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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& A% v2 E4 K" L( O- K& u- p6 l5 o! u: @还记得下面这个小东西吗？

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7 M6 G% \- [6 Q" B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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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

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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????????
??????小模电重难点——晶体三极管
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+ K: m: z7 _. ^6 S* L- R* B1 [
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1 ~0 H* A( i& ^
' l2 Z$ y% A5 x: [9 a9 A: X这节课我们的关键词就是“放大”
?? 什么是放大？
" X$ s6 S0 i  C?? 组成放大电路的原则是什么？
- @& c( J3 r1 S+ _?? 如何将晶体管接入电路才能使其起到放大作用？
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01
放大电路的构成
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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: z6 {! H. t0 a1 s1 q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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: D, y) q& m* V% A1 ~, I. ?- P. g; L放大电路的组成原则
, n/ `: x0 K5 ]( L" R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
4 B$ }$ h. I5 S% b/ Q% K) W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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: ^- d6 {, h2 D2 J& B" X& `2 g如果换成PNP管，那么电源VBB和VCC的的极性需要取反哦
??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。
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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??????
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4 t. i4 T; d( ?) c9 |& q+ `
( Z, q( B9 n% S. E03
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

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1、信号源视为短路
2、电容视为开路
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
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, C$ I1 E" l- ~) c, J3 m1、直流电源视为短路
2、容量大的电容(如耦合电容)视为短路
: F" F) _. p: V9 ~! b在分析放大电路时，要遵循“先静态，后动态”的原则，
0 }$ F- M& O. E( \- l, x2 w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
) y% L$ |$ u# p" ]2 B两种通路不可混淆哦~~~

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" Z3 h2 W" l* s拿个电路练练手：
/ S2 t( L  v# U( N$ e9 R* G
. ~/ Z" c2 [* {- a/ @& r. n/ Y( L例1  画出下图电路的直流通路和交流通路

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分析+答案


直流通路
7 y! O1 e: Q' S5 Z# u. y+ g; _将信号源短路：就是让Vi=0
3 u( }; e9 g6 e1 Y( m1 h! I电容开路：就是把电容全去掉
于是就得到最终版：
0 `% x0 B- T$ i$ U* W

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交流通路
直流电源视为短路：将VCC接地
电容短路
' c: a3 M( F: u8 I- _

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* y! m  i" v) N6 [. X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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4 m* ]# y: ]8 j6 n

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- K& A! M: r1 \# y9 Z
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 t  _" b7 N: e! C. w
例    如下电路是否有可能放大正弦信号？

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分析+求解
6 }1 D: C3 @; K; {. N

6 G: k! r. L, s% F6 b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。

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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????????
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
看信号是否可以顺利传输
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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。
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( V$ @2 ?* j) a* h& ~
说了这么多，下面也该留个题给大家了
3 [' h. j+ c0 W4 U7 _# P互动时间
下面的这两个图可能放大信号不？

老规矩，留言区里等你们的答案哦^_&
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