小模电的重难点——共射放大电路的分析

吴少琴的模电课

irgnavu20wf6402684832.jpg

6 H1 E% j6 p4 L' T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~~~
$ L) _7 }: d) D8 d& \% t

4bx5v3cxvft6402684932.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。
& M4 K; e# ?2 c9 F) n5 F

ocyrqk43bfa6402685032.png

1 放大电路的静态分析

4gtqdcsergz6402685132.png

5 A. Y: p$ V/ n! i5 T0 G1 J" d' O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)
; u/ I. N5 {+ S5 F+ m6 J4 q目前我们遇到的就两种直流通路：
$ O( x% h" \( u0 ?固定偏置电路和分压式偏置电路
" M8 E# Z2 @7 b+ [9 _# F' Z

5 u- }) n) `1 V: Q" C3 p- Q6 }固定偏置电路
Static Analysis
/ [: ?. m% S: r( H1 T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：
4 t$ A& [4 E* ~8 U% N+ c4 I

3ptkxcl2oae6402685233.jpg

& c4 L, @! u: y左右两图的静态工作点分别为：
4 P3 z0 A" a' \" q5 s4 r0 O% O+ l" X4 r左图：
5 }8 B6 g. N1 w% o, O

vrb521ftp5k6402685333.jpg

右图：

odnje1ai5gb6402685433.jpg

- f- f8 z5 @2 _3 r
" B/ f8 W, L- e3 I分压式偏置
# Y1 _4 o/ b* l( kStatic 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：

zvg5weirs4n6402685533.jpg

??估算法：
# J5 k4 J0 d, u# U

toxjhtw1pwp6402685633.jpg

??精确计算法：
' S( Y7 j  v* Y8 ]/ L  k

1kvtrl00khw6402685733.jpg

0 s' m& f- I/ \( [6 m8 T( u  ^如果满足：
4 |- w9 ~7 \, E' U+ s8 }& y

ruige0de11n6402685833.jpg

' Z2 F3 s8 H" Y9 w' C/ {就可以使用估算法求解。这里的">>"一般是指5~10倍以上。
+ v2 N  A' i4 d/ W

e4kfuhyfpla6402685934.gif

, \$ }, F* K' Q) j( {! \# v: K% P
$ P9 A8 w) F5 l0 D$ U. V$ L2 放大电路的动态分析

- G1 Y, H8 p% D7 F" y% c$ L动态分析主要就是完成三个技术指标(Av、Ri、Ro)的计算。
) ^# @- H4 n) X) Q; J1 c. {三个技术指标的定义见上一次课的重难点
4 B2 B- e$ h2 Z" ]6 ]??????放大电路的分析方法
- R8 r2 Z* B- R0 x& a动态分析一般可以拆解为如下几个步骤：

kb4nqkfpuf56402686034.png

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;
?? 将晶体管，用小信号模型代替。

二、求解电压增益

- m& t0 r( ]3 O) i4 H4 D& u% R& k?? 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;
  X8 v* J8 T  I8 Q+ N1 u?? 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
' p* A+ ]0 h, N' J

052crescuta6402686134.jpg

6 F7 L" p; I" S! Z  A
; X; f2 |3 W" H: o3 v三、求解输入电阻和输出电阻

* ~, E4 w7 N( l  N, U; s?? 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。

四、求解输出电阻

% k* s, C- ^+ l+ n?? 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。
& h- S/ V# z1 X( w) [" D* `$ f??  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。

3 ~; N" n! J6 E# j举例
Example

/ C, e6 U+ o3 b- a; c

4csmmvqskco6402686234.jpg

6 ]$ i* ]: a2 L2 Q) X( u* ^* R/ F
9 t8 w* R' b) b- d4 N7 W

: S% e5 w3 q* F/ i2 {6 {& B静态分析
& F0 T. t2 z1 ~$ m6 v! ?2 d先画直流通路，这是个PNP管，注意电流方向。
! I7 u. I4 s; C

olmlfnq34zj6402686334.png

# V* {/ w' _  o3 ~$ `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。
5 @6 x5 t' a5 l  s' J9 J0 k# D0 H

js5q3nnhmu46402686434.png

8 A( |* r. ?' Q  A

# t; }, h2 _% B' h. Z
6 H, \! t1 @/ ~- \/ u& e: m" h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~~ 。

ucdkqnzeb0c6402686534.png

, h  I. L- e1 i2 k& U
7 R( u9 [; |' |. O/ N4 o; c
3 e6 k- r2 [7 f/ H! w) t画小信号等效电路
5 D6 t' O$ s+ y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。
' J. E, b* t8 M/ x# a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。

okyzti03ahs6402686635.png

! w- v. B+ e0 D' q6 y
8 p: k: q) A$ Y* @- t1 {8 j) t/ k
求电压增益
注意输入输出都写成ib的表达式哦
1 t/ ]0 T2 W1 l3 _* z

fqwwy0jsr2y6402686735.png

3 _: U! Q& E; r; }
2 _% G5 b: D" [$ b: E8 ]求输入电阻


6 L, w2 r  i& N- j9 ~输入电阻熟练后可以直接观察得到
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
' Z* ~2 ?' T5 y9 H4 b1 [8 Q& D
; m$ i" M' j1 |& x
求输出电阻
$ Z9 e* f  w2 [, m& ~  m6 s

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：
* [- j& ?! y( F* @3 \* Y输出电阻Ro的表达式里一定不会包含负载RL.

8 o9 P+ ^. r) z' ]" o+ }$ W# `
  x3 V) Y/ U9 Y4 o, B
1 [5 s2 I1 r2 R3 C) fBJT放大电路的三种接法

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。
$ ?, ^. e# n! u7 w
共射放大器
/ z5 Y9 k( h" [( r+ z0 g! c" aCE


共集放大器
CC
: C& d9 o$ \# c1 d. ?5 n
' G. y8 I/ u- T, c
$ I+ i+ b1 q  @# B共基放大器
2 o  }; f: _' ^' YCB
0 ]5 ?6 [3 p" U$ _! q2 k" Q
* t7 f4 K" i' Q/ j
为什么只有三种接法，而不是六种呢？
6 b3 \% m. ~0 s0 k
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。
$ ^* }; E6 w, C% u& P& O# x! \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??????
1 s. I: H* _$ u抢答题
7 b3 [9 Y5 c# Q: E, Y 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)?

2 R/ f) ~- q5 V- _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????????????????
" w+ K0 m0 O- v! U5 l, Y! u4 A# [

; ]1 w/ ]  E2 L# l6 L9 b· END·