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小模电的重难点——共射放大电路的分析

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发表于 2024-4-1 22:33:00 | 显示全部楼层 |阅读模式

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$ b; @/ N0 z2 X$ o( \( t0 Z' p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~~~
% t  `: q; N  {' l6 E% i

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$ _$ I. X6 n3 n
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
3 D% l0 V) J' x7 _7 N分析或设计放大电路时,应遵循先静态后动态的顺序。
: t! H* u& N  {" s: _

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, x0 d  P; L! Y% p8 k
' o" g9 w5 r( o' v6 h  f
1 放大电路的静态分析
) I: H; R% U4 x) D

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: `  x/ {' v9 d8 r  P7 ]! y
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)$ m! z$ m! R$ [. r2 W
目前我们遇到的就两种直流通路:
1 i$ B- W6 {4 _$ L$ e9 \固定偏置电路分压式偏置电路
2 r( o3 w+ `  A. J3 r: a& F% W" N2 U' ~5 Z
9 v6 `* S9 c' R
固定偏置电路
' i$ o7 S& [) h8 d! a2 c& r/ K5 xStatic Analysis
. C9 Z2 E$ q; S1 B  Z2 _7 w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:2 {* O2 N7 V* t3 q

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9 H% F. `+ f" V. @# x9 k, }
左右两图的静态工作点分别为:0 e5 `2 ?7 h7 J  l
左图:8 k& d2 T5 r' Z0 a

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" ]# R2 q- c+ ]9 s右图:
' [: a, Q4 I  ~' L" y2 b

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, O0 g8 \- K6 y' L- c5 U
" E8 f; ~; e- l, Y( ^分压式偏置  G8 ^8 @5 D5 b3 ?% P& ?
Static Analysis
4 w! a( |$ h0 `# X2 X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:3 A/ h8 e) W; P4 }% i( _. u5 r+ C0 l& i

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; d6 o% n) _3 e, _5 x% B; y
??估算法:6 |' ]" N! c. V" r8 j! a, }2 c

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% }* a$ H, g  d+ D
! ]- K) v; D3 D5 x0 y! R$ c& c
??精确计算法:
9 T" ~4 C0 K6 o3 B5 G5 G# j8 k8 q

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/ H. ~+ [- H- O" A0 E( `如果满足:4 h. M5 R3 ?" o8 o) D( {" \

. W& B6 ^4 J, G; K( u

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& w$ g8 a: ~. a  A  x1 S
就可以使用估算法求解。这里的">>"一般是指5~10倍以上。; x; ^3 T- y. z. U

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% E( j1 @4 N! r( N; d5 q
. Z' n8 S( D. o' ?" c" ^: K& ^3 i7 f8 r! ?7 m- G" c+ T
2 放大电路的动态分析
% p9 ?- {. l- R+ E+ p3 E: z4 A' ]. M) ?
动态分析主要就是完成三个技术指标(Av、Ri、Ro)的计算。% L1 v+ Y9 }4 w0 v: q1 H5 W; f
三个技术指标的定义见上一次课的重难点9 V* x" B" b* o) x9 [) V" n! t* Z! ~
??????放大电路的分析方法8 Q7 y4 Z# S2 y- |! o
动态分析一般可以拆解为如下几个步骤:+ a- G# V/ R/ d) P% W1 E

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# a9 W7 A+ S) T5 ~1 A/ |
一、画放大器的小信号等效电路
% j2 d$ R7 S0 |" S2 G4 }
4 T' y6 n: B' J# C( t?? 将直流电源和大电容看成短路;
* g; a/ Q/ b6 S& O% Y7 v6 Z?? 整理电路,将所有的地都归到一起;' N5 c8 i7 ?( a# o3 C
?? 将晶体管,用小信号模型代替。+ M% G6 \1 T3 t7 V; h, B0 ?5 S# d

& ^- X& c! ]( m" ]3 Y  }) n二、求解电压增益7 E7 T  B% \! j  k& D
+ w7 L" W( T0 |8 }8 y# r3 ]
?? 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;+ w7 D5 ?1 ~  F0 }' W& i# J
?? 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! k4 a  `3 h2 e; c; W

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; {+ w0 W) [4 o% a' c# [7 \
. c( S! Q- K8 Y  b: o
三、求解输入电阻和输出电阻
% X+ F9 A' ]- R" }' N+ h! ~
4 U* n  h+ e) b8 z?? 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。
0 l. D9 @  R) f4 E  E( `* ~, K4 ?% b" d4 e
四、求解输出电阻* |! o# K/ L; T, w

$ l: _, V# l3 B: ]; b% Z?? 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。
! G6 }0 a% V2 ^& E: m??  让输入激励源等于0,即如果是电压源vs=0。) T2 w* _- z( E- y7 N! _: r$ X9 b9 {
??  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。4 ]1 G! ?) H* T( ?
: r5 o5 q* A6 p7 H0 e" s( A, R3 K
举例
8 ^6 d4 [; m% a+ xExample% N! i; o& i- D; T
$ v! H1 `8 ^; J/ N' ~$ u

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0 S9 H" ?+ _. W1 Y+ b
. s' q. y* K- s+ \' g' W
  O; M2 Z* T6 n/ a- L

& c$ u4 V5 m* L( i0 \: l静态分析
7 A8 t6 f) N5 {4 }( |$ J# `% M先画直流通路,这是个PNP管,注意电流方向。
2 u0 X9 p  x- a8 ?1 C( r% p

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3 D' }- s8 p* ?5 M% }* j+ ^- P0 Y
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。
% H9 i& o; S/ H

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+ e9 R  `5 m% I0 [1 k: s! R/ F4 f
( S  G% W' }* m" T. l  Z# o
( S" C. r- C0 @. @

: F( l) q& T% V2 @1 l, s7 Y) f求rbe
: U1 J8 i3 ?: Z" Z* e, Z/ `$ z9 \利用静态工作点的值可以求解晶体管小信号模型中的rbe。1 z. W0 G2 T2 }' N0 [% O2 l
题目没告知rbb',就用200欧姆~~ 。8 W0 l$ T6 C9 ~: C) g

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8 ]/ ~9 ^: v$ w. b) h; l
& I; l: x0 t: ~5 ^( W
+ Z3 \( I; [; L0 `
画小信号等效电路7 Z; l2 s  b: U' O. P$ B
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。
" z8 D3 T) j. E这里注意:5 K& A$ }/ Z- E9 \. T
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。
8 V3 e6 W) s: h- V) v

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# l8 p* G5 b! B
; p# w5 q3 H" f5 I' V1 J
; O7 S2 x1 ~! D/ |/ P
求电压增益
7 S1 I9 g% {2 d# w$ ~2 T, Q注意输入输出都写成ib的表达式哦9 x2 R. S8 d7 ~5 [& E; z+ s

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% V' p  y4 Y$ i  E* S4 g, z* Q
8 e# r' I2 `  d9 X8 c; w, V! o" v7 @- x( W

* D, O$ `. w. }0 F, t求输入电阻0 q' T7 E3 {2 l0 V1 b( b
4 m  P! B. g- P+ T

" r) ~& r; q9 t# g输入电阻熟练后可以直接观察得到4 y- }8 B* _& Z4 y) \3 I
最重要的是要注意:; _7 {! {4 ^! s. _( o' Y
输入电阻的表达式中一定不会有信号源内阻Rs
. ^9 b6 z0 ]8 _  s* T; Y5 `5 E; n  S- u
& X7 I: D6 h9 T  v
求输出电阻! m( n) W5 n8 K% Z# M) l* G8 z
2 r' p/ V3 C1 O) i; P% N9 d
0 C1 o" P& s2 H; W
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+ n3 K; y9 {  d4 G8 |
注意:
$ T7 @+ J  W3 k' [输出电阻Ro的表达式里一定不会包含负载RL.* d/ o% d8 |* S0 y5 I
# U0 b% a: I" N0 F4 o9 W2 |
. A: J* i0 x- O1 L3 t3 r1 c$ r

+ H2 g+ L1 P: H/ B) z. W* TBJT放大电路的三种接法
  W& d! U* x. D' ~4 l) j/ e+ X8 I7 Y. h0 Z) z- }
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
% Z( E: D2 [- h1 ]/ M, p# l! R: F$ o. b2 q! A" G
共射放大器6 f; |6 m0 h' D$ T
CE
$ H5 m2 L& X' t7 _( t
6 D$ D" `6 B( w5 z! }6 D  ^2 y
% W+ O7 B5 J# e8 {共集放大器
* R& t1 x4 F9 g) yCC, D  V% Z  B5 ?9 Q
  `) G( R% N; m1 Q$ L+ W, i

$ L( W0 t+ t' w共基放大器) K% B+ v+ r: f& m1 m
CB
& y* j5 }$ W; j. v
4 E. ^+ V; ]! C; H" j% i) X. n# B
为什么只有三种接法,而不是六种呢?
# n( a- [3 U! G$ h4 `7 Y
* P) e$ ]& u3 c! r( ?' Y因为集电极是受控电源,故c不能作为输入端6 ]' C# q: ~; h. M) O+ U# Z
而基极信号太弱,故b不能作为输出端. t! O  M8 G+ F' D" o! j1 U+ @9 N, j
于是就只能有上面三种了
  Q/ i5 _& G- T7 ~* X6 j/ I, Y
( `& h4 l, U) B  t. w; c; p好了,今天就到这,同样留下抢答题??????% k; p2 A3 j4 O' R% U  c% z
抢答题8 o3 j8 f3 }9 D( Y& h
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 q* Z: `( k; r# V
& T9 l' p5 g% T. B9 c  ?+ p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????????????????
1 @0 }/ g* b" f1 Y9 b0 t! m* W: L. A& G* F: K

" ~3 w. |# A0 ]· END·
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