小模电的重难点——共射放大电路的分析

吴少琴的模电课

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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~~~
6 q6 v- m+ q* }, }2 G; @( N( a

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2 a, m5 ^& s, D4 q8 V" l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。
3 s  C( @& G: i' F3 k分析或设计放大电路时，应遵循先静态后动态的顺序。
, J- D: g4 R+ Q8 W% M& Z- T

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; `* j$ ?, @% l1 q; o1 放大电路的静态分析
# d# _1 f2 o3 H' V- K( O8 y& ?

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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：
固定偏置电路和分压式偏置电路
: R$ W! n( J: ?& h7 i2 y
$ U/ g/ m) z8 N2 p' L* j% y
固定偏置电路
: S+ [. k& z; U4 R3 ^! C8 P6 s4 \; `- sStatic Analysis
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：

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7 B4 l$ n4 Z( u4 x0 Y5 P左右两图的静态工作点分别为：
$ q" `6 z# t" W1 [$ s) |5 _3 F左图：
" c; u" w: `3 _" Q) |7 k; z. J

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右图：
! J8 \2 u: N& l( y) Z

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3 \0 c* ?" a* f9 ^  q
! W" E# j; v. ]' @7 O& N# s4 k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：
+ x9 b5 ?/ E8 v& F, M0 [6 f

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??估算法：

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??精确计算法：
, E$ d6 e7 G! t7 X

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$ K1 K% B3 P4 i& D- e. p如果满足：
0 @# K- l+ h' A
" O: c2 v; }" v- _2 r0 |

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就可以使用估算法求解。这里的">>"一般是指5~10倍以上。

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% @2 I# ?( W) l/ s5 g

2 放大电路的动态分析

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
' E" u4 n4 E1 ?) ~; k??????放大电路的分析方法
, d, T# ~' A. A' I) j; t0 Z7 d* _7 C; [动态分析一般可以拆解为如下几个步骤：
  X6 f9 R# B7 m

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一、画放大器的小信号等效电路
3 I0 ~* t& |* d3 {" O
?? 将直流电源和大电容看成短路；
* }- j, i* r" @9 r5 J2 A/ Z?? 整理电路，将所有的地都归到一起;
1 l! Q- I7 D* C5 _* u1 c?? 将晶体管，用小信号模型代替。

" _; z; r' @* x. |+ v9 r- T2 H* m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;
0 k0 e  s9 [2 ?: F# _3 [0 D  w?? 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
- b4 }% l5 V0 m7 ?! j8 I

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& w! B& G% D8 P% I+ L9 \- |4 B
三、求解输入电阻和输出电阻

?? 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。
: A$ z; N6 M& k# H2 ?6 Q! n
四、求解输出电阻
1 [: G0 \) N, y! w) K/ c/ k
?? 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。
??  让输入激励源等于0，即如果是电压源vs=0。
4 l. b" D8 b1 }1 y9 l??  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。
9 O* B6 M& p$ e  [: R
举例
5 l/ P/ K3 V+ E0 d1 T' I& i! f' {Example
8 z; J' Z% c  F: ^2 _; F
( ~- A  Y* H4 G7 a8 z  o0 _6 W

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- ]8 h9 f; e" k# z静态分析
先画直流通路，这是个PNP管，注意电流方向。
5 H4 m1 |5 n+ l1 Z' h+ t% i" p

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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。
# O6 [' U; l: N8 g; c4 C6 L6 O

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7 O. Z) R& F" a$ m8 H  F4 N
/ t. m% L( z1 d7 T
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。
7 V, ]  T2 x% H题目没告知rbb'，就用200欧姆~~ 。

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4 I% A9 @2 A. t

1 O# t8 R: z1 C$ _5 F) j1 I* u# r画小信号等效电路
$ w" ?  ^% F( n) }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。
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。
; E) e- E) q4 t; U+ q! v) G! A- y- j

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$ Q8 Y' v4 I# }2 l& b0 K

6 j: B( _& a+ t$ t 求电压增益
注意输入输出都写成ib的表达式哦
8 j6 q& ~* v  F4 \

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& _: r* k8 j8 q# f, Y

' o1 j' H/ p% U& W求输入电阻
: x) T% }- u2 a" B: M2 W
1 }* R2 a" M# H) s" V9 x! \
% u/ [: c, C6 |9 H1 ]+ {! n输入电阻熟练后可以直接观察得到
3 x( N2 H- h$ F3 B. {. m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
9 x; v: N5 X9 }; y+ {. ?* ?

* `( W" ~" p  j& |0 u+ A 求输出电阻
# J+ t: P5 p6 K9 b/ V
1 i* F" b5 m- w$ v5 R+ m' F" X
2 \" ~3 i0 p, H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：
* b: \3 k( U; L; N; Q输出电阻Ro的表达式里一定不会包含负载RL.

8 e3 y- T/ {. M# G8 @

BJT放大电路的三种接法
: d  G  Z8 D1 z' C5 T
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。

1 i7 P( B, |! b+ f* x, Y共射放大器
CE


共集放大器
/ T* c' C8 o6 O3 nCC


# R( J$ X, B/ j- W7 \& N# o共基放大器
* s7 v0 C- \( Z$ x* k& JCB

, F9 Q3 v# R6 d' A: G) A
% L/ V# ?3 J7 H  @% \为什么只有三种接法，而不是六种呢？
- v3 P' P# B/ H. h* \  D/ Y7 c0 A
: s6 o7 H! v$ ~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。
3 F, W# M* J1 O" J" P' `6 }. v于是就只能有上面三种了
( d; s; F, c5 ?8 D! Q
! t% K" G9 r' u5 Y6 ~* H7 q! B好了，今天就到这，同样留下抢答题??????
# ^' C+ V) S' M6 f抢答题
" i% i1 }- R3 r4 m5 `8 S+ V6 e/ q, O 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)?
: \7 U, x4 U; q" N/ [7 d, ]
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????????????????

' o# J3 f' s4 j
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