共射极/共源极 放大电路存在的问题

交流 放大倍数

$\dot{A}u = -\frac{\beta Rc}{R_b+r_{be}}$

从上面的公式可以知道,增大集电极电阻$R_c$， 可增大电压放大倍数$\dot{A}_u$

直流 静态管压降

三极管的直流静态管压降公式:
$U_{ceq} = V_{cc} - I_{cq}R_c$

为了保持三极管的静态工作点(也就是三极管的ce间的管压降$U_{ceq}$ 和 $I_{cq}$)不变，那么在增大$R_c$的时候，就需要同时提高电源电压$V_{cc}$。
当电源电压$V_{cc}$增大到一定程度时,电路设计就变得不合理。
因此需要采取其它方法，在电源电压不变的情况下，既能保证静态工作点合适，又能提高电压放大倍数。

有源负载

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在集成运放中，常用电流源电路取代共射/共源电路中的$R_c$或$R_d$。

$R_c$ 集电极电阻
$R_d$ 漏极电阻

上图中，共射放大电路以 T2三极管 作为 负载，由于 晶体管和场响应管 均属于 有源元件， 所以称为 T2管为 有源负载。

静态分析

在有源负载(或者说运放芯片)中，推到思路：先确定输出回路的电流，再反推输入回路的电流。

动态分析

做动态分析，就要先得到其对应的交流通路。

$r_{ce1}$ 是 T1管的 c-e间的电阻;
$r_{ce2}$ 是 有源负载的等效电阻;

因为上图中的 $r_{ce2}$的电阻非常大,所以 $r_{ce1}$ 也不能忽略(只有$R_L >> r_{ce1}$的时候，才能忽略$r_{ce1}$)。由于现在 $r_{ce1}$ 和 $r_{ce2}$ 是同一个数量级，所以也要画出来 $r_{ce1}$ 。

有源负载共射放大电路的电压放大倍数:

$\dot{A}u = \frac{\dot{U}o}{\dot{U}i} = - \frac{\beta1 I_b (r_{ce1} || r_{ce2} || R_L)}{I_b (R_b + r_{be})} = - \frac{\beta_1 (r_{ce1} || r_{ce2} || R_L)}{R_b + r_{be}}$

空载时($R_L=\infty$ 去掉)，上面的公式就变为:

$\dot{A}u = - \frac{\beta1 (r_{ce1} || r_{ce2} )}{R_b + r_{be}}$

而 普通的共射放大电路公式:
$\dot{A}u = - \frac{\beta Rc }{R_b + r_{be}}$

因为 $r_{ce2}$ 本来就比较大，那么 $r_{ce1} || r_{ce2}$ 依旧很大，远大于 $R_c$ ，所以空载时有源负载大大提高了电压放大倍数。

带负载时：
当负载电阻$R_L$很大时(和 $r_{ce1}$ $r_{ce2}$ 同一数量级时)，不能忽略 $r_{ce1} || r_{ce2} || R_L$ 任意一个，即不能忽略 c-e 间的动态电阻 $r_{ce}$，而是需要精确的计算。
当 $R_L << (r_{ce1} || r_{ce2})$ 时，$\dot{A}u \approx - \frac{\beta1 R_L }{R_b + r_{be1}}$。 此时由于忽略了 $r_{ce1} || r_{ce2}$，那么 T1管的集电极动态电流全部流向负载电阻$R_L$，即有源负载使 $|\dot{A}_u|$大大提高。

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