小模电的重难点——放大电路的基本原理

吴少琴的模电课

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还记得下面这个小东西吗？
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2 I; M5 k2 W0 \, V, ]8 i3 M没错，就是那个大家吐槽说搞不懂的晶体三极管，它又回来了~~~
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% ~) A% E9 t, Q& q7 Y. L这回还带来了绝活，那就是能将微弱的信号放大，表现为用小的基极电流控制大的集电极电流，就靠这一点它将世界推向了硅基时代，还带去了诺贝尔物理奖。想了解的同学可以看看早期推送的??????小电科普|晶体管诞生记

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/ K5 H* V: ^; _+ [; e6 @5 d, K当然，学习这节课之前，晶体管的结构和伏安特性最好也要再去回顾一番，需要的家人们直接点击蓝字跳转哟????????
0 r. b  F3 `. m+ j6 D??????小模电重难点——晶体三极管
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这节课我们的关键词就是“放大”
) n" e6 p+ p2 G2 q6 Q# U0 [?? 什么是放大？
  Y  J- K) w4 D8 a5 c( ?: |% u  H?? 组成放大电路的原则是什么？
, n9 u9 c/ D" z5 K?? 如何将晶体管接入电路才能使其起到放大作用？

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! k) I2 o6 E& z. n01
放大电路的构成
放大电路用于放大微弱信号，输出端得到幅度增大、能量加强的信号。
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  C! U# R( j2 J" _9 m# k7 p放大的本质是能量的控制和转换。输出信号的能量是由直流电源提供的。而控制能量的元器件就是我们前面学习的晶体三极管和场效应管。
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放大电路的组成原则
对于三极管放大电路，首先电源电压的设置要使得三极管发射结正偏，集电结反偏，保证晶体三极管工作在放大区
下图，三极管作为放大器件；电源VBB和RB保证发射结能正偏；VCC和Rc保证集电结处于反偏

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* c* {! Y6 n& ~  A' ?5 E" f如果换成PNP管，那么电源VBB和VCC的的极性需要取反哦
7 D! S8 {+ t) i( k5 A& ^2 ~??其次，元件的安排要保证信号的有效传输，也就是输入信号必须能够作用在放大管的输入回路上，同时当负载接入时，必须保证放大管输出回路的动态电流能够用于负载上。

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上图如果接入负载，输出电压就为-icRc//RL。

7 ?1 p; D9 m4 l$ w) c' z; w" f上图信号传输过程可以看出放大电路中直流量和交流量同时作用，但由于电容等电抗元件的存在，直流量所流经的通路和信号所流经的通路不完全相同，为了研究方便，将它们的作用区分出来，于是有了直流通路和交流通路??????

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: W$ S7 T0 g0 b4 V$ ]4 b03
, e, d, E* Y0 \直流通路交流通路
直流通路是在直流电源作用下直流电流流经的通路
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1、信号源视为短路
2、电容视为开路
3、电感线圈视为短路
) I' `& R# b$ p/ a$ g交流通路是输入信号作用下交流信号流经的通路

1、直流电源视为短路
! t2 w$ ^, U: S0 P' o2、容量大的电容(如耦合电容)视为短路
) j6 |! o+ r( i2 u. G在分析放大电路时，要遵循“先静态，后动态”的原则，
: r% K9 ], S9 C& g求解静态工作点时利用直流通路
求解动态参数时利用交流通路
两种通路不可混淆哦~~~

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拿个电路练练手：

% Y( x3 g, Q6 G: l+ }; [! z例1  画出下图电路的直流通路和交流通路

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% }' q! I& E3 w& M

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分析+答案
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- u# v3 v7 D, b  f& Q! r8 c* b
0 j7 {# x) b- Q直流通路
将信号源短路：就是让Vi=0
  m3 o+ \! V' V. i3 ]9 D电容开路：就是把电容全去掉
于是就得到最终版：

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# \; f8 c3 d2 d+ ~$ ~: D# p4 |交流通路
直流电源视为短路：将VCC接地
4 P, m0 P( }1 E) S0 f: U8 r% e2 o电容短路

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这样就算画好了？严谨节约的小伙伴们肯定不同意，怎么看着都乱，而且还挺浪费导线???? 并且一个电路只能有一个地呀，于是整理后：
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直流通路和交流通路还可以顺道用来辨别电路能不能放大的问题
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例    如下电路是否有可能放大正弦信号？

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分析+求解

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3 u  V5 R( s  e/ y; T第一步  画直流通路
7 u% t: h. M, A1 J1 K/ j0 }看电源的安排是否可能使得发射结正偏，集电结反偏。

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左图发射结短路，不可能正偏，所以不可能能够放大信号，自然就不用进行第二步喽????????
4 H+ j* A" e6 G右图只要电阻和电源选择合适，是可以实现发射结正偏，集电结反偏的。那么右图继续第二步??????
8 M, r1 m  L" `. v  |第二步 画交流通路
- H% {/ |1 q) |& u; H看信号是否可以顺利传输
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1 V) K9 u. I0 G, F" X从交流通路可看出输入信号能传递到放大管的输入回路上，三极管也能实现电流放大，但是输出端看出输出电压Vo=0，所以右图还是没能将信号顺利放大。



7 n/ P) I7 g" _0 |! R8 U5 E说了这么多，下面也该留个题给大家了
4 v* w& a7 c! S0 N0 I互动时间
( `) E0 H# F  g% b+ B4 ?  V 下面的这两个图可能放大信号不？

老规矩，留言区里等你们的答案哦^_&


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