小模电的重难点——共射放大电路的分析

吴少琴的模电课

hlqxks20tcl64043753.jpg

; ~4 n! p0 i2 b% t* [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~~~

uphdmvkkdix64043853.gif

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。
5 m9 ?0 c. }0 V7 n% p$ \2 F6 T" b分析或设计放大电路时，应遵循先静态后动态的顺序。
9 {5 l" E9 G& H0 g& t$ l  w7 G( d/ q

bmfueqvosxk64043953.png

3 |1 p) Q0 A4 V$ R
1 放大电路的静态分析
( A$ Z3 D0 H/ W5 U

mhr15n2gsgu64044053.png

' w' B1 {+ r+ ]9 T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)
" }) @: D' _* G3 T目前我们遇到的就两种直流通路：
* E$ h. {* {' C+ W) C. T1 e固定偏置电路和分压式偏置电路

5 a  v2 w' {5 D
4 m* ^! M" K2 x* ^9 Y! U4 Q  `固定偏置电路
! m9 a' h) A, ^4 s( C( r* [Static 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：
# ?" n- q3 `, o% k: L/ i

nrbzwrracl464044153.jpg

) ]0 q, G* m% o1 w+ ]2 W/ @左右两图的静态工作点分别为：
6 k- m% }7 `& x! K% ~( z左图：
) o; C* ]* t8 e% r4 _" I7 X8 C

lsgrcchcjfz64044253.jpg

右图：
* J0 }. g2 G8 y

zi13l5uwr5g64044353.jpg

分压式偏置
Static 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：
% y9 Z  }* h. d0 G7 Q0 ^7 Z

nsxzx030kxm64044453.jpg

: {: w; o% H7 O. _; M; c??估算法：
) u+ o8 X8 s# r

rbdawsbjhml64044553.jpg

# _2 n4 H  |9 n6 b$ k. R6 ]' e
5 I! e; j) P( c4 o3 }& J??精确计算法：

jdu2hmljtlk64044653.jpg

: q* t" ~  q& S5 ?0 w% C; ?3 x如果满足：
& A* b  o& P4 ~2 j. ?

thfg4wfn11b64044754.jpg

就可以使用估算法求解。这里的">>"一般是指5~10倍以上。
7 G6 Q9 w% m( q! y6 {5 U

ezfmwhvxcsn64044854.gif

5 I8 w  j6 u9 k2 放大电路的动态分析
  ]# P3 E& M. }7 Y5 T5 E! f. E
1 h8 D0 c! w2 w9 A动态分析主要就是完成三个技术指标(Av、Ri、Ro)的计算。
. {3 z+ l! n6 G# D5 O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
动态分析一般可以拆解为如下几个步骤：
: n* |* ~+ ^, H; g0 g

von4j32oqwp64044954.png

5 S% T- I: w+ Z/ ^% g7 J) e一、画放大器的小信号等效电路
% D7 A4 u& w, A7 |, M" l" w
?? 将直流电源和大电容看成短路；
: C2 [" v' `: _) Y6 w0 ^5 T5 E! g?? 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。
8 |  Y2 f* u# ~/ Z  w
3 K# X' F) p& w$ i二、求解电压增益
8 C( b3 M! r4 g9 E
?? 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;
$ S: V$ `: L! b6 z0 b; z5 R  h?? 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

ivzbifxuost64045054.jpg

! i' Q, Z8 E$ i7 d/ T
三、求解输入电阻和输出电阻
: A, W+ a2 y) D8 {
3 b7 E) K4 r" I, _/ j5 a! x) _?? 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。
% o) ~5 E8 p$ {3 z/ A
四、求解输出电阻
: h8 {  F6 q5 v" w3 u5 h# S
% Y+ O/ ]7 t7 d( G: d?? 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。
2 S9 u+ C, R/ C- s8 M??  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。
) |. s* U# c0 l2 \4 I
举例
2 H$ g. y* a3 ^, d' [$ F8 PExample
3 i( ?5 ~+ p9 H( ~# ^

rhoiogdwowf64045154.jpg

0 N7 Y+ k9 w! z0 D* I" A$ x  k) N

8 t, }( S1 I: N7 @- M1 K" q7 x
) m- r4 c) ?, g% D6 Z( [静态分析
先画直流通路，这是个PNP管，注意电流方向。

k0dy4givkah64045254.png

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。
7 A9 t. ~# K  q1 A& ^2 j" B; k! B

4rwhu4afbhg64045354.png

4 w3 [* m* X9 Z8 _


( P; [7 R- X/ q4 ~1 {* q求rbe
5 ^, V, n& M/ a9 Y# y9 ~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~~ 。

44amkt0dwdq64045454.png

+ U* J. ~+ b! l& y$ b3 }

2 Z) s, e$ ^; t9 R2 J画小信号等效电路
1 v) U% o. B& h; @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。
( A; t+ o/ r7 h/ {; D0 G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。
0 [* x& ?1 Q/ _5 _7 F

dlx1vbkba5a64045554.png

+ @. Z* Z: |7 }4 [( f0 c
3 M& |; Q& S" R. L2 T. n7 T 求电压增益
注意输入输出都写成ib的表达式哦

e5so5lnjlu464045654.png

- p3 k! F$ A- ]: D4 o& x* c
$ b$ `& c: ?1 A) n6 {1 C

求输入电阻
6 F4 c/ Y7 G1 S$ D* b# T5 ]& P

% n3 L% s' \% A输入电阻熟练后可以直接观察得到
7 Y4 o" T  k  ~$ f; l7 Z最重要的是要注意：
+ t& A  U+ @( @' Q4 a! H1 N输入电阻的表达式中一定不会有信号源内阻Rs

: }' q9 k* V4 V. K% t) P
求输出电阻
$ S  M6 l) s: ~3 A/ w
) q* E( l! H% ^: h+ N: M
3 o) E" p3 q- p  I0 G- 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
注意：
输出电阻Ro的表达式里一定不会包含负载RL.

3 I1 `5 i  q9 G6 o

BJT放大电路的三种接法
# M, y: P# o: o; P
2 [# H' A) ^+ s: s6 }& F6 q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。

共射放大器
" G6 q$ e" P/ r, o$ {* YCE
2 n' |, q: J# I$ }! Y4 B+ ?
4 b- t2 l$ o- H3 w3 ]1 k4 l7 V
4 q; e6 ]  |! A6 F1 f4 |9 j% [- W8 T共集放大器
CC
& t; f2 b( S( a$ C
9 {" E) f2 {% d4 [: c: ^: F  V
共基放大器
CB
: d4 k$ V% y# W, v4 A4 T4 X

, E8 A7 D- K) |9 A3 |3 p  P为什么只有三种接法，而不是六种呢？

因为集电极是受控电源，故c不能作为输入端；
而基极信号太弱，故b不能作为输出端。
$ N% U0 P# \/ w5 _9 B; I# i, I" }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??????
抢答题
4 |: _% ?8 W6 W/ o 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)?

) S- w% c0 s* ]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????????????????
# W. K2 x: d1 M( i! H$ C

· END·