Question

关于三极管放大电路交流信号的问题，请帮我分析一下，谢谢

三极管输入端是一个微弱的正弦交流信号（方向大小都变化，一会正值，一会负值），加到三极管的输入端后，与基极静态直流电复合后引起基极电流发生变化，这是集电极电流就会发生变化。进而引起集电极电压的变化，从而产生了放大后的信号。我的问题是，这个放大后的信号应该是正弦交流信号是吧？我认为这个交流信号只是大小在变化，方向没有变化，因为集电极电流都是有直流电源提供的电流转化而来的，输入的交流信号只是叠加在了基极电流上，虽然引起了集电极电流的变化，但集电极电流实质上只是电源提供的直流电呈现出了方向没有变化（我的意思是集电极的电流永远是正值），因为电流大小在发生变化，所以也是一会给输出耦合电容充电，一会给输出耦合电容放电，这样输出信号也是通过了耦合电容。请问我这样理解对吗？ 我看到教材讲的好像都是输出信号也是方向发生变化的，因为书中给出的输出信号波形都是通过原点的，以X轴对称的波形。按我的理解应该是信号波形应该都在X轴之上。波形与Y轴的交点应该是静态时的集电极电压U，波形应该是以通过（0，U）与Y轴垂直的直线为对称的。 不知道我有没有表述清楚，希望有人可以帮我分析一下，谢谢

Answer 1

你前边的理解是正确的，用NPN管搭成的共发射极放大电路，集电极电压永远都是正电压（PNP管电路的情形相反），但是会带有叠加在直流电压上的交流成分。
有三点要注意：
第一，在三极管集电极呈现的被放大后的交流信号成分是与基极输入的交流信号成分反相的；
第二，虽然基极输入的交流成分是正弦波，而在三极管集电极呈现的被放大后的交流信号成分是否仍是正弦波，还要看电路参数设置是否合理，有没有出现截止失真或饱和失真；
第三，虽然在三极管的集电极电压始终为正电压，但是经过电容耦合后，在电容的另一边（不与三极管集电极相连接的那一极）的电压完全有可能出现负电压，在耦合电容的两端常常会有一个直流电压差，这也是电容的隔直功能的典型应用场合之一。

追答

电容的另一端是可以出现负电压的，例如下图电路，在输入信号的正半周时，Uo就会出现负电压，因为Vcc会通过Rc给电容Co充电使之两极间存在一个电压差，Co的右边平均电压为0V，而左边的平均电压等于三极管静态工作点电流下的集电极电压。

Answer 2

在电子电路里，说交流信号，是说交流分量信号，尤其是在单电源电路里，信号是直流分量与交流分量叠加的一个脉动直流电信号。如在集电极输出端对地测量波形，就是个脉动直流电波形，但是如果是以集电极静态工作点作为参考点的，则所得到的，就是有正负变化的交流信号了；
其实，用示波器观察交流电波形时，将波形上移，即正向偏离0轴，就是叠加个直流正电压，反之就是叠加个负直流电压；
采用电容耦合方式，只是因为前后两个电路的直流分量不等，才需要电容来隔离，否则是不需要此电容的；

Answer 3

你分析的工作过程完全正确。以下两点你认真思考：
1、入门教材是以低频交流共发射极电路为例子，隔直电容只把交流信号耦合至负载，波形基线在X轴是对的。
2、集电极通过电阻 Rc 接正电源，输入信号增大时，Ic 增大，Rc 电压降增大，集电极电位是下降的，所以输出信号与输入信号反相，工科是实践的学科，搭建电路，用示波器观察一目了然。

追问

即便是放大后的信号也是有集电极上的电源提供的直流电流得到的，电源的极性没有变化，所以放大后的信号极性也不会变化，而只是幅度也就是信号大小发生变化，照样可以通过电容，所以不存在负值呀，波形应该都在X轴之上呀，我是这样认为的，肯定有不对的地方，但是我不知道错在哪里了

追答

如果用示波器在集电极上观察波形，基线是在约 0.5 Vcc 上，但是波形依然是反相的，理由我已经说了：uo = Vcc - ic * Rc。而负载电阻是接地的，由于耦合电容的作用，直流的静态工作点传递不到负载，交流信号基线就下移到地线。
你要想办法做实验。

Answer 4

我也和你一样的想法，这些个回答没有说服力，我现在有点觉得电子电路原理有点矫情了，完全靠主观意念来的，没意思！