共基極晶體管英文解釋翻譯、共基極晶體管的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【計】 grounded base transistor
分詞翻譯:
共的英語翻譯:
altogether; common; general; share; together
【醫】 sym-; syn-
基的英語翻譯:
base; basic; foundation; key; primary; radix
【化】 group; radical
【醫】 base; basement; group; radical
極晶體的英語翻譯:
【電】 polar crystal
管的英語翻譯:
canal; duct; fistula; guarantee; meatus; pipe; tube; wind instrument
【化】 pipe; tube
【醫】 canal; canales; canalis; channel; duct; ductus; salpingo-; salpinx
syringo-; tuba; tube; tubi; tubing; tubo-; tubus; vas; vaso-; vessel
專業解析
共基極晶體管(Common-Base Transistor,簡稱CB配置)是雙極結型晶體管(Bipolar Junction Transistor, BJT)的三種基本放大電路組态之一。在這種組态中,晶體管的基極(Base)作為輸入和輸出回路的公共端(Common Terminal),信號從發射極(Emitter)輸入,從集電極(Collector)輸出。
核心特性與工作原理
-
輸入-輸出關系:
- 輸入電極:發射極(Emitter)
- 輸出電極:集電極(Collector)
- 公共端/參考點:基極(Base)
- 輸入電流:發射極電流 ((I_E))
- 輸出電流:集電極電流 ((I_C))
- 電流增益 ((alpha) 或 (h_{FB})):定義為輸出電流 ((I_C)) 與輸入電流 ((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,共基極電路沒有電流放大能力,但具有電壓放大能力。
-
電壓增益:
- 共基極放大電路可以提供較高的電壓增益。輸出電壓 ((V{out} = V{CB})) 的變化遠大于輸入電壓 ((V{in} = V{EB})) 的變化。電壓增益 ((A_V)) 取決于集電極負載電阻 ((R_C)) 和發射極輸入電阻 ((r_e)):
$$
A_V approx frac{R_C}{r_e}
$$
其中 (r_e) 是發射結的動态電阻(小信號模型),值較小(約幾歐姆到幾十歐姆),因此 (A_V) 可以很大。
-
輸入阻抗與輸出阻抗:
- 輸入阻抗低:由于輸入加在正向偏置的發射結(B-E結)上,其動态電阻 (r_e) 很小,導緻共基極放大器的輸入阻抗很低(通常幾十到幾百歐姆)。這使其適合與低阻抗信號源(如某些傳感器、傳輸線)匹配。
- 輸出阻抗高:輸出取自反向偏置的集電結(B-C結),該結在放大區呈現高動态電阻(幾十千歐姆到兆歐姆量級)。因此,共基極放大器的輸出阻抗很高,接近理想電流源特性。
-
頻率響應:
- 共基極組态具有優異的頻率響應和寬帶寬。這是因為基極作為公共端并接地(通常通過電容交流接地),有效消除了B-C結電容((C{cb}) 或 (C{mu}))的密勒效應(Miller Effect),該效應在共射(CE)組态中會顯著限制高頻性能。因此,CB配置常用于高頻(射頻)放大器、振蕩器等需要寬頻帶工作的場合。
典型應用場景
- 高頻/射頻放大器:由于其寬帶寬和良好的高頻特性,常用于射頻前端放大、VHF/UHF放大器等。
- 緩沖放大器/電流跟隨器:利用其低輸入阻抗和高輸出阻抗特性,可實現良好的電流緩沖和隔離作用。
- 恒流源:作為電流鏡(Current Mirror)的一部分或獨立恒流源電路。
- 差分放大器:在差分對(如長尾對)中,共基極晶體管有時用于提高共模抑制比或擴展帶寬。
- 阻抗匹配:在需要将低阻抗源匹配到高阻抗負載的電路中。
共基極晶體管配置以其低輸入阻抗、高輸出阻抗、接近1的電流增益(無電流放大)、高電壓增益以及優異的高頻特性而著稱。雖然它不提供電流放大,但其獨特的阻抗特性和寬帶寬使其在射頻電路、緩沖級、恒流源以及需要高頻性能的應用中扮演着不可替代的角色。
參考資料:
- 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).
網絡擴展解釋
共基極晶體管是雙極型晶體管(BJT)的三種基本電路組态之一,其特點是基極作為輸入和輸出回路的公共端。以下為綜合解釋:
一、結構特點
-
電極配置
輸入信號從發射極(E)輸入,輸出信號從集電極(C)輸出,基極(B)為公共端。這種接法要求發射結正偏、集電結反偏以實現放大功能。
-
相位關系
輸入與輸出信號相位相同(無反向),與共射極電路形成對比。
二、電學特性
-
電流放大系數
共基極的電流放大系數($alpha$)定義為$alpha = frac{I_C}{I_E}$,通常小于1(約0.98-0.99),而共射極的$beta$值則遠大于1。
-
電壓增益
電壓放大倍數較高,但功率增益低于共射極電路。
-
輸入/輸出阻抗
- 輸入阻抗低(約幾十歐姆),因發射結正偏導緻低阻抗路徑;
- 輸出阻抗高(約幾百千歐),適合驅動高阻抗負載。
三、應用場景
-
高頻信號處理
由于密勒電容效應較小,高頻響應優于共射極電路,常用于射頻放大器(如LNA)、振蕩器和混頻器。
-
級聯電路
常與共射極電路組合(如共射-共基級聯),擴展帶寬并提高穩定性。
四、優缺點
- 優點:寬頻帶、高頻特性好、輸出阻抗高;
- 缺點:輸入阻抗低(需阻抗匹配)、電流增益低、功率效率較差。
公式補充
電流關系:$I_E = I_B + I_C$,共基極的$alpha$與共射極的$beta$滿足$alpha = frac{beta}{beta + 1}$。
如需更完整的電路分析或設計案例,可參考高頻放大器相關文獻或專業教材。
分類
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