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~~~
0 Y  Q4 n' B4 p

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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。

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1 {8 Q* B: O) M: f
1 放大电路的静态分析
- L0 v* L, S$ z) y

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/ O2 q8 e. [# d- d% @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：
; g* \5 F7 q3 Y1 l; {; x2 T- E  u固定偏置电路和分压式偏置电路

7 t2 x: x. ~. _4 D% N! e0 f
固定偏置电路
Static Analysis
, Y( p9 o& l2 u3 [& Q0 N0 s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：
" y7 O5 @; R4 P

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左右两图的静态工作点分别为：
8 N3 }" ^& r8 U6 \& w3 r3 _& S左图：

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, ]+ }- E  i  E5 P4 r1 I* g右图：

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1 D9 Q1 X  ]9 F0 m5 K' x
, i% A: R, N% R0 F3 Q$ X分压式偏置
Static Analysis
. H1 Y+ w. B# D8 r/ i# j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：

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??估算法：
) D7 X, w$ ]5 n2 P3 E" U" f7 r, C

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- ~7 V* p9 E+ z: r* q! m( A??精确计算法：

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如果满足：
/ {& ^: g8 j; F7 ^
- j6 `! t" v* O4 e1 H, ~% c6 C

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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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, a3 z2 n& n$ g5 Z
- ?+ ]! ?) p6 a; ^* q2 放大电路的动态分析
, x8 {; O- q) ?" Q! E) S$ }/ d7 p' t
$ A# C1 P- s. h7 M5 u1 E0 b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
. W- R, e  T9 C. z* Z6 y, i7 y6 L??????放大电路的分析方法
$ E4 M3 [! e, n8 d: \6 [1 c动态分析一般可以拆解为如下几个步骤：

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一、画放大器的小信号等效电路
3 a$ [) O$ Q" O5 D1 A7 I$ C6 D
?? 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。
! @7 d, v2 t7 M* b- [% f0 f, R
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

0lxg02gvkdx64010028915.jpg

% @. g8 T7 t# o" x; b
三、求解输入电阻和输出电阻
8 F: s6 p$ j( G4 R3 e3 M6 j
?? 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。

: o4 I8 a/ D' X& j) g. _; D四、求解输出电阻

7 s# @+ m1 O9 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。
??  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。

0 @0 I1 f1 |' ]1 p举例
Example

7 Y# S! G; G: X3 K0 m0 u0 |; J8 v# H

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  Z( r9 P! f7 u) S. B8 l0 }
3 w6 d# }( b& r4 O0 f6 p4 T
4 f- w! j' l8 n静态分析
+ t5 w3 J5 K& O- G" |先画直流通路，这是个PNP管，注意电流方向。
8 n$ G& f5 o( J( L

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; c8 ^) Z8 Y5 d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。

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8 D  D3 {# P$ g' ~

! J. N8 C5 ~% H7 e! T" ]
求rbe
; e, ^3 S% ?% w2 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~~ 。
' x$ _/ {, j9 s" g6 Z

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5 m. n$ a* a: x4 O, A' R+ [
画小信号等效电路
% I2 L9 o$ i0 Q: O' Q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。
1 E9 [5 H/ H' B8 s7 v6 B' y1 P. p( Q

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求电压增益
5 i4 Z5 _/ c# f8 x注意输入输出都写成ib的表达式哦
& p# v9 n5 `4 W4 c. V& d7 [4 v

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( n$ `; h% ^) |7 Y
; t3 v* ~8 p$ f/ K, r6 F# U
2 m* |1 |8 P8 p求输入电阻
& H% s7 w5 a/ o0 x- G+ s

8 n: s3 m6 s! ^9 n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

0 e3 D( T. x5 a8 m: E  b
求输出电阻

  L: A! m8 B  K- o' R# e2 D
* y: y' `% l/ r8 Z9 t, w, f/ Y. ^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
! N; h# S' ]' l; O+ }4 g' H注意：
输出电阻Ro的表达式里一定不会包含负载RL.
4 c& X. T9 R: Q


BJT放大电路的三种接法

2 Q3 a$ Q0 y% Q; e" o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。
3 i: X# G, h, y" ^* H
: x  ^. ~1 ?, B共射放大器
; w& ]6 J5 n4 ~CE
: o1 D. C) [! [3 F
# m2 _, |7 ]) ?: D; z& E
共集放大器
9 M2 P" Q3 \( U' dCC
9 R$ h# P9 O& ~: [

共基放大器
5 O% k6 I8 [: o, E  }CB
  B( L! C* g! S# R9 X/ ^3 |

% {! H5 i2 y1 z$ }. \8 Z( ?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；
! S" c+ ]$ s' e% h: }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)?

4 u' {0 X5 S" v, M$ @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????????????????
" p8 f; X( @# i; v# d7 d2 j
& j3 k' |! n6 r6 ]: l- r5 e1 P
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