假设电路中的参数及三极管的特性能够保证三极管工作在放大区。此时,如果在放大电路的输入端加上一个微小的输入电压变化量△uI,则三极管基极与发射极之间的电压也将随之发生变化,产生△uBE。因三极管的发射结处于正向偏置状态,故当发射结电压发生变化时,将引起基极电流产生相应的变化,得到△uB。由于三极管工作在放大区,具有电流放大作用,因此,基极电流的变化将引起集电极电流发生更大的变化,即△iC等于△iB的β倍。这个集电极电流的变化量流过集电极负载电阻RC,使集电极电压也发生相应的变化。由上图可见,当iC增大时,RC上的电压降也增大,于是UCE将降低,因为RC上的电压与UCE之和等于VCC,而这个集电极直流电源是恒定不变的,所以UCE的变化量△uCE与△iC在RC上产生的电压变化量数值相等而极性相反,即△uCE=-△iCRC。在本电路中,集电极电压UCE即等于输出电压uO,故△uO=△uCE。
综上可知,当输入电压有一个变化量△uI时,在电路中将依次产生以下各个电压或电流的变化量:△uBE,△iB,△iC,△uCE和△uO。当电路参数满足一定条件时,可能使输出电压的变化量△uO比输入电压的变化量△uI大得多,也就是说,当在放大电路的输入端加上一个微小的变化量△uI时,在输出端将得到一个放大了的变化量△uO,从而实现了放大作用。
从以上的分析可知,组成放大电路时必须遵循以下几个原则:
首先,外加直流电源的极性必须使三极管的发射结正向篇置,而集电结反抽偏置,以保证三极管工作在放大区。此时,若基极电流有一个微小的变化量△iB,将控制集电极电流产生一个较大的变化量△iC,二者之间的关系为△iC=β△iB。
其次,输入回路的接法应该使输入电压的变化量△uI能够传送到三极管的基极回路,并使基极电流产生相应的变化量△iB。
第三,输出回路的接法应使集电极电流的变化量△iC能够转化为集民极电压的变化量△uCE,并传送到放大电路的输出端。
只要符合上述几项原则,即使电路的形式有所变化,仍然能够实现放大作用。
现在来观察上图所示的单管共射放大电路。这是一个原理性电路,若付诸实用主要存在两个缺点,其一,在这个只有一个放大元件的简单电路中需要两路直流电源VCC和VBB,既不方便也很不经济;其二,放大电路的输入电压uO不共地,在实际应用时也不可取。为此,可以根据上述组成放大电路的几项原则,对原来的电路加以改进。见下图。
首先,省去基极直流电源VBB,将基极电阻Tb改接到VCC的正端。由上图(a)可见,VCC的极性能够保证发射结正向偏置。其次,将输入电压uO的一端接至公共端,以便与uI共地,另一端通过电容C1接到三极管的基极,如上图(a)所示。在一定的信号频率时,输入电压中的交流成分能够基本上没有衰减速地通过电容到达基极,但其中的直流成分则不能通过。这样的电容称为隔直电容或耦合电容。与输入回路的接法类似,三极管的集电极也通过一个隔直电容C2接到输出端,图中的RL是放大电路的负载电阻。上图所示的电路通常称为阻容耦合单管共射放大电路。
上图(a)中的电路克服了原来的缺点,比较实用,而且电路符合组成放大电路的三项原则,能够实现放大作用。
今后,为了简化画图过程,通常不将直流电源VCC画出,而只标出其正端,如上图(b)所示。