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小模电的重难点——放大电路的基本原理

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发表于 2024-3-25 21:51:00 | 显示全部楼层 |阅读模式

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" b1 E" a" t* e/ o  R还记得下面这个小东西吗?4 w: o  A( ~+ Y$ v7 \, g

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' l% H  D9 x9 J* f
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~~~
; y8 |. |" V0 {% k2 Q

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5 {$ A& X, g* x2 A$ `$ ]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7 @' z2 s. b. S( k5 c+ V# k

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( o2 A+ k- s- t, [
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????????
( r6 z1 C/ b! `1 C/ a: I4 u2 s9 y??????小模电重难点——晶体三极管
$ t8 b, ^  |+ W* ^1 P
- X: |  c$ E% ?8 |1 m0 S9 I- V. p6 j8 e4 `

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5 K  V# D9 I4 K, i+ T$ {9 h, {" |& c7 ?5 V: Y$ Y
这节课我们的关键词就是“放大”2 m2 \5 O. j3 W+ Q2 D
?? 什么是放大?
: f) N% T: q- K1 m- ~& t?? 组成放大电路的原则是什么?
& T- S. y% p* c?? 如何将晶体管接入电路才能使其起到放大作用?
% L6 b4 K# b$ D# |

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" E6 L" O* A1 a/ P" W  F
01( V/ i6 d) {+ ?: ]0 {
放大电路的构成
. f0 K% y9 ?. O, k3 M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。
( @! p# s5 h* a& s% Z2 }: T, M

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8 r" I4 O6 X; s! P1 o/ U+ Z) s
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。' g, g4 x% X3 X  L6 t$ X. v8 H% j) h
7 b" O  O/ q# H2 Q6 |$ f& f
02
, t; Y" j; h2 K5 N5 @放大电路的组成原则$ S' x# |4 |0 F2 J$ |  l$ t" ?& b
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
2 ^8 m7 P& L( ~2 p$ Z. B- r4 ?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
/ {8 Z: |6 p! V* I

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- M. u3 d* r" w8 e7 ^5 r
如果换成PNP管,那么电源VBB和VCC的的极性需要取反哦5 ^+ W/ |; q3 M  q8 U4 d0 f# j' a
??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。* V3 h$ |9 H! G9 f

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7 T0 j" `% }" L  ?
上图如果接入负载,输出电压就为-icRc//RL。8 R$ J% x4 \4 p7 D' D% q
" W4 L) D- r+ u* C
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??????6 P1 z* |, K3 ^7 O) h& K

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! Y2 _4 O# J* j/ |, c

6 n; l: d1 Z! S# f! Y, H9 [1 V9 G1 q1 v9 w# z1 j  D& d; B& a
03
; z' i, }) {( O, P) R2 `4 j直流通路交流通路
; ~2 T, i; T( E, r; @直流通路是在直流电源作用下直流电流流经的通路
& h+ W; L4 i/ x( O1 e

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& i, ?. J) }+ K" o* G( R9 t; V
1、信号源视为短路9 x* |' e( f. E3 A! M' k' d, w* {
2、电容视为开路  h  V3 d( z4 D) b% J9 Y
3、电感线圈视为短路
  X  n; H( I& V* L0 h; I" x; w" e交流通路是输入信号作用下交流信号流经的通路
) h+ N/ V* m! q. \  a6 S$ }4 U& D1 S; z8 V# Y* r  t) J
1、直流电源视为短路, ?% J5 ^3 i* G3 Y* i$ A( F
2、容量大的电容(如耦合电容)视为短路
, z: Q5 |1 W3 T4 q# i* P: u在分析放大电路时,要遵循“先静态,后动态”的原则,
, `/ a: W9 p) ^* }( L+ H1 z求解静态工作点时利用直流通路
& z  e# Y. l! B/ o" Z求解动态参数时利用交流通路
0 X  x# O' V- p% H+ e两种通路不可混淆哦~~~
9 z$ u0 p$ M# O) S3 Z2 }! e2 F

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7 H4 j4 I/ n2 b
拿个电路练练手:
- w5 S% P1 b' `- b& n
/ ?( u6 I$ B5 h! \  a7 Q& G& E例1  画出下图电路的直流通路和交流通路
7 m% b/ p3 Z6 u) r$ B: W

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- R2 g+ A* a* k; B7 k

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8 I, R: [( F+ j% @3 d9 S# u3 i分析+答案
! E7 {$ m, A$ \6 ?0 r, {( ]& g( ~3 ]' T1 C6 @8 D% u# `
) y; ^- M- G: k
直流通路
2 c& C0 N4 A  d3 i; `8 @1 f将信号源短路:就是让Vi=0
2 ?( Y( v# B+ ~5 a; C7 e电容开路:就是把电容全去掉5 X' X) @  _% r
于是就得到最终版:4 o; k. _' |2 U8 K& i

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: i% Q! B( Z; v. N/ `$ f交流通路' Z; E9 x9 S1 P* Q& c; E
直流电源视为短路:将VCC接地5 `7 q/ Z  a1 s6 p: R. Y- c
电容短路
! ~' c0 b* Q" e+ s+ a+ k

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& V7 q; s0 X. s' w. {. 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:
$ V0 M% u0 u. \

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1 A/ T8 G) m( q3 V

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, b" y/ [9 p# i" h) S$ ^" C6 u. M7 I, v% l6 Z9 Y# p
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/ `, }/ k; O* l$ g# j; ^, a7 R
: Y, c: K; g0 ~
例    如下电路是否有可能放大正弦信号?
& n; c9 E$ n1 _/ ?. `+ \) v! y) N1 V  Q+ o; k/ F7 x

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, x% O: u/ m( @! N2 ?" |
分析+求解+ i1 M# _% i. r* d3 p
/ k" x  m# F% V) S
" O  C2 {; m0 u. u. o% R
第一步  画直流通路1 q! b+ s2 W# D8 Z- L! c1 k7 q2 k; C
看电源的安排是否可能使得发射结正偏,集电结反偏。+ X6 j  ?$ L& G& C) c" Y5 j  I

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) Y1 t, i& H& l* W
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????????
. X' M8 M& L* o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??????
5 t. ?; u. ]7 B. h5 E) p& \第二步 画交流通路
% S8 e; c/ J2 `3 b看信号是否可以顺利传输
4 A& K$ @) H; Q4 u$ o
/ m* X  D$ W6 K; W6 ?5 Y4 r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。
  D$ y$ J) ]. n, B" Z* f6 U& X: ], V+ B. o

: p* i) {+ C( M) n# c. L6 X1 ^& n* J. _! _
说了这么多,下面也该留个题给大家了
$ C/ M9 R6 N' b" e, c互动时间
4 `/ U) r. f: [& S 下面的这两个图可能放大信号不?
% A1 C) i! P( H+ c# A" N2 C( r+ S- P. J) u; |% o: E
老规矩,留言区里等你们的答案哦^_&& i9 Q' f2 ~! x; }9 [

# k" J- P5 O. u' }' j3 E; X7 M2 k) M6 d8 m
· END·
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