初級模擬電路：4-7 共集放大電路（交流分析）

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      共集放大電路的公共端為集電極，輸出信號V_o從射極取出。且由於共集放大電路的電壓放大倍數A_v近似於1（即輸出電壓等於輸入電壓），因此常被稱作射極跟隨器（emitter-follower）。由於共集放大電路和共射放大電路的形式非常類似，僅僅是從不同的極取出輸出信號，因此也有：固定偏置、分壓偏置等不同形式的電路。

      射極跟隨器的作用主要是用於阻抗匹配（impedance-matching）。它的輸入阻抗非常高、且輸出阻抗很低（與固定偏置共射放大電路的特點正好相反），因而可以在多級放大電路中，作為中繼來使用，使得電路達到比較理想的輸入輸出效果。

1. 固定偏置

      典型的固定偏置的射極跟隨器電路如下圖所示：

圖4-07.01 

      將上圖中的BJT晶體管替換成r_e等效模型後的交流等效電路如下圖所示（註意下圖中的所有電量符號都變成了交流的相量形式）：

圖4-07.02 

      和前面分析共射放大電路時類似，為分析簡便起見，我們暫不考慮輸出電阻r_o的影響。（前面我們在共射放大電路的分析中已經演示過如何考慮r_o的影響進行計算了，如果你完全掌握了那個推算方法，這裡關於r_o的影響就可以完全自己推啦。）

● 輸入阻抗：

      輸入阻抗的計算方法和前面射極偏置電路的計算方法相同：先求出不含R_B時，直接從BJT輸入端看入的“僅BJT的輸入阻抗”Z_b，然後再用Z_b和R_B並聯得到。

      對BJT的輸入端列寫KVL方程可得：

      則從BJT輸入端看入的等效電阻Z_b為：

      通常R_E為kΩ級，遠大於幾個歐姆級的r_e，如果需要的話，上式可進一步近似為：

      算出Z_b後，輸入阻抗為R_B和Z_b的並聯：

● 輸出阻抗：

      我們下麵採用標準方法計算輸出阻抗Z_o：首先將輸入端V_i短接，然後在輸出端施加一個U_o的外電源，通過計算U_o/I_o來計算Z_o，由於上面的圖4-07.02僅是用來說明用r_e模型替換成等效電路的概念的，直接用它來對電路求解顯得有點怪異，為方便列方程計算，我們將其變一下形，如下圖所示：

圖4-07.03 

      上圖可以通過對3個KVL迴路列方程求解。但是由於此圖結構比較簡單，我們直接使用觀察法來求解：觀察上圖，我們可以得到關於U_o的兩個計算式：

      從上面兩個等式我們可以得到I_b和I_o的關係式：

      將上式代入前面的任何一個U_o表達式，可得：

      由於β≈β+1，我們在上式分子分母同除β可得：

      通常由於R_E≫r_e，故上式可近似為：

● 電壓放大倍數：

      我們先分別列寫出V_o和V_i的表達式：

      然後將他們相比即可得到電壓放大倍數A_v：

      考慮到β≈β+1，上式可近似為：

      由於r_e一般為幾個歐姆，而R_E一般在kΩ級，所以射極跟隨器的電壓放大倍數A_v一般都略小於1。

      這裡電壓放大倍數A_v符號為正，說明輸入信號V_i和輸出信號V_o是同相的。

2. 分壓偏置

      分壓偏置的射極跟隨器電路如下圖所示：

圖4-07.04 

      與固定偏置相比，分壓偏置的射極跟隨器的靜態工作點更加穩定。交流分析方法和上面幾乎完全相同，結果也大致相同，僅是輸入阻抗計算時的R_B換成了：R_B1∥R_B2。

      另外，還可以通過為射極跟隨器添加集電極電阻R_C，加入R_C僅僅用於調整輸出端的靜態工作點，不會影響輸入阻抗、輸出阻抗和電壓放大繫數的計算公式，其電路如下圖所示：

圖4-07.05 

      下麵我們通過一個實際計算案例，看看射極跟隨器的輸入和輸出阻抗是不是真的有那麼理想。

案例4-7-1：對於下圖的射極跟隨器，使用r_e等效模型試求：（1）r_e的值；（2）輸入阻抗Z_i；（3）輸出阻抗Z_o；（4）電壓放大倍數A_v。

圖4-07.a1 

解：（1）r_e的值由流過三極體發射結的靜態工作電流（即I_E）決定：

（2）輸入阻抗Z_i為Z_b和R_B的並聯：

（3）輸出阻抗Z_o為：

（4）電壓放大倍數A_v為：

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