小模电的重难点——共射放大电路的分析

吴少琴的模电课

24gffrik3zy64031018408.jpg

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~~~

dyiajclr54r64031018508.gif

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。
! q2 Z0 x6 C  t% @- ]1 ^# b2 e

3pzqfdvev4c64031018608.png

1 放大电路的静态分析

xfigjnet20a64031018708.png

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)
目前我们遇到的就两种直流通路：
8 F$ A0 r! h$ h) z1 D/ y4 d固定偏置电路和分压式偏置电路
. f; @; E6 b: Z9 M

3 }+ n' o! T: p* u固定偏置电路
6 m- Q- H  W& ?; B9 o) B! lStatic Analysis
' T) }8 W7 j2 _) R9 h6 ~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：
  ?9 g. z" r1 R

vcgpwuvtx4f64031018808.jpg

左右两图的静态工作点分别为：
左图：
; U6 K9 w" }9 G- v$ ]

hb5bynrxyty64031018908.jpg

右图：

h5krv5heolt64031019008.jpg

0 t5 ^) C4 E# {- P' C, x* }分压式偏置
Static 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：

dwry31ezjvg64031019108.jpg

??估算法：
) K1 o# D+ `0 S5 F/ M% `

yjx2zvvltil64031019208.jpg

??精确计算法：
, R2 _% h4 S. t/ ?4 d

4ptjth4b5hm64031019308.jpg

3 H% ]8 f7 S( q如果满足：

4rnqoqdmukr64031019408.jpg

8 ]5 t+ B) f% u: K就可以使用估算法求解。这里的">>"一般是指5~10倍以上。
) d+ u  n7 S" ^0 c5 T  v1 U

2dm5s5iciug64031019508.gif

: {3 ?" H& I) h' u; U: r
; ?0 S: [8 |5 o3 u# m2 放大电路的动态分析
' R6 u6 F' }  `. T" ~5 p; v' D
; [- }- \5 A/ H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
" ^: v% p. w0 Q$ `" x3 Q??????放大电路的分析方法
7 o  Q5 ?) r5 Q3 W, q  v' |# ]" p动态分析一般可以拆解为如下几个步骤：
/ n1 Y/ ?/ `1 R- I  e/ c! ]6 g" _" F

rn4fslnn3yu64031019608.png

" E, F5 m( U* b) g9 O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；
?? 整理电路，将所有的地都归到一起;
8 d" Q, O3 H3 p?? 将晶体管，用小信号模型代替。

- t4 ?' ?% x% \( e* D二、求解电压增益

?? 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

lrt43kj0nxo64031019708.jpg

1 g$ j. \; D4 k
三、求解输入电阻和输出电阻
7 I; {- }0 k$ }% `7 E# D
0 ?( \8 e9 n$ S- k8 Y?? 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。

/ ]: x' T/ {. W四、求解输出电阻
, H+ I, e) u% N8 n2 S
' o2 m! B: P/ y- ]?? 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。
& t! g. R! c1 y. R9 ~" e- |# K??  让输入激励源等于0，即如果是电压源vs=0。
??  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。
, v. y# L$ p; ?. R$ {
$ C5 E3 U; Z2 d5 s举例
4 n) X5 u* R3 S6 B3 V- B) OExample
1 V( K" A3 B3 m0 I- s

efvcrbo1sct64031019809.jpg

9 m( X! q: [. @5 _  a, e. W
. Q% V2 ^. r4 ?0 q7 n

静态分析
先画直流通路，这是个PNP管，注意电流方向。
. f" J! n$ t$ v! W; j8 e

0ehfithsmfl64031019909.png

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。

5wjjbqjuzzf64031020009.png

& y2 B, b( B1 g/ P% a! D5 E. z- b
  u; W! P8 h; M9 S5 ~# H$ d
* M  u$ r! d+ Y8 L/ m  _0 P: U
, y2 y! m. y8 l  R* o1 v' N求rbe
% i5 s. G9 F5 O$ T. f8 B$ `5 R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~~ 。
, {  T4 N4 R6 R6 j; y& N" u  }

kkunytimazs64031020109.png

画小信号等效电路
3 i8 `. x0 n) D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。
4 _* c) V2 J. O+ ]4 ~; k# T; B$ B. M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。
! x$ ~1 \7 v$ z  U2 H: z, c, [

hao0zplqiwl64031020209.png

; M" l' V9 [: U( C2 O: i
! C7 {; m" B, a3 L8 j2 I9 v* [ 求电压增益
1 G' s- K  @5 U$ Z注意输入输出都写成ib的表达式哦
/ \# [* N0 n9 D0 Q

wqej3rkgez164031020309.png

; K! d1 Z+ ]& i' H# e
9 b  T0 h6 M. |; _5 S" q4 |

求输入电阻
3 h& c  Q# }; S0 @# M4 l' k7 m

输入电阻熟练后可以直接观察得到
5 K) }; F  _- d& j& S- z6 L: ~6 s最重要的是要注意：
0 a- [7 U( h  S; {! n, h5 O- o. v6 E输入电阻的表达式中一定不会有信号源内阻Rs
4 n9 z1 [9 t5 A% N3 p6 o
! m8 X6 G& Z; D( o' o( u
求输出电阻

/ H& X. [$ D7 f( _/ W" C" g$ u
% g) C3 L) q; N* v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
- A1 h0 B! @: R& e: y, ?注意：
输出电阻Ro的表达式里一定不会包含负载RL.
. L& w$ F! k1 K- {9 k
' j6 w5 u1 \- k- n" |- ^" o! q
$ k7 f: r5 A  |, p
; n1 [) Q8 S# Z4 h; eBJT放大电路的三种接法
6 K. D% O* Y0 i) P8 P+ L
% C" I* s% d  x2 z4 m9 y0 J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。
: h2 D- a! a4 Y4 ^/ W; T
% Q9 f; P! @( C) V4 [" f1 P共射放大器
4 M: U6 m. v3 V5 d7 JCE
6 B4 A% F7 I; l0 \/ a

% g+ [. s* w' ^# R$ J+ g" c共集放大器
3 }9 u5 q1 K) ]# g$ v6 L9 bCC
8 ^1 c) _8 n6 P% P! G0 P3 `
) x9 v8 ?- p9 w% s9 y! u# f, Q
8 \& S& K8 Y( ]( w! b( {7 a) c共基放大器
! B6 }1 \; s% J/ N, dCB


# l/ N: I7 L4 D) j为什么只有三种接法，而不是六种呢？

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。
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??????
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????????????????
2 p& X# h; r' K

· END·