共基极晶体管英文解释翻译、共基极晶体管的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【计】 grounded base transistor
分词翻译:
共的英语翻译:
altogether; common; general; share; together
【医】 sym-; syn-
基的英语翻译:
base; basic; foundation; key; primary; radix
【化】 group; radical
【医】 base; basement; group; radical
极晶体的英语翻译:
【电】 polar crystal
管的英语翻译:
canal; duct; fistula; guarantee; meatus; pipe; tube; wind instrument
【化】 pipe; tube
【医】 canal; canales; canalis; channel; duct; ductus; salpingo-; salpinx
syringo-; tuba; tube; tubi; tubing; tubo-; tubus; vas; vaso-; vessel
专业解析
共基极晶体管(Common-Base Transistor,简称CB配置)是双极结型晶体管(Bipolar Junction Transistor, BJT)的三种基本放大电路组态之一。在这种组态中,晶体管的基极(Base)作为输入和输出回路的公共端(Common Terminal),信号从发射极(Emitter)输入,从集电极(Collector)输出。
核心特性与工作原理
-
输入-输出关系:
- 输入电极:发射极(Emitter)
- 输出电极:集电极(Collector)
- 公共端/参考点:基极(Base)
- 输入电流:发射极电流 ((I_E))
- 输出电流:集电极电流 ((I_C))
- 电流增益 ((alpha) 或 (h_{FB})):定义为输出电流 ((I_C)) 与输入电流 ((I_E)) 的比值,即:
$$
alpha = frac{I_C}{I_E}
$$
由于 (I_C) 略小于 (I_E)((I_E = I_C + I_B)),(alpha) 的值非常接近1但小于1(典型值0.98-0.99)。因此,共基极电路没有电流放大能力,但具有电压放大能力。
-
电压增益:
- 共基极放大电路可以提供较高的电压增益。输出电压 ((V{out} = V{CB})) 的变化远大于输入电压 ((V{in} = V{EB})) 的变化。电压增益 ((A_V)) 取决于集电极负载电阻 ((R_C)) 和发射极输入电阻 ((r_e)):
$$
A_V approx frac{R_C}{r_e}
$$
其中 (r_e) 是发射结的动态电阻(小信号模型),值较小(约几欧姆到几十欧姆),因此 (A_V) 可以很大。
-
输入阻抗与输出阻抗:
- 输入阻抗低:由于输入加在正向偏置的发射结(B-E结)上,其动态电阻 (r_e) 很小,导致共基极放大器的输入阻抗很低(通常几十到几百欧姆)。这使其适合与低阻抗信号源(如某些传感器、传输线)匹配。
- 输出阻抗高:输出取自反向偏置的集电结(B-C结),该结在放大区呈现高动态电阻(几十千欧姆到兆欧姆量级)。因此,共基极放大器的输出阻抗很高,接近理想电流源特性。
-
频率响应:
- 共基极组态具有优异的频率响应和宽带宽。这是因为基极作为公共端并接地(通常通过电容交流接地),有效消除了B-C结电容((C{cb}) 或 (C{mu}))的密勒效应(Miller Effect),该效应在共射(CE)组态中会显著限制高频性能。因此,CB配置常用于高频(射频)放大器、振荡器等需要宽频带工作的场合。
典型应用场景
- 高频/射频放大器:由于其宽带宽和良好的高频特性,常用于射频前端放大、VHF/UHF放大器等。
- 缓冲放大器/电流跟随器:利用其低输入阻抗和高输出阻抗特性,可实现良好的电流缓冲和隔离作用。
- 恒流源:作为电流镜(Current Mirror)的一部分或独立恒流源电路。
- 差分放大器:在差分对(如长尾对)中,共基极晶体管有时用于提高共模抑制比或扩展带宽。
- 阻抗匹配:在需要将低阻抗源匹配到高阻抗负载的电路中。
共基极晶体管配置以其低输入阻抗、高输出阻抗、接近1的电流增益(无电流放大)、高电压增益以及优异的高频特性而著称。虽然它不提供电流放大,但其独特的阻抗特性和宽带宽使其在射频电路、缓冲级、恒流源以及需要高频性能的应用中扮演着不可替代的角色。
参考资料:
- Sedra, A. S., & Smith, K. C. (2015). Microelectronic Circuits (7th ed.). Oxford University Press. (Chapter 5: Bipolar Junction Transistors - Section 5.7: The Common-Base Amplifier)
- "Common Base Amplifier". All About Circuits. (Provides practical circuit analysis and characteristics)
- "Bipolar Transistor Configurations". Electronics Tutorials. (Covers the three BJT configurations including CB)
- IEEE Xplore Digital Library. (Search for academic papers on "common-base amplifier" for in-depth analysis and advanced applications).
网络扩展解释
共基极晶体管是双极型晶体管(BJT)的三种基本电路组态之一,其特点是基极作为输入和输出回路的公共端。以下为综合解释:
一、结构特点
-
电极配置
输入信号从发射极(E)输入,输出信号从集电极(C)输出,基极(B)为公共端。这种接法要求发射结正偏、集电结反偏以实现放大功能。
-
相位关系
输入与输出信号相位相同(无反向),与共射极电路形成对比。
二、电学特性
-
电流放大系数
共基极的电流放大系数($alpha$)定义为$alpha = frac{I_C}{I_E}$,通常小于1(约0.98-0.99),而共射极的$beta$值则远大于1。
-
电压增益
电压放大倍数较高,但功率增益低于共射极电路。
-
输入/输出阻抗
- 输入阻抗低(约几十欧姆),因发射结正偏导致低阻抗路径;
- 输出阻抗高(约几百千欧),适合驱动高阻抗负载。
三、应用场景
-
高频信号处理
由于密勒电容效应较小,高频响应优于共射极电路,常用于射频放大器(如LNA)、振荡器和混频器。
-
级联电路
常与共射极电路组合(如共射-共基级联),扩展带宽并提高稳定性。
四、优缺点
- 优点:宽频带、高频特性好、输出阻抗高;
- 缺点:输入阻抗低(需阻抗匹配)、电流增益低、功率效率较差。
公式补充
电流关系:$I_E = I_B + I_C$,共基极的$alpha$与共射极的$beta$满足$alpha = frac{beta}{beta + 1}$。
如需更完整的电路分析或设计案例,可参考高频放大器相关文献或专业教材。
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