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~~~
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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。
5 |* B! s6 k' R分析或设计放大电路时，应遵循先静态后动态的顺序。
' ]2 `  g4 _4 t+ J7 Z

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1 放大电路的静态分析
4 E" D* l  j4 j6 q1 Z0 w& h" T4 w/ s# ~

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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)
  S/ v. f  F8 Q: M$ a% D" k7 n目前我们遇到的就两种直流通路：
固定偏置电路和分压式偏置电路


固定偏置电路
0 }: @  s" D' D% G* I8 T+ tStatic 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：
5 m, O& C6 a) J" _3 M

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左右两图的静态工作点分别为：
# u3 ^" v/ J0 |( k左图：
4 B$ t. y- Z" C; Z/ O- d9 {4 Z# w1 ~

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右图：

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2 a/ `/ s* ?! |6 X) d' Q
分压式偏置
Static Analysis
8 L! ]- ~" C: y5 x+ [2 [& w7 y8 n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：
+ u. q% u; z& `* C& P3 s7 Y  W

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4 t* w7 J0 P5 S. K5 a  V9 b- L??估算法：

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7 V$ c, g: Q# W3 e- R
* C5 Q; Z2 i+ b/ ^* e??精确计算法：

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如果满足：
( ^) ^6 r; v8 @6 O& @
. [3 X* ^7 o7 Y) j

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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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0 K* {) E* |+ h  s
* ^+ w" R( [5 ?2 j2 放大电路的动态分析

$ k  D4 W% R& Y, h  L动态分析主要就是完成三个技术指标(Av、Ri、Ro)的计算。
/ |% x( O6 ?" d' p, E! X& r三个技术指标的定义见上一次课的重难点
; h; m  S* i# C) f" y??????放大电路的分析方法
5 v4 u( V' n8 R动态分析一般可以拆解为如下几个步骤：

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一、画放大器的小信号等效电路
* Z  s$ W: ]6 e; h1 X
?? 将直流电源和大电容看成短路；
# }( b3 h8 x# ]; q?? 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。

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;
?? 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

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* A3 x& U% S' c+ N% r
三、求解输入电阻和输出电阻
  l) u0 W9 G2 F# t5 ]
; ~+ D7 u% D& U* S! G8 @?? 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。
. U1 q( X- h6 S  B
四、求解输出电阻
" k2 a; N' s- J$ \2 W/ [
?? 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。
5 g# n  O, g  l2 x# T2 E3 G??  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。
+ W4 k: m: v" n
+ l" b" |4 k) `7 h$ T1 W, y% t举例
6 @- \: l( F# S, e" S, hExample

6 `0 ^- m  c9 k, G/ _! H7 g

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; }- j$ M/ b1 U- o  n
. M. y& E8 D- F7 b  r& s5 v
静态分析
' L" Y& h- I' E: x6 O先画直流通路，这是个PNP管，注意电流方向。

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5 @' I7 ?) g) _& z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。
+ Z- @& Q2 s8 Y+ |9 X' W4 H

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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。
题目没告知rbb'，就用200欧姆~~ 。

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2 `& a* W; R0 B/ P: ~
/ W, B# _1 I( I) ?+ s
2 v7 E7 I, X; `: J0 c画小信号等效电路
  A+ C. C/ J) W$ v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。
$ t, W& c, |- V/ r- i* o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。

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  }& b: t9 ^: F7 `: p+ U" x

1 l/ h) F+ N( R 求电压增益
注意输入输出都写成ib的表达式哦
% L1 o, j& ^7 i/ [: O$ \( ~: u, j" a

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+ E4 P8 v3 B  Q) ~( a, ?% k
! f( D2 a1 e3 B* X3 c
求输入电阻


- I% V5 b' F5 x( [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

) n9 ^- O) ?- T, i: g
求输出电阻

( n9 @0 M% R0 \" W" ?
, `' C6 D# u2 x2 ^. S# 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.


7 Y, F" M! b8 @1 A! ~. x) K
BJT放大电路的三种接法

( u8 w' E0 O0 l8 Q$ 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。

2 s7 l& ^" ~+ r共射放大器
  Y  F/ _4 f! L. vCE
: L' W! S: n9 G. I$ S# ]
% _$ b) b/ I  m9 m7 R1 T
" A# f1 A/ P) |7 `/ ?8 Q% n% z共集放大器
CC

: @; w7 c- m0 H8 y7 R- [
共基放大器
CB
' q. \8 ^  _, e, I  g6 \! y9 z" z

为什么只有三种接法，而不是六种呢？

0 _7 h+ r$ x0 M4 l, T1 h! Q7 u* Y因为集电极是受控电源，故c不能作为输入端；
/ K& H5 o2 H8 S6 I7 X; M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
0 j5 @5 C! w' [7 E9 U4 E
好了，今天就到这，同样留下抢答题??????
抢答题
7 v0 T4 i% x2 O, r' s$ s. `  d5 U 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)?

# ~! \/ Q% g. i% s& F/ y  m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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