【基本放大电路例题】在电子技术课程中，基本放大电路是学习模拟电子电路的基础内容之一。它不仅帮助我们理解信号的放大原理，还为后续学习更复杂的集成电路打下坚实的基础。本文将通过一个典型的例题，详细分析基本放大电路的工作原理和计算方法，帮助读者加深对这一知识点的理解。
一、题目描述
已知一个共射极放大电路如图所示，其中：
- 电源电压 $ V_{CC} = 12V $
- 基极电阻 $ R_B = 300k\Omega $
- 集电极电阻 $ R_C = 2k\Omega $
- 发射极电阻 $ R_E = 1k\Omega $
- 晶体管的电流放大系数 $ \beta = 50 $
- 假设晶体管的基极-发射极电压 $ V_{BE} = 0.7V $
求：该放大电路的静态工作点（$ I_C $、$ V_{CE} $）以及电压增益 $ A_v $。
二、解题思路
1. 确定静态工作点
静态工作点是指在没有输入信号时，晶体管所处的直流工作状态，主要包括集电极电流 $ I_C $ 和集电极-发射极电压 $ V_{CE} $。
（1）计算基极电流 $ I_B $
由于 $ R_B $ 接在基极与地之间，且 $ V_{BE} = 0.7V $，因此可利用分压法计算基极电流：
$$
I_B = \frac{V_{CC} - V_{BE}}{R_B + (\beta + 1) R_E}
$$
代入数值：
$$
I_B = \frac{12 - 0.7}{300000 + (50 + 1) \times 1000} = \frac{11.3}{300000 + 51000} = \frac{11.3}{351000} \approx 3.22 \mu A
$$
（2）计算集电极电流 $ I_C $
根据 $ I_C = \beta I_B $，有：
$$
I_C = 50 \times 3.22 \mu A = 161 \mu A
$$
（3）计算集电极-发射极电压 $ V_{CE} $
$$
V_{CE} = V_{CC} - I_C R_C - I_E R_E
$$
由于 $ I_E \approx I_C $，所以：
$$
V_{CE} = 12 - 161 \times 10^{-6} \times 2000 - 161 \times 10^{-6} \times 1000
$$
$$
= 12 - 0.322 - 0.161 = 11.517 V
$$
2. 计算电压增益 $ A_v $
电压增益 $ A_v $ 的计算公式为：
$$
A_v = -\frac{R_C}{r_e}
$$
其中，$ r_e $ 是晶体管的动态电阻，其值约为：
$$
r_e = \frac{25mV}{I_E} = \frac{25 \times 10^{-3}}{161 \times 10^{-6}} \approx 155.3 \Omega
$$
因此：
$$
A_v = -\frac{2000}{155.3} \approx -12.88
$$
三、结论
通过上述分析可知：
- 静态工作点为：$ I_C \approx 161 \mu A $，$ V_{CE} \approx 11.52V $
- 电压增益约为 $ A_v \approx -12.88 $
这表明该放大电路具有一定的电压放大能力，但增益并不高，适合用于低频信号的初步放大。
四、注意事项
1. 实际应用中，为了提高稳定性，常采用发射极电阻 $ R_E $ 来引入负反馈。
2. 若 $ R_E $ 被旁路电容短路，则电压增益会显著增大，但工作点也会变得不稳定。
3. 在设计放大电路时，需合理选择 $ R_B $、$ R_C $、$ R_E $ 的阻值，以确保晶体管处于线性工作区，避免失真。
通过本例题的分析，我们可以更好地掌握基本放大电路的设计与分析方法。希望本文能为初学者提供清晰的思路和实用的参考。
