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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) k  A& G( h2 P+ N4 j; i0 i  a$ e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~~~
, m1 I( l6 L4 E2 ]1 B7 _

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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。
5 ~, M, @1 u$ R" |9 q: S0 x5 e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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0 a7 h  e) s5 V1 B( ]" ~
1 放大电路的静态分析

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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)
" N2 l% D& z+ O( c# D) C' X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


固定偏置电路
Static 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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3 @# j# D" [4 b9 N" Y左右两图的静态工作点分别为：
# w" @' w  w/ Q6 Y- H9 g左图：
5 {2 }* I; `. B+ {4 U0 i" {

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7 J/ z0 y" P+ e/ v* N' Y  q) c右图：
4 y) ^$ x8 G% T( B

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) |0 K, l' n. L# j
分压式偏置
: o$ \5 ~5 x; J) P4 sStatic 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：

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??估算法：
1 H) o7 r/ B7 T* A! y: ~

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" ]; ?$ e; C! e5 u9 ~% w7 q??精确计算法：
5 Q; [9 O, Q1 ^& z* K& G. B  X. |! B% R

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如果满足：
/ e1 Q7 G7 @6 |; A8 G; M" P2 D
. P2 H$ O) [; z" R: t, i

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9 C9 I8 Q+ c& {" t* |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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$ Z3 O  K9 B* T/ F( d. c6 V
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
  f) W5 ]$ g# s9 q. f8 M+ V, H6 a??????放大电路的分析方法
) Y6 V2 P( }+ f& V4 b0 M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
* L. T4 H% I' V# W, P  e) @/ x: ?+ H% S
  `: \% ]8 Y  T6 q?? 将直流电源和大电容看成短路；
& o# E5 R, Z! ^- Q+ ??? 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
$ [; B! S, @9 k7 o8 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;
  @2 C: T/ }# I+ G$ ]( }?? 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

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三、求解输入电阻和输出电阻
% w3 G3 `& p. b
6 ]( `5 j& P; R: i?? 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
' W/ h* j0 [9 c; j$ i3 U' P
9 X: m/ \' T2 f3 `( Z" F* x?? 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。
. i* S( H. ]8 x! z, d# k# J??  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 \+ w' x* `8 A6 Z5 g" o0 |
# w2 J) P$ Y8 }+ o+ z举例
Example
& {: ?- I: y! i; c' R6 D

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5 V* |) y% Z% Y/ B' g4 L; d

" p3 U4 I' a% n  Y: I9 k3 B
) z* |, V! r' s8 o% J/ @3 m静态分析
先画直流通路，这是个PNP管，注意电流方向。
- p6 h/ I8 l' n! ^7 S" \) x, q

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) i& E' ]: w2 B) B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。
( G4 u% P# N" R. S

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: n" s, {! N) t2 M; E- e9 }
) G: q* N5 F5 |
- f/ L- G# j* V4 K! m, |3 D
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。
  M9 G( o, e! o8 F. b题目没告知rbb'，就用200欧姆~~ 。

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" d, |6 n3 {) G  b5 X* ]* f

' C. M4 \) X* _! T) M画小信号等效电路
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。
! r% A) A6 J; O. L0 v这里注意：
) z  o% I+ D/ b& Z; z* OPNP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。
2 S7 G2 i$ e2 A6 Q; E) u

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& }; ^- _& Q9 A9 u% ?& p

1 G0 L. c9 G% K: j, A 求电压增益
" B3 I- R. Y( ]* P  N' q- O* }2 {* m注意输入输出都写成ib的表达式哦
9 S5 L! f( I5 G, [6 e( Z6 n

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7 j) J+ Z% S: ^1 ?9 s
/ w' Y8 u) W% Y$ c1 i1 R求输入电阻
  H7 Z+ g" i& a3 q

6 ]6 {8 x4 D/ X, J+ l0 @6 T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
" X$ f# J5 A+ P  i8 N

, s& C& X; x' \' D 求输出电阻
. Y8 ^- P0 W2 l# x2 ~9 w$ `
4 t4 R" X1 B' n8 ]4 T) ?& D
& L+ f: K* h: x5 c) B. d( u2 w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
5 {1 I" Z5 N8 [5 s: t6 S% h/ ^注意：
$ e+ n0 E7 I1 p. l$ V输出电阻Ro的表达式里一定不会包含负载RL.

: U* ^- r" B2 z: R1 s
, |' D8 U* D$ G+ D% r( b1 O0 J
7 d; N& s. Y" H4 H" xBJT放大电路的三种接法
0 g3 G; t7 C( f# I" U* a
% D7 E* @4 x0 A) s7 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。

0 |- p1 W1 _/ S% h& A$ y共射放大器
8 h  V' s. M3 m5 q! A4 u8 S4 MCE


, W4 W! d0 E' F9 |共集放大器
CC
& P) @7 m% g9 }8 D: t
  j- g1 r* j1 E1 O0 h# g+ w0 U
共基放大器
CB
: v( [! F) H. k1 ]0 O
  l) ?& n  {5 u6 I# q( t) ~
' k4 W) n4 E  F0 u2 b) U; |2 j为什么只有三种接法，而不是六种呢？
+ i: V7 Q& F: ~" \4 A3 _
  ?. q6 B. M  u- `7 D- U0 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。
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??????
8 k8 K: {$ J# V5 V  H; Y3 [; y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)?

+ }2 I  ]  m2 v, }: r$ U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????????????????
7 D% c: }: q# J: U3 ?7 u; j

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