_{i}}=\frac{-I_{c}R_{c}//R_{L}}{-I_{b}r_{be}}=\frac{-\beta R_{L}^{'}}{r_{be}}$

当没有RL的时候，Au=-β*Rc/rbe=-200*1.5k/1.5k=-200，实际电路测试-215，与理论计算差不多。

3.手册说明

数据手册的重要性就不多说了，那么我们主要看啥呢？

①器件封装

打开手册，都会有元器件的封装、外观信息，如TO-18，TO-92，SOT-23等，还表明了三极管的极性和引脚信息。

②器件用途

一般封面就会有器件是NPN型还是PNP型，用于做啥，如放大器啥的。

③极限参数

极限值反映了三极管极间电压的额定值、电流最大值、储存温度等信息，它是三极管的“生命红线”。例如：从图中可以看到额定功率是P=500mW，如果用 $P=I_{C}\times V_{CEO}=30*800mW=24W$ 来计算就会远远大于额定功率，所以三极管绝对不能让Vce和Ic同时工作在最大值。

④ $h_{FE}$ 直流增益的变化

具体说明见上面直流部分。

⑤饱和电压Vce(sat)

三极管处于饱和状态时，ce间的电压，讨论Vce饱和电压是由于三极管作为开关的状态。

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