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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/ g# ]2 y1 p# Q4 N还记得下面这个小东西吗？
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/ ?. B8 x$ h- R+ p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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3 D  Z  D, `. B. L4 W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
% B; m: M5 O6 G9 n6 P

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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 a* g& E) k3 P' _7 F: ~' H" r??????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”
0 _' ^6 H9 J5 n! z1 H+ t  L5 Q?? 什么是放大？
?? 组成放大电路的原则是什么？
?? 如何将晶体管接入电路才能使其起到放大作用？
  |' F. g. D' b* p

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放大电路的构成
: F2 J- ?7 ]/ g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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/ x% u$ ?" w9 w% k$ o5 D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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* F$ g+ {- o& \0 [7 I5 t02
放大电路的组成原则
# s3 S$ M8 m1 y  L8 B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
1 V0 O( j1 M) r1 ?2 B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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( P7 f' B1 I8 ~如果换成PNP管，那么电源VBB和VCC的的极性需要取反哦
6 W; o& |8 ~% ]7 U& p! h' W- ]  t??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。
8 Z% I! `2 {* R) |3 ?
" u1 u* ?4 @. x2 P1 p  z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??????
* k: K: O; ~4 Y7 Y# c  d5 \& L

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" }9 r4 X. N9 P
03
3 _6 I  J, K4 v" l' z2 J- I6 o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
& B0 X* j4 |- j4 N& U5 l8 I

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2 g6 t5 \" b$ k3 v1、信号源视为短路
2、电容视为开路
+ y8 _& ^! H" B5 {7 j8 `3、电感线圈视为短路
交流通路是输入信号作用下交流信号流经的通路
! t+ x! x. L" M4 J. i
1、直流电源视为短路
' @) _' G0 E' U; p2、容量大的电容(如耦合电容)视为短路
- I" ]) }- E6 n; [) }" V0 r5 x在分析放大电路时，要遵循“先静态，后动态”的原则，
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~~~
* |; x" b& o6 ?5 S

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拿个电路练练手：
* |; }, m6 P7 H7 X  [1 q
例1  画出下图电路的直流通路和交流通路

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6 M" e" O" N. |' ^: }: y+ G8 K

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. T/ \+ d7 F7 a  ]( G" \+ _1 }分析+答案


  ^: j. }3 B. s+ c直流通路
将信号源短路：就是让Vi=0
9 G, A/ B: k9 c8 `/ B7 x) c! U电容开路：就是把电容全去掉
于是就得到最终版：

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$ m* h6 D5 N4 r- q, B0 t3 `交流通路
# h$ q+ m5 P' a% x, H直流电源视为短路：将VCC接地
% ~" W) U# ^  o; `* f电容短路
! X9 q) ~6 ^. v" O% ^, T/ Y0 `; q  p4 z

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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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& Q: a2 Q0 ^" X$ i2 R: P

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. c& Z5 ?. s0 q1 B# [% p0 s9 R
; y1 \8 T; l5 T+ s% F# c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
* _5 B; e, z4 \
例    如下电路是否有可能放大正弦信号？

. [7 p1 g" Y5 b+ k: j: Y; i

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8 w8 D' Z9 P' v% q% w  O分析+求解


% |9 B- c9 ~! C第一步  画直流通路
看电源的安排是否可能使得发射结正偏，集电结反偏。
6 y+ s# D0 @5 W

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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????????
. q9 k0 ]- \: D  F& W; ~) p; h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??????
第二步 画交流通路
$ x) o& ^, k2 o& Y- U' W看信号是否可以顺利传输

4 m/ ~7 {% T  a( Y, A/ N/ f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。

, A) ~, O6 V' \/ ]
- n* Y$ ?  o" H- P- n( t
. W1 e7 q: x9 ^2 w说了这么多，下面也该留个题给大家了
& w6 C) @! o) L1 O互动时间
$ q; F% [1 ?1 k; I5 N, ` 下面的这两个图可能放大信号不？
: t7 g& x; U1 `% Q
# J! P" W! ^9 o% E, T/ J老规矩，留言区里等你们的答案哦^_&
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