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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' D9 E  ]) R5 e- O- ~% d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。
! |  M( x# }4 Y- p! V7 K分析或设计放大电路时，应遵循先静态后动态的顺序。

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1 D* q/ _0 r  l6 q& u; l1 放大电路的静态分析
2 w% C' o! u7 O2 U

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7 K5 l% a3 @/ r4 u- ^( S6 ~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)
% e% ?$ T: B. h% ]目前我们遇到的就两种直流通路：
6 P; \' @' E) {- V, Q固定偏置电路和分压式偏置电路
8 `+ D/ J5 _7 d3 z
+ Z4 P3 U9 v, L& r4 V1 h4 \
固定偏置电路
8 s$ G0 L$ P  g) jStatic 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：

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左右两图的静态工作点分别为：
! S" d$ t% h8 I8 T5 F左图：

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右图：

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分压式偏置
Static Analysis
- e/ H+ z% L: d6 H# I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：
. f2 Z8 L% z5 R/ i6 N

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??估算法：

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: `* `3 e' v! T
' G# D# g. ?* W$ }6 ?$ q2 e3 r" C??精确计算法：
+ g0 n/ R4 @8 N/ p/ h2 e& J

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2 a2 J1 i% t* K+ k% h. ]如果满足：
7 W4 ^+ i# U1 }" V- C1 _

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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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: g7 m6 }5 E- P! n( }5 k% l9 g

2 放大电路的动态分析
9 S$ {9 d% w. y  r
0 ]. B( e+ m; s( W动态分析主要就是完成三个技术指标(Av、Ri、Ro)的计算。
三个技术指标的定义见上一次课的重难点
8 M' X! F2 J2 T( _- F/ O??????放大电路的分析方法
' _' O1 D9 k5 L  U$ [动态分析一般可以拆解为如下几个步骤：
5 `' n& Z3 U" V  J0 u3 h

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% m, p9 i* J4 }0 B- G! J一、画放大器的小信号等效电路

?? 将直流电源和大电容看成短路；
  g( S) q+ d" a: r3 @& M- h6 I: D5 a& f?? 整理电路，将所有的地都归到一起;
; I1 n- m; t) [/ c! Q) A?? 将晶体管，用小信号模型代替。

二、求解电压增益

3 M" z  ^& A, W4 t' }3 i0 a?? 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;
3 \" j) q+ ?+ S1 b; U+ i?? 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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; a( w3 I% g1 j9 y* Z/ c: ~5 U! r三、求解输入电阻和输出电阻

2 K, i) g  }, |7 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。
; D/ n' K3 D# [3 `- c+ P
四、求解输出电阻

( P. i% y, u( p( x: o* b?? 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。
8 ~1 p- e  e: ~! r9 M/ 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。
$ W0 d0 A- l' Z( Y8 o/ u$ b
: _% {  x' N" }举例
Example

' X# z: O3 P1 ?" e' Y

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5 b: }7 d' J% j0 w4 v( z静态分析
先画直流通路，这是个PNP管，注意电流方向。

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; E( j, U7 Q' c9 j3 q, P* H1 x: @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。

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+ q! _( }0 T# y! k


求rbe
( H9 x# m; _2 q- }2 R- T利用静态工作点的值可以求解晶体管小信号模型中的rbe。
5 b+ g$ b7 M6 x' \( c# p, @* M) l题目没告知rbb'，就用200欧姆~~ 。
, ^4 x8 ~; o7 h: B* B% H

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; n$ h4 R/ e' `. I6 t; J" ?
. W, X) f# k  i- _- b% j, I
3 X3 w9 Z. O# }9 k画小信号等效电路
% }7 O2 j, z, h; d/ |  L) p1 M" 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。
3 N$ W( g( r8 P. a1 _. u这里注意：
3 v2 O4 z: F/ k2 ePNP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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5 _7 Q1 F% P$ [

求电压增益
注意输入输出都写成ib的表达式哦

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; @8 i. e7 ?0 j. u5 @
4 Z% e4 d' k% |* H6 F

) J# o; ?0 W/ k# T& b* }# U& k求输入电阻
. o. P. }5 n+ [: N
: G2 n" a# E6 y, g( y! }, a- L
输入电阻熟练后可以直接观察得到
1 {5 N" b/ Z; }+ K. e1 X3 U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


9 x1 B% U' X9 F% v  i3 q0 i; u 求输出电阻

! C& F7 N6 p) a1 X) K" i7 F8 A6 p
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.
5 [) |1 `' m6 ^/ s% x


1 m+ h; e3 q. p: g: Q1 k/ nBJT放大电路的三种接法

; Z0 R; ^  @# h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。
! f5 J* Y) Z% k! x# b, @, X
共射放大器
  e" q" z- I( n$ Z* PCE
3 A, I4 i  o7 E5 P$ S$ i

共集放大器
! n" Z: \# L4 L4 ZCC
2 K7 t# {& R: H

共基放大器
CB

5 W1 I% V4 J7 B% }( @* ~8 Y. c/ }
0 m( E0 Q. M  z) b- I/ G为什么只有三种接法，而不是六种呢？
! @: c5 l- F7 u- `9 w
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。
8 ]8 I3 F; I! s7 i1 C! q1 u) R于是就只能有上面三种了
0 F. Z- N5 O$ E# p+ d* f) P
  @3 Q, q0 }7 O( H2 V2 K. I好了，今天就到这，同样留下抢答题??????
抢答题
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)?

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????????????????
. M! F+ s/ j' y  f6 L$ Q3 {# z

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