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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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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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????????
  `' r! c/ v0 ^??????小模电重难点——晶体三极管

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这节课我们的关键词就是“放大”
?? 什么是放大？
5 W+ V' @4 n4 q* y7 T; f  N1 _?? 组成放大电路的原则是什么？
; v! }) \8 `4 b?? 如何将晶体管接入电路才能使其起到放大作用？
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! E: B- @2 \: d. j, v) }% W01
放大电路的构成
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! z) h6 w4 f6 z# q/ v% M% `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。

02
放大电路的组成原则
# m( f6 J/ T6 T' ]! o  n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
6 m$ w. `% S/ h, V& Z3 k! x* I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
5 p" ^/ c( @2 ~+ J% Z( m??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。
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上图如果接入负载，输出电压就为-icRc//RL。

. Q6 Z& M+ z; L3 B4 a+ a% J- d- J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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0 t! `8 {( g: s: H. f$ E# E% R( w
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直流通路交流通路
! z( [. Y; J) v$ t" [  B" l! l直流通路是在直流电源作用下直流电流流经的通路
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' ^- f5 V# E6 C# V% x1、信号源视为短路
3 t" W4 q& i: y9 c4 W2、电容视为开路
9 H% ]# {/ Z" V% u% ^( B. ?8 k3、电感线圈视为短路
4 s9 @$ X9 C% o) L交流通路是输入信号作用下交流信号流经的通路

2 _7 q+ u* q) I$ m; C1、直流电源视为短路
2、容量大的电容(如耦合电容)视为短路
在分析放大电路时，要遵循“先静态，后动态”的原则，
求解静态工作点时利用直流通路
5 {2 X3 k: r/ |6 A5 T求解动态参数时利用交流通路
( u! H3 f6 K9 P7 P. Q4 p两种通路不可混淆哦~~~
' a  t" b' Z5 a2 T, Y% J

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2 @' m0 k! f6 n1 g2 V/ Y# B0 ^( o拿个电路练练手：

+ t# w& \7 [; w. j, i例1  画出下图电路的直流通路和交流通路
  r/ z$ L, d9 {3 p" [# c8 F+ j

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分析+答案
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直流通路
+ e5 R  }0 F' F, O! w将信号源短路：就是让Vi=0
电容开路：就是把电容全去掉
  m/ c- g9 I- ?" e于是就得到最终版：
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8 L* T3 l+ u  w# k1 P交流通路
. r( j& W) r0 b: g( R直流电源视为短路：将VCC接地
电容短路
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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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! c3 Y$ q8 L: n$ T+ \3 j7 S4 ?+ f! [( s/ |
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

  G; s8 E6 r0 `! L1 |例    如下电路是否有可能放大正弦信号？

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分析+求解
2 y% x/ z! O: b& z+ U+ m. \
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& j2 K! l( B2 E' H第一步  画直流通路
看电源的安排是否可能使得发射结正偏，集电结反偏。

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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????????
0 f0 Z; ~9 t1 j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??????
第二步 画交流通路
看信号是否可以顺利传输

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。
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说了这么多，下面也该留个题给大家了
互动时间
! `" g% ?1 k* _( ?4 q! H* U 下面的这两个图可能放大信号不？

0 M9 T5 |5 D( H4 h1 K) C1 C老规矩，留言区里等你们的答案哦^_&
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