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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- D- w" A/ {& E9 ^, l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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1 c8 p2 g5 U: E; N, c! q6 j+ p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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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????????
$ u' i7 k: T: R??????小模电重难点——晶体三极管
5 F" N: ~% k' i4 c: k

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7 B" o6 h+ ~# a) D3 U4 w# L5 f- {这节课我们的关键词就是“放大”
4 a7 J* B  t& S8 x?? 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？
4 R, M1 B$ O9 j* ?* M: r: I9 y

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01
' F" H! r7 E/ @; c0 X5 ?& R' f放大电路的构成
* y! T/ {7 ^0 Y1 A' B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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, \" r# o  {# [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。
! w9 w5 [. g" p* R" Q9 l
: I& Q, U4 e* Z1 T- ]& `02
放大电路的组成原则
( C7 c! f2 |3 e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
7 i6 G- J7 R6 @7 p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。
0 X/ J+ ~5 m1 F

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. c/ @) R' \1 e! o0 y5 G) H/ B上图如果接入负载，输出电压就为-icRc//RL。
( o4 G: ?. T1 R
$ F, S0 b* j+ z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??????

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2 \7 ]% I/ f1 V, r3 W, Z8 \/ r
2 x& g! g1 j* s' }# }- Z3 k- j$ R
, V3 P6 E! Y9 y6 |, c& `03
直流通路交流通路
2 y/ K# K# q9 l, S, ^直流通路是在直流电源作用下直流电流流经的通路
* J! }) F3 B+ Z0 N

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  F/ K8 Y/ `/ W+ a1、信号源视为短路
3 P8 e5 ]0 E  z4 g  `7 M' E2、电容视为开路
1 X1 Q5 v+ d9 Z3、电感线圈视为短路
2 G2 ?, e4 C. K5 A% s! s交流通路是输入信号作用下交流信号流经的通路
0 o# {$ s) _3 d" O) t3 d' K
1、直流电源视为短路
4 v. m8 x4 ~" u9 v/ w# R  x4 Z$ b2、容量大的电容(如耦合电容)视为短路
0 t- L9 X7 a. ?% y# Q4 O6 Y- Q. u1 ~在分析放大电路时，要遵循“先静态，后动态”的原则，
! G* M9 E4 j1 J8 D: X' ^, }- X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~~~
: ], b9 {. n+ j# v' l; U+ u" L  w

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拿个电路练练手：
6 q1 s2 R) W2 `& A& @
例1  画出下图电路的直流通路和交流通路

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; \* `/ ?; M4 C4 s, L

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分析+答案
+ \0 o/ t1 ~4 I6 G4 Q: U

直流通路
1 e1 r* G! f4 O4 H将信号源短路：就是让Vi=0
电容开路：就是把电容全去掉
0 s1 t+ {3 o8 [于是就得到最终版：

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6 i3 u( u9 A- C6 y& Y交流通路
5 O" O- ^' ]1 H2 u; o+ f直流电源视为短路：将VCC接地
电容短路
0 f* r; D; {* ^0 [/ d0 o

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9 i* ~' m9 C+ \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：

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6 B! r2 q1 i& i: [' Q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
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% g# A& ~6 `! i$ f* w; f1 ^例    如下电路是否有可能放大正弦信号？
+ p$ B' q2 L: O9 y

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7 l, l6 |0 Z# \" A+ s分析+求解
: R" b, p+ v6 c  h. s' }& I. y

7 V4 x, z* U0 k2 }- m, ~$ I第一步  画直流通路
: I* ^0 i; ?9 L8 B3 R& ]3 E) o  t看电源的安排是否可能使得发射结正偏，集电结反偏。
2 f- E( L- p; p/ \, P$ k1 O! V

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* Q1 u" R# z: [$ ^# M$ E  ~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????????
( O6 @- K- l7 X( N0 d, ?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??????
. C+ ?, i( k( ?% a0 t第二步 画交流通路
" T# {9 k( H; s4 L6 R' I3 [0 a看信号是否可以顺利传输
' G0 {0 e; S. F' F# k
' d* N$ O& s' |' o: z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。
% x! S( g# O5 X2 L* M; ?
: i+ r, j  a! q( ^2 a. B

" C! M6 j4 E7 D4 \) Z说了这么多，下面也该留个题给大家了
- n7 R( d! E8 y" A- Z互动时间
下面的这两个图可能放大信号不？

4 g4 S0 i/ i: K9 q9 _( l; E# }. ~5 Z老规矩，留言区里等你们的答案哦^_&
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