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。
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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- M- S* J9 V( e; v- `- T, P1 @
/ ?  _4 D% q5 h$ I1 放大电路的静态分析

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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)
0 Y/ H( }6 r: b6 _, W8 h9 p目前我们遇到的就两种直流通路：
) x' @# Y; i- M1 M2 [. ]" r" e, v固定偏置电路和分压式偏置电路
+ ^* C3 a+ s6 S
4 H, l/ \, R- W1 Z& G" Z6 \. `
固定偏置电路
Static 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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! c" N' ?0 m3 R7 ^6 L左右两图的静态工作点分别为：
# l9 V( j4 P8 R/ A/ c6 j左图：

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+ z: ~: Y& a" W* s$ p右图：
: i2 j" d. f# {% M8 `

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分压式偏置
- K9 ]. U3 K$ Q  ~; aStatic Analysis
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：

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. N4 U+ K7 b$ H5 W??估算法：
$ \' G+ ?. N/ e* k) H3 ?! r' n( M

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' ], a% ?. k2 Y0 `
??精确计算法：

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如果满足：
1 W/ N' {' t+ [8 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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* i6 d% m* R5 K) {( {8 M& Y2 放大电路的动态分析
4 a4 d$ ?4 w  w9 ^( m+ \; k2 u
  H' `# A0 h3 g) x/ k) q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
. b9 f7 q2 S1 T& p+ Q??????放大电路的分析方法
动态分析一般可以拆解为如下几个步骤：

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2 U7 K! k0 B* e一、画放大器的小信号等效电路

  B1 B! u9 c& m3 H8 b4 T1 t$ m?? 将直流电源和大电容看成短路；
?? 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。
  O: z7 ]# Y$ U+ {
二、求解电压增益
( S# e+ q- |$ f' u% T
?? 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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, Z4 ]9 t* l0 e" U9 c+ y5 W+ l# ?
三、求解输入电阻和输出电阻
: P& t1 c2 U. J" U; D
/ M( ~8 }( C  H1 s) y& U?? 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。
$ m2 A. I: e% k2 T0 }& K$ e% u0 W
四、求解输出电阻

5 g! ]. f8 `2 y: n* T?? 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。
7 c7 a3 w3 ~4 n% u% u7 ^- @??  让输入激励源等于0，即如果是电压源vs=0。
2 G; n1 `1 J" ?" d??  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。
& Y( R  ?& j; |8 L
- N. b5 ^/ }6 j+ f/ F2 ~, U* d$ V举例
Example
3 N1 I3 Q; A- J) F1 `
: g; n$ P. q( f0 N0 N

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& k+ A/ y0 ?1 |1 C* k$ a! ^( U: P
+ R6 M* V0 e4 h0 z8 K
静态分析
先画直流通路，这是个PNP管，注意电流方向。
3 O. O2 y4 m( ?* g) `

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) h  f4 ]) _) p, ]' H/ I2 [$ y' r( {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。
# C  j: L: ^% ]1 J

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7 x1 k3 a0 p4 S, i8 a% T# o
3 @4 D, L& _8 ?1 P& i
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~~ 。
, t& D7 Y8 g+ ]3 y" y

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( D0 X( o2 X) G: j+ x1 S
画小信号等效电路
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。
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。
5 A# s0 C3 n  n! E  y" d8 i5 c

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/ S: n( E" p. }2 s: | 求电压增益
9 }7 X" G1 T# Z4 C注意输入输出都写成ib的表达式哦
# E- r( v1 P' B: k2 ]* l( S! G

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4 m8 Z1 p$ k2 `2 S: ^
* h' K3 Q; C& ?' y! ]( h
& v5 N% f# a1 F: E, N. ]+ W
求输入电阻
' s. H& X  U8 O1 k$ X) ~

输入电阻熟练后可以直接观察得到
+ f8 B& J( e: F7 o3 L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
' t6 h& A& ^: a  |) @* d0 P1 a' Y
, U  w# \9 k. ~) U: U' r+ p
. W! T, E: A- M, d' { 求输出电阻


) g/ V8 O3 o. K. E8 H# k) ?& T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 w1 u8 s5 l( Y6 E( f/ z" h
# f8 B0 @: h0 t7 \4 ~" z' _& B

BJT放大电路的三种接法

; m* |, A# R; a: G8 l( ^1 L$ @) |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。
9 }4 P8 e; U- l
+ ?6 |" \  u: j  w6 }$ k' G共射放大器
, {6 i' S9 b0 S9 VCE

0 \" |$ e" ?1 H4 r) a' J) ?, [% i# G
3 B, g( ~' U" Y2 g* x共集放大器
CC

% r& c8 l: D- E" |; ^/ s/ u
共基放大器
/ Y3 m- q9 E9 J+ ~2 O3 zCB
. F# Z% d5 R; t

为什么只有三种接法，而不是六种呢？

/ A. I( F& z$ p( L0 R3 p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。
7 U6 o0 I) F# a; t1 G, Y% J7 {于是就只能有上面三种了

好了，今天就到这，同样留下抢答题??????
" Z( x; K' ?  x9 ]& J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)?

, Y9 d$ \8 n3 d( S. r  c% [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????????????????

; C0 q+ C6 i. Y
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