小模电的重难点——共射放大电路的分析

吴少琴的模电课

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经过上周对放大电路原理和分析方法的介绍，这周我们终于要开始求解电路啦~~~

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在求解电路前，我们需要清楚一点：放大电路中，交流信号是叠在直流电量上，直流（静态）是基础 ，不失真地放大是目的。
- y6 z& q# p7 L* v: k9 C分析或设计放大电路时，应遵循先静态后动态的顺序。
1 m2 W2 A2 w3 o6 D2 p3 n: ?$ f

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# e( m( z! r0 ~! S# G1 放大电路的静态分析

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0 P# G# s% s9 }: u# `1 h8 r静态分析是在放大电路直流通路下进行的，主要完成静态工作点的求解(IBQ、ICQ、VCEQ)
5 \$ N; z2 s0 ~, }0 f4 b: P( g目前我们遇到的就两种直流通路：
6 [' j9 z9 t; h" T4 C固定偏置电路和分压式偏置电路

$ ]/ m8 d. O& [' t( |
固定偏置电路
' D; ]" `: p3 W7 q! fStatic Analysis
固定偏置电路是指BJT的基极电流是由输入端的偏置电阻Rb决定，一般我们常遇到的有如下两种：

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8 R( i4 u* K; _% ]左右两图的静态工作点分别为：
左图：
3 R) D$ a6 n- G

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右图：

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$ J  w8 ]. ^$ F) T' y
分压式偏置
2 I7 l# }. z/ jStatic Analysis
$ E! X0 F5 v; q/ g+ W5 Z( y6 T分压式偏置是指基极电流由输入端的两个电阻分压决定，一般电路如下：

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5 n3 h* t6 x% d4 I: M??估算法：

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??精确计算法：
7 v8 R. _+ |, ^) R

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0 Q0 z8 `8 ~7 `( ]& [% Q. e' `如果满足：

6 j: K: R" {5 f/ p9 d/ A2 N

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就可以使用估算法求解。这里的">>"一般是指5~10倍以上。
% e) I4 r" y$ W# m

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4 h( }8 i. `0 M, k7 m4 V
2 放大电路的动态分析
: ~: p# I& g- K7 z  w2 y
8 W$ ?) e* W* p( W) H$ [; k动态分析主要就是完成三个技术指标(Av、Ri、Ro)的计算。
三个技术指标的定义见上一次课的重难点
??????放大电路的分析方法
2 N0 _, T5 J' e动态分析一般可以拆解为如下几个步骤：

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一、画放大器的小信号等效电路
. V7 w2 M$ _1 O" d2 `! ~
?? 将直流电源和大电容看成短路；
1 G' Y7 d+ s$ o/ E6 w?? 整理电路，将所有的地都归到一起;
# }/ ]9 Q/ G: |# s?? 将晶体管，用小信号模型代替。
% |9 s) A( ~) o' Y& K9 R
1 x1 F/ K+ m' z) N# O6 X二、求解电压增益

1 T8 F) T! i# E: G2 p?? 求解放大倍数有个窍门，就是把输入、输出都写成ib的表达式，然后消掉ib;
6 m9 J* O" M8 L7 _6 z& F$ I?? 如果题目中给的是带内阻的信号源，那么源电压增益可以使用下面公式计算

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1 f0 b4 Z0 S- o* \8 ~  p: C' n& H三、求解输入电阻和输出电阻

4 F# q! r0 ]$ h  R0 ]7 H8 o6 \/ B9 @?? 输入电阻Ri一般靠眼睛就能看出来，如果遇到较复杂的电路，可以假设vi已知，计算电路的输入电流ii，然后根据定义式求解。
5 C* S. e* O" Z2 A9 d9 A; P
, o* k- H5 e+ ^2 `. \  [四、求解输出电阻
9 m" ^" h5 |( A2 `, B
: `# X0 ?- I! D4 F3 Q6 t) R?? 求输出电阻首先要将负载开路，任何放大电路的输出电阻都与负载没有关系。
??  让输入激励源等于0，即如果是电压源vs=0。
??  输出端加虚拟的测试电压源vt，在电路中计算由此引起的电流it，将Vt/It即可。一般共射放大器可以直接观察等到。
' z0 D- m1 O6 `5 V: r% v
0 N# z6 }" c1 I) T  M& [3 |举例
Example

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9 ^: G  s% d+ |% m; a9 G% H


& H* r8 L1 }0 D静态分析
; f7 {: Z2 Y: d- v2 W先画直流通路，这是个PNP管，注意电流方向。

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上图标的是实际电流方向，求解后得到的是正值，如果电流方向按NPN管的方向，最后求解出来的会是个负值。

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8 [* D8 G) e+ y


0 H' H3 h$ p( [, e" p求rbe
) U: c$ d" E& N3 o  ^利用静态工作点的值可以求解晶体管小信号模型中的rbe。
题目没告知rbb'，就用200欧姆~~ 。
! v5 o* \+ j$ D9 `

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$ B, l% r: j0 _" k9 l+ Q8 e
画小信号等效电路
! O8 O5 u7 u+ S3 u* a* N4 P5 Y按照前面说的步骤，先画交流通路，然后画小信号等效电路，等熟悉后直接画小信号等效电路。
这里注意：
PNP管的小信号等效电路和NPN管完全相同，包括向也和NPN管一致。

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' \3 [; e# [. v$ F/ o: _+ f3 r) ^

求电压增益
- t/ \. v( \" c注意输入输出都写成ib的表达式哦

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* q* _0 A  s( x3 {; P/ T

1 C% _) L- Y5 b% ~  V! w- F' ~; X
2 {5 {  J! S  n. L0 t+ d: x求输入电阻
) ]4 x  ?3 p( x2 R
6 [" h7 w3 L: j/ ^+ q
输入电阻熟练后可以直接观察得到
/ x) l* T) z1 i0 u+ x1 A9 _最重要的是要注意：
8 k! z/ o  J! Q2 a0 e* {' J输入电阻的表达式中一定不会有信号源内阻Rs
7 k5 R3 s4 O! q9 l* m
/ s7 Q1 [* U  {  _) v' @* k
求输出电阻
* P2 S4 K7 v1 n* e& K2 T

共射的输出电阻看似结果非常简单，但原理一定要掌握牢固
4 P( R! S- ?: e9 X4 C; J7 o注意：
输出电阻Ro的表达式里一定不会包含负载RL.
  R  O1 V1 G) E/ F* F& a
4 O$ l" s( K2 c2 o. s7 s

BJT放大电路的三种接法
$ \0 ]  t; l7 x/ m: E* `0 p
  b  A& ]+ l. B1 W6 X放大电路中三极管的接法是依据交流信号的传递方式划分的，即观察交流输入信号施加于BJT的哪个级，输出信号从BJT的哪个级取出来判断组态。
7 _# w, D! h* b$ E" A/ Z8 D7 d
/ {- B# Y! B+ |8 k1 O共射放大器
CE
+ M& p+ a2 I6 X! \: I9 |
8 J3 L+ s- z, z4 ], L) Y3 e& _5 c8 O
! Z, b) p' R4 I! e1 x  o2 @共集放大器
CC
8 p  Q+ f& C* g) I8 r

% D) D9 O5 }7 j6 t8 l# X+ n5 p共基放大器
! |' Q! a( K7 K2 `1 T& l$ yCB


为什么只有三种接法，而不是六种呢？
2 C' G2 N7 j% k" q
因为集电极是受控电源，故c不能作为输入端；
' q$ U' l7 P3 m0 ]  S而基极信号太弱，故b不能作为输出端。
于是就只能有上面三种了

好了，今天就到这，同样留下抢答题??????
4 f: K/ O: c+ S- u3 r" _抢答题
判断下列两个放大电路中三极管分别是哪种连接方式(CE/CC/CB)?
% H/ f- i" ]. F! v
) @% d) N7 t- b; q6 f! d5 r最近电光的同学抢答很积极哟，小模电的大家可不能落后呀????????????????

6 a- u5 D- ~" S- t
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