射极跟随器电路设计

射极跟随器也叫共集电极放大电路，具有输入阻抗高和输出阻抗低的优点，但不具备电压放大功能，可以放大电流。下图是典型的射极跟随器电路。

一 静态工作点设定

设计三极管放大电路，首先要确定好静态工作点。

静态工作点就是在没有交流信号输入时，电路的工作状态。

静态工作点的确定要围绕输入信号和输出的规格来确定，为了降低电路分析的难度，这里我们假设负载为纯阻性负载，最大±5mA的带载能力，最大输出电压5Vpp。

1.1确定直流偏置电压VB

为了使得输入信号中心对称，从而不会削顶或者截底，一般设置为Vcc/2，计算公式如下：

公式(1)

要求最大输出为5Vpp，那么电源电压必须大于5V，为了方便计算，本设计电源电压采用的11.4V，故VB=5.7V。

1.2 确定射极电流及电阻

三极管在导通状态下，射级电压比基级电压低0.6-0.7V，这里取0.7V，已知最大输出能力为5mA，增加余量，Ie设定为10mA，计算得RE=500Ω，计算如下：

1.3 确定偏置电阻

设计中选用的是低噪声NPN三极管，查阅其资料，其β取值150~300之间，这里取300，由Ib=Ic/β得最小Ib=33.3uA，偏置电流与基级电流的关系必须满足IB>>Ib，这里取10倍(一般10~100倍)，即IB=333uA，R1=R2=R，根据公式(1)得R=34.23K，这里取30K。

到这里静态工作点已经确定完成。

二 动态分析

动态分析是基于静态工作点来分析的，根据输出规格5Vpp可知，输入信号不应超过±2.5V，上面算得静态偏置电压为5.7V，那么基级电压在3.2V~8.2V之间，没有超过电源电压，不会产生削顶失真。下面进行详细分析。

2.1 确定输入电容

输入电容Ci和后级电路的输入阻抗Ri组成了高通滤波电路，其等效电路如下：

该电路的截止频率fi为：

只要知道截止频率和输入阻抗就能求出电容的值，截止频率设多少都没关系(注意三极管的频率特性，只不过一般这样的电路频率不会太高)，取决于信号的频率范围，这里设截止频率为100Hz(衰减3db)。输入阻抗Ri就复杂了点，可以这么去分析：输入阻抗可以看成三个电阻并联，Ri=R1||R2||Rj，R1和R2是偏置电阻，很好理解，Rj就是三极管的输入阻抗。Rj的值是很大的，远大于R1和R2，所以Ri就约等于R1||R2。其实也可以简单分析一下Rj的数量级，已知射级电阻Re上流过的电流Ie是基级电流Ib的1+β倍，那么在射级电阻上的压降Ve=Ib(1+β)Re，对于输入端而言，Ib所产生的电压为Ib*rbe+Ve=Ib(rbe+(1+β)Re)，所以，Ri的等效阻抗就为rbe+(1+β)Re。

在本设计中，β=300，Re=500，Ri=rbe+150.5K，很大的电阻了,故本设计Ri=R1||R2=15K。所以，就可以根据公式(3)求出电容，如下：

2.2 确定输出电容

输出电容与负载组成高通滤波电路，负载电阻不确定，故要把输出电容比输入电容取大一些，这里取100倍，Co=10uF。为了提高电源的频率响应，在三极管的集电极并联了去耦电容。

2.3 最终电路

输出波形：

不想篇幅太长，下篇《射级跟随器—分析篇》来仿真分析这个电路，验证这个电路的正确性以及缺点。特别值得注意的是，虽然射级跟随器的输出阻抗可以近似为0，无论负载大小都不会影响输出，但实际，

当负载过重，输出信号会被截底，下次详细分析原因与条件。如下图：