模擬電子電路中三極管三種組態案例教學法

馬強

摘要：在模擬電子技術課程“放大電路”一章的教學中，有三極管放大電路三種組態的內容，即：共發射極放大電路、共集電極放大電路、共基極放大電路。這三種組態各有特點，因此用在不同的放大電路應用中。在教學中，如何讓同學理解好這三種放大電路組態各自的特點及應用是教學中的一個難點，筆者通過案例教學法，加深了學生理解這三種組態各自的特點，提高了學生的學習興趣，達到了較好的學習效果。

關鍵詞：模擬電子電路；三極管；三種組態；案例教學

中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）36-0184-02

一、三極管放大電路三種組態的共同點

三極管作為放大器件，其主要作用是用來放大交流信號的，但不管其接成任何一種組態，直流偏置都應該是一樣的，即發射極正偏、集電極反偏，這樣才能滿足組成三極管放大電路的基本偏置條件，如圖1所示。

二、三極管放大電路三種組態的判斷

三極管放大電路的這三種組態的主要特點就在這個“共”字上，即哪個極作為輸入、輸出信號的交流信號公共端，圖2、圖3、圖4分別畫出了共發射極放大電路、共集電極放大電路、共基極放大電路的交流通路示意圖。

在確定了公共端后，還要看輸入信號加在三極管的哪個電極，輸出信號從哪個電極輸出。共發射極放大電路，信號由基極輸入，集電極輸出；共集電極放大電路，信號從基極輸入，發射極輸出；共基極放大電路，信號從發射極輸入，集電極輸出。

三、三極管放大電路三種組態的特點和用途

三極管放大電路三種組態在理論上有何區別呢？這是讓學生了解和掌握這三種組態特點的關鍵。首先把三極管看成一個四端網絡，通過微變等效分析法可分析出三極管放大電路三種組態的各自特點，如表1所示。

通過表1我們可以分析出：共發射極組態電壓、電流放大倍數高，輸入電阻中等，輸出電阻高，因此該種組態一般適用于放大電路的中間極；共集電極組態電壓放大倍數低，電流放大倍數高，最主要的特征是輸入電阻高，輸出電阻低，因此該種電路適用于輸入、輸出級及緩沖級；共基極組態電壓放大倍數高，電流放大倍數低，輸入電阻低，輸出電阻高，頻率特性好是它的重要特性，因此常用于高頻電路或寬帶放大器。

四、三極管放大電路不同組態組合放大電路

在講完三級管放大電路三種基本組態后，要想進一步擴充學生的知識面，就要介紹一下三極管放大電路不同組態組合放大電路。在現實中，可根據三極管三種組態的不同特點，將其中任意兩種組態進行組合，構成三極管放大電路的不同組態組合，以充分發揮各自的特點。

（一）共射—共基組合放大電路

共射—共基組合放大電路的交流通路如圖5所示，在這兩種組態組合放大電路中，后級的輸入電阻是前級的負載，由于后級共基極放大電路輸入電阻很小，致使前級共發射極組態的電壓增益很小，整個電路的電壓增益主要由共基極放大電路提供，由于共基極放大電路的頻帶寬，所以這種組合電路特別適用于高頻工作，常常用于視頻放大電路。

（二）共集—共射組合放大電路

共集—共射組合放大電路的交流通路如圖6所示，第一級共集電極電路主要特點是輸入電阻高，用于提高整個電路的輸入電阻，第二級共發射極電路主要用于提高電路的放大倍數。

五、三極管放大電路三種組態及組合的實際案例分析

讓學生能夠理解三極管放大電路三種組態的不同應用是讓學生正確理解好這一問題的關鍵，而實際案例教學是解決好這一問題的最好方法。在教學中，筆者通過以下實例來幫助學生理解和分析這一問題。

實例1：視頻放大及視頻輸出電路。

一般電視機都有音頻、視頻輸入輸出轉換板，這里給學生介紹一下視頻輸入信號輸入端子部分電路的例子，視頻輸入端子是為VCD等視頻設備提供視頻輸入信號的輸入端，這個電路一般有兩部分，一部分為視頻放大部分，另一部分為視頻信號放大后與內部電路的緩沖及阻抗匹配部分，這兩部分由于功能不同，所以各有特點。視頻放大部分因主要完成的是視頻放大，且視頻信號頻率較高，故應采用寬帶放大器，因此用共基極放大電路較適宜。而與內部電路連接需考慮阻抗匹配，輸出阻抗要低，因此應采用共集電極放大電路。

圖7為某品牌電視機的這一視頻放大轉換電路。課上要對這一電路進行簡單分析以加強學生的讀圖能力和分析問題、解決問題的能力。R1、R2、R3、R4、C1、VT1組成共基極放大電路，外接視頻輸出設備，輸入視頻信號從VT1發射極輸入，集電極輸出，C1為VT1基極交流接地電容；R5、R6、R7、VT2組成共集電極放大電路，視頻信號通過C2從VT2基極輸入，發射極輸出。這兩級電路由于功能不同，分別采用了不同的組態形式，保證了視頻信號的放大及與內部電路之間的阻抗匹配。通過這一實例使學生理解三極管各種組態在電路中的作用，由于問題是從實際案例出發，因此提高了學生的學習興趣，增強了學生的學習動力，取得了較好的學習效果。

實例2：超外差收音機高放與混頻電路。

這個例子是我們經常使用的超外差式收音機電路的一部分，而且是用一個三極管分別組成共發射極和共基極放大電路以完成高頻放大和混頻兩個功能的電路，實際電路如圖8所示。在講這個實例之前先給學生介紹一些超外差收音機的原理，使學生對這個實例更容易理解。從圖8中可分析出，雙聯可變電容器的一部分CA與磁棒線圈B1的主線圈組成了一個串聯諧振電路，利用這個電路的選頻特性并通過調節可變電容CA對高頻信號進行選頻，以選出要收聽的電臺電磁波信號，這個高頻電臺信號通過磁棒主副線圈的耦合作用傳送到三極管VT1的基極，對于這個電臺高頻信號，三極管VT1組成的是共發射極放大電路，放大后的電臺高頻信號從集電極輸出。同時三極管VT1與振蕩線圈B2及雙聯可變電容的一部分CB組成共基極振蕩電路。這里有兩個信號：①高頻電臺信號f1；②振蕩器的振蕩信號f2。這兩個信號同時在VT1基極輸入端進行疊加，利用三極管的非線性產生兩個頻率：f2-f1和f2+f1，在通過選頻網絡選出f2-f1，這就是超外差收音機中的465KHZ中頻信號，這個中頻信號再經過中頻放大、檢波、功率放大推動揚聲器發出聲音。這里主要是介紹混頻電路，因為這個電路既含有共發射極放大電路又含有共基極振蕩電路，是一個三極管分別組成兩個組態放大電路的實例，因此分析好這個電路對于學生掌握三極管三種組態的應用具有很大的幫助。

六、結語

三極管放大電路三種組態是模擬電子技術課程中較難學的一部分內容，如何讓學生學懂、學好這部分內容是授課教師需要考慮的問題。筆者通過改進教學方法，用案例法進行授課，從而取得了較好的教學效果。

參考文獻：

[1]李小珉.電子技術基礎[M].北京：電子工業出版社，2013.

[2]張志良.模擬電子技術基礎[M].北京：機械工業出版社，2012.

[3]付植桐.電子技術[M].北京：高等教育出版社，2012.