共基放大电路特性的仿真分析图解-KIA MOS管
共基放大电路如图所示,观察其直流通路,可以看出与分压式共射放大电路一致,两者有相同的静态工作点。
信号源采用有效值 20mV、频率为 1MHz 的正弦信号(其目的是在共基放大电路的中频段进行测试),信号源内阻 RS 取值 20Ω(与共基放大电路的输入电阻匹配以利于获取输入信号) 。
图 共基放大电路的输出波形
分别读取信号源经内阻后的输入信号的峰峰值,输出信号的峰峰值,并做比值,即可得到放大电路的放大倍数:
Au = Uop-p/Uip-p = 2.76V/20mV = 138
在放大电路各器件的参数一致的情况下,放大倍数与参考的文章略有差异,可能是仿真模型和仿真工具的差异。
当断开负载电阻 RL(即空载)时的电压放大倍数(仿真图略):
Au = Uop-p/Uip-p = 260
可见,当负载电阻 RL 与集电极负载电阻 RC 相等时,负载后放大倍数约下降了一半,说明共基放大电路的负载能力不强,这是由于共基放大电路输出电阻(Ro ≈ Rc)较大造成的。
在示波器上还可以看出,输入信号的正向峰值对应输出信号的正向峰值,说明在中频段共基放大电路输入与输出信号的极性相同。
若信号源内阻 RS 增加到 200Ω,输入和输出信号将大幅度下降,说明共基放大电路对电压信号的获取能力很弱,这是由于其输入电阻(Ri ≈ rbe/(1 + β) // Re)很低造成的。
图 共基放大电路的波特图
图为共基放大电路 AC. Analysis(交流小信号分析) 。移动光标测量纵坐标的最大值(即中频放大倍数 AUM= 42.5550) 处, 再将 T1 和 T2 分别向低频和高频方向移动到纵坐标约为 0.707AUM(= 30.086) 处, 分别测得下限 fL = 41.39Hz 和上限截止频率 fH = 9.75MHz。
从以上的仿真结果可以看出,参数基本一致的共射和共基放大电路,电压放大倍数相当,但是共基放大电路的上限截止频率比共射高很多。说明共基放大电路的高频特性好,这也是共基放大电路常用于高频振荡电路中的原因。
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