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小模电的重难点——放大电路的基本原理

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发表于 2024-3-25 21:51:00 | 显示全部楼层 |阅读模式

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* V+ I3 x$ \, N
还记得下面这个小东西吗?
8 |! O2 `: V% Z

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! @' ?9 v, o/ t# s$ V
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~~~
" Q, \) ^3 V: g9 e8 F

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+ W, a; O, _- d, q% }3 N, N9 R" C7 b
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: B0 R3 F0 z  Y1 H# e. A

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$ f  b: r4 L9 _* {
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????????
0 C$ Y& J( Z0 m; V0 i% ^9 K% ?  l??????小模电重难点——晶体三极管
% V4 N6 }$ w1 V  B# M" G+ g
  ~! k/ f; Q% W# s% e! [  Z( I9 g! U/ U4 ?; B1 c

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) o+ D9 U" a$ ^+ G
" G1 |1 ^. G( U1 I& M
这节课我们的关键词就是“放大”2 }  H; p+ Q  A& t
?? 什么是放大?9 q: h+ F; I7 S4 d( x
?? 组成放大电路的原则是什么?
* g# W/ [( X! }9 h! P( _% R?? 如何将晶体管接入电路才能使其起到放大作用?+ T2 z9 C% ~+ U0 U4 T* R, E0 r0 [( ]

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' E4 L( j  C8 Y4 a" i* M( a/ E. `
012 h. G, O0 E/ b2 `4 \, b
放大电路的构成
  u3 H" a: Y4 ?5 b  J; r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。
& k- Q; f+ g% P# @+ w) M  b

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. N$ E; q  o) H8 R( v+ I* q
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。3 ~, |1 I& i. T4 k' n4 Q2 G

' Q: g+ x4 l# L) _) |02
/ K/ q5 s2 l( O放大电路的组成原则
; }6 L6 s6 x) Z% h9 j( S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9 a/ v; x; L" J" J& D% E% ?
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
9 ~$ u( `. Y; T& x# I6 i8 ^  y5 D

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  o* E4 c( J2 p- L; H如果换成PNP管,那么电源VBB和VCC的的极性需要取反哦3 v+ P2 r9 D8 X) ]
??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。3 x8 a) b1 R  e, U; N1 W

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6 ^" U, T% V4 i* j; ^上图如果接入负载,输出电压就为-icRc//RL。
) U% c7 ^& S* g/ S# s# t7 i/ Z2 D/ `% k0 `9 `" ~3 ^( w3 q! K
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??????
/ h1 c. ^  P9 F4 v

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* K+ r8 d7 w# L' J2 n# K: d
3 ?# o1 k/ C1 c; ?( ]/ _1 R

7 ?- c7 I8 r/ }" {* y03
7 Q: ]# O1 K8 t2 W; K6 W4 ?直流通路交流通路
% m1 k2 j) c- @" q直流通路是在直流电源作用下直流电流流经的通路
& g  S( T7 P3 G& {

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- D. e3 c4 ^# `# N0 _1、信号源视为短路
1 W; D2 C7 }1 Y. E  U2 X2、电容视为开路
# E5 i+ c% u5 r6 D4 c  Y7 T* C3、电感线圈视为短路+ O. ?* s" T' D' G" d
交流通路是输入信号作用下交流信号流经的通路
7 h4 \/ ^0 q. ]! d
) ?% I2 \# r2 l- i5 {1、直流电源视为短路
( z# S- p- N! V0 @2、容量大的电容(如耦合电容)视为短路
9 [# e7 k. ]4 z; ~/ s" q7 Z在分析放大电路时,要遵循“先静态,后动态”的原则,0 V# d! w  W; D% n# C2 b& [# z% }
求解静态工作点时利用直流通路3 G! z. g. Z/ D' |2 `6 \" ?1 |* k4 h
求解动态参数时利用交流通路
9 a; \+ s, D" V2 U) t& m两种通路不可混淆哦~~~
4 S0 M1 c- T4 H( E2 J1 {- B) F- V

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3 N  R+ T: ?$ `. D& T: d
拿个电路练练手:( l# K$ {4 n/ z0 g1 M0 h
! K- J( n9 P! Y6 D5 W
例1  画出下图电路的直流通路和交流通路
  y8 G8 A' N8 \0 {- {! |

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- N5 \( [/ V6 |& ~1 n2 h1 X0 B

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& E" ?3 o& Y7 l" E) `, j, [& w分析+答案
5 O+ A% x1 e) b2 Z- E1 P* E0 P9 D6 `' d7 }) r) q* W' Q3 e: }
% x) H1 a" j% `2 v
直流通路
( u5 r8 G* p" O将信号源短路:就是让Vi=0
$ \: y. b+ {- l电容开路:就是把电容全去掉
! m, r) n8 O3 b7 v# Q( N于是就得到最终版:6 @; d8 o/ i& v* p* l2 ^

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6 ]' b+ M7 e* ]1 I
交流通路
* u: l9 g/ O! e/ E* C8 y( s# _0 V( z直流电源视为短路:将VCC接地
% B0 F0 `  |" ?8 w. M* Q电容短路( K; D* n# J( L. \3 [

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7 ^! `) i4 F3 S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:2 V# C) P6 g3 {$ K' l

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3 E2 N; c% Z7 A, i2 y

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1 B6 y/ j& w- U0 J6 G# O7 O, ^- R" e( {
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. o/ x9 F# n, D6 r0 c: Q

  m1 V% c2 U. J# t( |例    如下电路是否有可能放大正弦信号?
4 b$ K+ h% ?8 C
% n- c0 R# B% o9 P

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9 u# e0 O; |, U! m
分析+求解
% x7 g/ w0 ?% N  k: v: h2 x, V- F/ C7 H" \6 G. \

5 K8 w9 y" ~! j* K' N第一步  画直流通路' O) v  X. V9 r3 c5 T$ C
看电源的安排是否可能使得发射结正偏,集电结反偏。
0 i2 \5 T4 P% u- ^7 M- h

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# ~5 ]7 E6 @) r4 t4 f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????????
7 H6 T! X  S$ c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??????
! ?& X" T/ O/ r% n8 ^  I第二步 画交流通路
$ a6 F& }9 J  c. M* c, ]看信号是否可以顺利传输* s+ I! o1 A5 k( T6 _2 r
* y. ~* P2 j- i1 G3 U
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。( u. S+ a7 b4 h: L# u

( L) f" j9 L5 b
% m: e1 n4 z6 @1 r# @. j' j
( T$ @! Z' }6 B( V说了这么多,下面也该留个题给大家了
3 J* q7 v% K; X! f( S  i! Z互动时间. z% E) \; ^5 X7 \  t" k- m* m
下面的这两个图可能放大信号不?
4 p7 e* B2 t" b9 e8 S# J( A! q
' J( K. X2 F+ n& F- P) b: h老规矩,留言区里等你们的答案哦^_&
, t* o$ ?; \& V4 H) S$ p- J8 r- x# |) V7 ~; _) [

% Q7 u# W# M8 V  p5 r* G· END·
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