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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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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( C4 k8 m6 o" j& }) o2 U' h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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( R8 {/ }+ S; G& u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????????
  g, e! W/ T# w??????小模电重难点——晶体三极管

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7 o. o' q  z0 A9 \$ V. `" B$ O这节课我们的关键词就是“放大”
0 U" T% d: H; w8 p?? 什么是放大？
?? 组成放大电路的原则是什么？
?? 如何将晶体管接入电路才能使其起到放大作用？
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' z, D/ Q/ z( ]" S01
放大电路的构成
+ I& S$ U( Y! X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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5 w6 ~/ k& l5 U2 j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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  H# F2 A* ?9 t- m; `( J02
1 C: P' c5 }* a! O6 T* S, A# Z& v放大电路的组成原则
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
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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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。
5 p- w( j* V4 C

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: I/ P5 J1 r8 H0 g2 D& I( a( V9 L, E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??????
3 H  R+ `; k* g. `4 s

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5 g$ V. Y, L8 M/ j% u% C& j& R5 |* r% G

4 Q8 Y6 Q: u$ C03
直流通路交流通路
6 u0 ?* N( h& s" J直流通路是在直流电源作用下直流电流流经的通路
, F& h5 e7 E: ^

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/ q$ g$ R" e* T- q1、信号源视为短路
  l1 m. o1 s% {: y2、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

1、直流电源视为短路
7 i+ E  E9 _2 ?0 \' f2、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
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：

! P; `) e! ^) J, l- h, f例1  画出下图电路的直流通路和交流通路
# E- u. j9 m2 K1 R7 i0 ^) j

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9 l, d& F' c/ E$ O& Q0 ]1 {

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- T5 z& Z, U1 @8 u分析+答案

7 P4 r8 m' ?' ?5 n
( Z6 @; |, `$ w5 V/ _直流通路
& {, e1 M  B- g! b4 r5 P1 z将信号源短路：就是让Vi=0
电容开路：就是把电容全去掉
' T4 a, W/ Z% K' k% z于是就得到最终版：
6 l7 s/ @: ~1 y4 s& S1 u- I( `

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交流通路
4 {  x1 A" i& A! i) C- \# V* V直流电源视为短路：将VCC接地
电容短路
& f  v$ i6 R3 n9 |

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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：
* A% ^4 R! q3 V4 ^9 s% S

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' F  A' M7 h& Z' k- G
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

' h5 E# G: @: Q: z例    如下电路是否有可能放大正弦信号？
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分析+求解
+ R. N$ w. U; c5 K
9 n* E- X) o9 l( L
第一步  画直流通路
  P2 |# L. l' ~+ R" s4 @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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- }' n4 N& V$ V2 L( v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??????
2 ?/ H) o& C) M! D9 g/ w第二步 画交流通路
看信号是否可以顺利传输
. v% Y% n- O1 ~6 O; W: x* n
# q) m0 K0 ~! g6 Q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。
' I1 A; u: a5 u% h( c# m5 p


' g6 n( _7 q8 {说了这么多，下面也该留个题给大家了
互动时间
下面的这两个图可能放大信号不？

* v9 [. N5 @: \* O# \老规矩，留言区里等你们的答案哦^_&

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