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~~~
. @( k$ q7 a- [$ G9 D

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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。
$ c& q) {6 K7 ~3 k) p0 X! x) e7 r分析或设计放大电路时，应遵循先静态后动态的顺序。

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  A+ p+ _5 d( t; o
. O6 \* Q. _" e, Q8 m0 T1 放大电路的静态分析

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7 g$ ?: Y5 }3 R8 k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)
目前我们遇到的就两种直流通路：
& l/ Z! x5 Q; m  [. `2 a( q固定偏置电路和分压式偏置电路


+ D/ G1 e) V  e1 p; H) L7 b固定偏置电路
Static Analysis
* _. E1 S3 Z% I; J3 m8 U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：
( e. I7 T3 s& x  h8 c: L9 l

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0 Q( I2 d, i$ X7 @  @+ b左右两图的静态工作点分别为：
左图：

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右图：
% U% X/ b- R! q' Y4 ]. h

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分压式偏置
: z( K9 [) l/ F9 G# MStatic Analysis
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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??估算法：
& W4 z5 U; i& D3 U6 R- O+ \

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* ^* g0 U6 u3 F2 t0 z9 x  g
??精确计算法：
6 {! Y) A5 Y; S3 p

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5 i- |! U& L/ T0 N% e如果满足：

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. c% s4 A' b+ B; C4 C" t就可以使用估算法求解。这里的">>"一般是指5~10倍以上。

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4 n) C: V. l' ?8 Y- C% ^, b( Q
+ Z% I6 a" X8 z3 F
2 放大电路的动态分析

, V& }/ ]/ o( y9 g6 {$ H1 a  [动态分析主要就是完成三个技术指标(Av、Ri、Ro)的计算。
2 g7 l8 A, u: F; _三个技术指标的定义见上一次课的重难点
( }4 f# x, e/ K% V* h% ???????放大电路的分析方法
, L. \1 y" J' E动态分析一般可以拆解为如下几个步骤：

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5 A* S3 m+ b: Y/ a% l+ s: U一、画放大器的小信号等效电路

: n6 G' j9 q) T# w" f3 W+ F?? 将直流电源和大电容看成短路；
?? 整理电路，将所有的地都归到一起;
?? 将晶体管，用小信号模型代替。
0 g/ l/ E/ {& r6 I
二、求解电压增益

?? 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 i0 `- l2 ?/ \+ ]?? 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
; P( {  ~& k2 Z9 _

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7 b3 @5 ]5 ~5 c; m3 _6 `
/ V( S1 F/ ^) w' [( y三、求解输入电阻和输出电阻

1 s0 z3 g9 n" M7 d& b?? 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。
1 \7 p& x! n* {3 k. Y. ?- @" y. W
$ _" g/ I! Q: o1 n四、求解输出电阻

?? 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。
" ^7 K0 B+ [+ {& n, z: v+ z. n" z# N??  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。
* X6 v6 n! J0 Q. ]
举例
) f# R9 G' f& E, t# p2 GExample
9 ?- l5 m- l; X' J' {& _; t
' k" s! x7 U+ Q( d  t

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% _7 r( x. }" L4 Z; X; @. I
' a) @( H, n6 Y; ?& U/ X+ ^

8 g  m: W) h3 X9 i. A% I- I& ?8 P静态分析
3 y- \* A+ N( U1 t) r7 f先画直流通路，这是个PNP管，注意电流方向。
8 N6 H* r$ Z/ p: s0 b

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$ L# P2 Y, D  \& M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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* v* B3 ~( k5 n0 X7 _& O6 o( f


求rbe
利用静态工作点的值可以求解晶体管小信号模型中的rbe。
( V( b, L4 d1 s8 g* E题目没告知rbb'，就用200欧姆~~ 。
/ t1 m% g0 Y$ N3 ^% h

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. z( V& P9 Z/ _0 |8 g/ g+ \3 {
% X  @7 L  b* w+ q& Q; W2 `; L画小信号等效电路
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：
3 _- h0 F  Y6 c7 G/ e5 _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。
( I' q6 G% o5 S7 L' g

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8 T0 ~( p$ B8 `5 R2 `' s
. d! a" o% V1 Y6 ^( E 求电压增益
注意输入输出都写成ib的表达式哦

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9 |: |9 U8 l7 {  S

/ N4 \/ j- c, ?( y/ [, {+ [# P
求输入电阻
9 _! g! D4 J) h( ^) p# c  h
7 f& H9 D( l# ?: T  U0 v& c
( Z6 @3 S- \$ r: l. |输入电阻熟练后可以直接观察得到
最重要的是要注意：
输入电阻的表达式中一定不会有信号源内阻Rs
5 m: f, z# |/ W

求输出电阻


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
注意：
输出电阻Ro的表达式里一定不会包含负载RL.
5 q1 {& v+ X: U4 d9 X+ f" ^0 S
$ [1 l/ ?2 f0 D9 s7 m# o

BJT放大电路的三种接法

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。
% p# z9 d, ~+ ?. [# I
共射放大器
- d7 y. A7 @7 ?CE
6 @- z& V" E  u' K/ ~. s. z0 k
4 n# a8 i) d3 f8 C4 G, L* Z$ q7 R
4 w' |% H, H6 x  f7 T共集放大器
CC
( t/ g. P' ]. U7 W1 {
+ D$ {3 q/ I; i  J
: j3 j. I+ P+ a$ k6 z' m, d" H: J共基放大器
# V6 Q: L6 ?; f1 {* ECB
1 _  U/ x9 k& f, Y3 o1 e) B2 w
3 ?' m8 f) O# @" d  x0 `
8 R; i! Y' _3 ^, `2 d为什么只有三种接法，而不是六种呢？
. s2 S" |- H/ @% B* k5 {1 P) {
因为集电极是受控电源，故c不能作为输入端；
" O" q: A/ n! V& S. Z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
3 `. W7 m* U6 A' X, r+ \
& j/ R! p8 W. N4 a好了，今天就到这，同样留下抢答题??????
0 j& }. i( T$ y6 j; e- n. S抢答题
6 o" i6 R! }9 S& | 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)?
0 \4 {/ h* Z$ }6 A1 q4 d
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????????????????


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