晶体管—射极跟随器电路：电路参数、开关失真

射极跟随器电路的输入阻抗和输出阻抗

射极跟随器的输入阻抗可以通过测试和仿真得到。在信号源V1和射极跟随器的输入端之间串联变阻器。测量射极跟随器输入端的电压Vb。调整变阻器的阻值，当Vb=1/2*V1时，射极跟随器电路的输入阻抗等于此时的滑动变阻器阻值。实际仿真可以得到Rin=5KR，就是R1和R2的并联阻值。如下图V1=4V，V2=1.96V。

可以将射极跟随器的输出阻抗看成数欧姆。这意味着即使负载有所变化，也不影响输出信号。如下图是负载R4分别为500Ω、1KΩ、2KΩ时的输出波形Vf，基本是重合的。

通常射极跟随器接在共射极放大电路的后面，组合成输出阻抗较小的放大电路。如下图，Q1是共射极放大电路。Q2是射极跟随器电路。本设计中，射极跟随器的耦合输入电容和偏置电路是不需要的。共射极放大电路的集电极电压作为射极跟随器的基极偏置电压。

大电流负载的影响

看上面的仿真结果，不同的负载值并不影响射极跟随器的输出波形。但是实际上，当负载很小，负载值还是会影响输出波形。因为和大负载相比，小负载从射极跟随器输出端抽取更多电流。下图是负载分别为100Ω和1KΩ时，Q1的发射极电压（Ve1）、发射极电流（IR5）、电路输出电压（Vf）的波形。蓝色是负载R4=1KΩ时的波形。绿色是R4=100Ω时的波形。可以看到，负载值不同，发射极输出电流不同。

负载大时，发射极电流小并且以直流点为中心上下变化，输出电压正常。

负载小时，发射极电流大并且也以直流点为中心上下变化，当电流下降到0mA时，不可能出现负电流，导致输出波形被截断。

推挽射极跟随器电路

针对上述负载小时，输出波形被截断的问题。使用下图的推挽射极跟随器电路，可以解决。用一颗PNP晶体管替代原始电路中的R3。

不过会出现一个问题是在0V附近，输出波形有中断。它被称为开关失真。原因在于Q1和Q2的基极是连接在一起的，即Q1和Q2的Vb是同一点电压值，在-0.5V~0.5V区间内，基极和发射极之间没有电压差，晶体管无法导通（仿真Va和Vf的波形，如下图）。

详细说明：如下图更多波形显示

在输入信号的正半周期，当Vin在0~0.5V之间时，Q1无法导通，Q2自然也无法导通。而当时，Q1导通，输出端开始有信号，但是Q2仍旧是截止的。

反之，在输入信号的负半周期，当Vin在0~-0.5V之间时，Q2无法导通，Q1自然也无法导通。而当时，Q2导通，输出端开始有信号，但是Q1仍旧是截止的。

继续改进推挽式射极跟随器电路。如下图，在Q1和Q2的基极中添加二极管。

D1在Vin波形的上半周期中，可以抬高Q1的基极电压。这样即使在Vin=0~0.5V的范围内，Vb也比0.5V高，Q1会持续导通。同样的D2在Vin波形的下半周期中，降低Q2的基极电压，即使Vin=0~-0.5V，Vb也比-0.5V低，Q2持续导通。可以看到Q1和Q2的发射极电流无缝交替导通。

电路的频率特性

最后看看此电路的频率特性。从10Hz往上，信号基本没有衰减，也没什么相位偏差。

它的低频截止频率大约在3.8Hz。是由于C1和R1\R2组成的高通滤波器导致。