共集放大电路分析：静态与动态

"本文主要介绍了基本共集放大电路的静态分析和动态分析，以及等效电路法在分析中的应用，包括直流模型和晶体管的h参数等效模型。" 共集放大电路，又称为射极跟随器，是电子放大电路的一种基本形式。它具有输入阻抗高、输出阻抗低、电压增益略小于1的特点，常用于信号缓冲和多级放大电路中。 在静态分析中，我们关注的是放大电路的直流工作点，即Q点。静态工作点决定了电路在没有输入信号时的工作状态。对于晶体管来说，Q点通常由偏置电路设定，确保晶体管工作在放大区。直流模型是通过将非线性的半导体器件（如BJT或FET）简化为线性元件来分析Q点的方法。例如，二极管可以被等效为理想的电压源或开关，而晶体管则可以被简化为电流控制的电流源。在这种模型下，输入回路被等效为一个恒压源，输出回路则表现为一个受控电流源。 晶体管的h参数等效模型，也称为交流等效模型，用于分析晶体管在低频小信号条件下的行为。h参数是表征晶体管交流特性的无量纲参数，包括h11、h21、h12、h22等，它们描述了晶体管各端口之间的电压和电流关系。例如，h11表示基极-发射极间的动态电阻，h21代表输入电流对输出电流的影响（即电流放大系数），而h12和h22则涉及内部反馈效应。在某些情况下，如果h12和h22对电路性能的影响较小，可以忽略不计，简化分析。 动态分析涉及到放大电路在交流信号作用下的行为。当有输入信号时，晶体管的基极-发射极电阻rbe会影响输入电阻，而集电极-发射极电阻rce则影响输出电阻。通过分析输入和输出回路的电流和电压关系，可以计算放大电路的电压增益、输入电阻和输出电阻等关键参数。例如，共集放大电路的电压增益大约等于1（略小于1），这是因为输出电压与输入电压变化之间的比例关系。 在实际应用中，为了准确计算这些参数，我们需要考虑晶体管的内部电阻，如基区体电阻、发射结电阻和发射区体电阻。在某些情况下，这些电阻的数值很小，可以忽略不计。通过PN结的电流方程，我们可以估算这些电阻，并据此确定Q点。 基本共集放大电路的分析结合了直流模型和交流等效模型，通过对晶体管h参数的分析，可以深入理解其在静态和动态条件下的工作原理，这对于设计和调试放大电路至关重要。