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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1 J1 N+ T0 F% p5 H" J还记得下面这个小东西吗？
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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????????
' p8 V; k3 x5 f1 ^0 W??????小模电重难点——晶体三极管
: m' q! }+ b9 R# b& ~& B) N; C

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! f" j( `( j  _7 u+ {' D* t& d这节课我们的关键词就是“放大”
?? 什么是放大？
?? 组成放大电路的原则是什么？
! d7 R1 q$ d! E8 c& f9 A% ?& |?? 如何将晶体管接入电路才能使其起到放大作用？

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+ e( {" f0 V3 m01
. y! n: l' N+ `- Q" S9 Y1 M1 }, \% B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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' Y* ~1 u1 \' g" Q+ o# u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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放大电路的组成原则
  _/ a4 [8 X( f% |6 ?. `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
+ o! G  X: a4 X) L- h* {, P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
: U$ n! S. P; b

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" g( o: E8 C: i2 B. z: Q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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% I# J6 W: a) ?8 L8 u上图如果接入负载，输出电压就为-icRc//RL。

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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' W+ ]  Q! J1 j( ^; i' g( u9 R$ ~
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$ t# U7 I' Q: S6 s! W% _) q: u$ Y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 Z/ L% r( Q' O" |1、信号源视为短路
' N5 W- ~& k4 h5 V4 |2、电容视为开路
3、电感线圈视为短路
, s3 i3 l8 ]" I7 F3 E9 D% Y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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1、直流电源视为短路
2、容量大的电容(如耦合电容)视为短路
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
' L) T9 \5 V/ |求解动态参数时利用交流通路
两种通路不可混淆哦~~~

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拿个电路练练手：
1 n1 [' X- I3 ?/ ~
例1  画出下图电路的直流通路和交流通路
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1 _# {! E; n: M' V: k0 U

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; x8 P% P4 n5 \4 X分析+答案

1 i3 D4 q( t) y5 Z/ [+ ^6 O
直流通路
# q! n. x' S, M& N将信号源短路：就是让Vi=0
电容开路：就是把电容全去掉
于是就得到最终版：
* h0 k$ P8 V" u, T) i6 @0 H

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交流通路
" H9 q. J2 N) N# }8 M) e5 }3 X直流电源视为短路：将VCC接地
电容短路
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5 ^" v) P* Z; h$ T) f& A1 Y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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! A* X: M+ |* K+ Z
5 a  \' F! N8 \; E2 G0 T+ O. H# 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

例    如下电路是否有可能放大正弦信号？
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9 Y: d: ?: P+ b9 T, u, D分析+求解
4 a  d. J0 I0 T" X3 e- D* @6 [2 M$ G

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
! i! ^0 S& o2 h$ _% D' R( |看信号是否可以顺利传输

) \, `& O% z; j- y' T% B" [5 S$ G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。

' S. _" N3 ~) v& J

说了这么多，下面也该留个题给大家了
  H# C  A/ G+ v5 d互动时间
下面的这两个图可能放大信号不？
0 z$ H" L1 E3 |; ]% f- h* l
- J; [% M1 }" r- h% b- j老规矩，留言区里等你们的答案哦^_&
! R% ^/ u4 G3 f* J6 r1 O, f

! `8 V: z( J- W3 D) M· END·