模拟电子电路中三极管三种组态案例教学法

摘要：在模拟电子技术课程“放大电路”一章的教学中，有三极管放大电路三种组态的内容，即：共发射极放大电路、共集电极放大电路、共基极放大电路。这三种组态各有特点，因此用在不同的放大电路应用中。在教学中，如何让同学理解好这三种放大电路组态各自的特点及应用是教学中的一个难点，笔者通过案例教学法，加深了学生理解这三种组态各自的特点，提高了学生的学习兴趣，达到了较好的学习效果。

关键词：模拟电子电路；三极管；三种组态；案例教学

中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）36-0184-02

一、三极管放大电路三种组态的共同点

三极管作为放大器件，其主要作用是用来放大交流信号的，但不管其接成任何一种组态，直流偏置都应该是一样的，即发射极正偏、集电极反偏，这样才能满足组成三极管放大电路的基本偏置条件，如图1所示。

二、三极管放大电路三种组态的判断

三极管放大电路的这三种组态的主要特点就在这个“共”字上，即哪个极作为输入、输出信号的交流信号公共端，图2、图3、图4分别画出了共发射极放大电路、共集电极放大电路、共基极放大电路的交流通路示意图。

在确定了公共端后，还要看输入信号加在三极管的哪个电极，输出信号从哪个电极输出。共发射极放大电路，信号由基极输入，集电极输出；共集电极放大电路，信号从基极输入，发射极输出；共基极放大电路，信号从发射极输入，集电极输出。

三、三极管放大电路三种组态的特点和用途

三极管放大电路三种组态在理论上有何区别呢？这是让学生了解和掌握这三种组态特点的关键。首先把三极管看成一个四端网络，通过微变等效分析法可分析出三极管放大电路三种组态的各自特点，如表1所示。

通过表1我们可以分析出：共发射极组态电压、电流放大倍数高，输入电阻中等，输出电阻高，因此该种组态一般适用于放大电路的中间极；共集电极组态电压放大倍数低，电流放大倍数高，最主要的特征是输入电阻高，输出电阻低，因此该种电路适用于输入、输出级及缓冲级；共基极组态电压放大倍数高，电流放大倍数低，输入电阻低，输出电阻高，频率特性好是它的重要特性，因此常用于高频电路或宽带放大器。

四、三极管放大电路不同组态组合放大电路

在讲完三级管放大电路三种基本组态后，要想进一步扩充学生的知识面，就要介绍一下三极管放大电路不同组态组合放大电路。在现实中，可根据三极管三种组态的不同特点，将其中任意两种组态进行组合，构成三极管放大电路的不同组态组合，以充分发挥各自的特点。

（一）共射―共基组合放大电路

共射―共基组合放大电路的交流通路如图5所示，在这两种组态组合放大电路中，后级的输入电阻是前级的负载，由于后级共基极放大电路输入电阻很小，致使前级共发射极组态的电压增益很小，整个电路的电压增益主要由共基极放大电路提供，由于共基极放大电路的频带宽，所以这种组合电路特别适用于高频工作，常常用于视频放大电路。

（二）共集―共射组合放大电路

共集―共射组合放大电路的交流通路如图6所示，第一级共集电极电路主要特点是输入电阻高，用于提高整个电路的输入电阻，第二级共发射极电路主要用于提高电路的放大倍数。

五、三极管放大电路三种组态及组合的实际案例分析

让学生能够理解三极管放大电路三种组态的不同应用是让学生正确理解好这一问题的关键，而实际案例教学是解决好这一问题的最好方法。在教学中，笔者通过以下实例来帮助学生理解和分析这一问题。

实例1：视频放大及视频输出电路。

一般电视机都有音频、视频输入输出转换板，这里给学生介绍一下视频输入信号输入端子部分电路的例子，视频输入端子是为VCD等视频设备提供视频输入信号的输入端，这个电路一般有两部分，一部分为视频放大部分，另一部分为视频信号放大后与内部电路的缓冲及阻抗匹配部分，这两部分由于功能不同，所以各有特点。视频放大部分因主要完成的是视频放大，且视频信号频率较高，故应采用宽带放大器，因此用共基极放大电路较适宜。而与内部电路连接需考虑阻抗匹配，输出阻抗要低，因此应采用共集电极放大电路。

图7为某品牌电视机的这一视频放大转换电路。课上要对这一电路进行简单分析以加强学生的读图能力和分析问题、解决问题的能力。R1、R2、R3、R4、C1、VT1组成共基极放大电路，外接视频输出设备，输入视频信号从VT1发射极输入，集电极输出，C1为VT1基极交流接地电容；R5、R6、R7、VT2组成共集电极放大电路，视频信号通过C2从VT2基极输入，发射极输出。这两级电路由于功能不同，分别采用了不同的组态形式，保证了视频信号的放大及与内部电路之间的阻抗匹配。通过这一实例使学生理解三极管各种组态在电路中的作用，由于问题是从实际案例出发，因此提高了学生的学习兴趣，增强了学生的学习动力，取得了较好的学习效果。

实例2：超外差收音机高放与混频电路。

这个例子是我们经常使用的超外差式收音机电路的一部分，而且是用一个三极管分别组成共发射极和共基极放大电路以完成高频放大和混频两个功能的电路，实际电路如图8所示。在讲这个实例之前先给学生介绍一些超外差收音机的原理，使学生对这个实例更容易理解。从图8中可分析出，双联可变电容器的一部分CA与磁棒线圈B1的主线圈组成了一个串联谐振电路，利用这个电路的选频特性并通过调节可变电容CA对高频信号进行选频，以选出要收听的电台电磁波信号，这个高频电台信号通过磁棒主副线圈的耦合作用传送到三极管VT1的基极，对于这个电台高频信号，三极管VT1组成的是共发射极放大电路，放大后的电台高频信号从集电极输出。同时三极管VT1与振荡线圈B2及双联可变电容的一部分CB组成共基极振荡电路。这里有两个信号：①高频电台信号f1；②振荡器的振荡信号f2。这两个信号同时在VT1基极输入端进行叠加，利用三极管的非线性产生两个频率：f2-f1和f2+f1，在通过选频网络选出f2-f1，这就是超外差收音机中的465KHZ中频信号，这个中频信号再经过中频放大、检波、功率放大推动扬声器发出声音。这里主要是介绍混频电路，因为这个电路既含有共发射极放大电路又含有共基极振荡电路，是一个三极管分别组成两个组态放大电路的实例，因此分析好这个电路对于学生掌握三极管三种组态的应用具有很大的帮助。

六、结语

三极管放大电路三种组态是模拟电子技术课程中较难学的一部分内容，如何让学生学懂、学好这部分内容是授课教师需要考虑的问题。笔者通过改进教学方法，用案例法进行授课，从而取得了较好的教学效果。

参考文献：

[1]李小珉.电子技术基础[M].北京：电子工业出版社，2013.

[2]张志良.模拟电子技术基础[M].北京：机械工业出版社，2012.

[3]付植桐.电子技术[M].北京：高等教育出版社，2012.