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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& ]) w5 l: t5 P7 G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~~~

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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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/ ~' k  S: k5 R; \( {1 放大电路的静态分析

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# ~# w* g# y( M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)
9 c! I: R/ A4 _' \" n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

- F, m/ V; V) u6 g$ m: P/ _
2 `2 c: M! e! q( \固定偏置电路
Static Analysis
6 q& }* N- i; W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：
! E5 V- s9 }0 Y

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左右两图的静态工作点分别为：
左图：
2 f" n/ s; W6 z

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$ U. h4 n" s6 W右图：
4 W4 O" S5 }. t  m* S  o

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/ l' R8 a7 T/ I* Y0 m/ O' W7 [
6 u+ h8 L  Y; j  u" d4 I" B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：

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??估算法：

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9 [- Z8 x' }( f0 g; }
??精确计算法：

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如果满足：

7 ?) e/ o: U, O+ f( y8 L

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/ m5 v7 a, U  ~& m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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' w- I/ q2 e/ J( j; k7 T

2 放大电路的动态分析
! C2 e! d; Q5 A, G  K4 P5 P  R) F
, W8 g# p* q# Y; ?( C- W, ?动态分析主要就是完成三个技术指标(Av、Ri、Ro)的计算。
! |7 @' o+ j* g5 f# l8 ]三个技术指标的定义见上一次课的重难点
??????放大电路的分析方法
动态分析一般可以拆解为如下几个步骤：

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9 G9 K9 y0 D) q) D4 i# J6 R. a0 i) |一、画放大器的小信号等效电路
& y, Q% M- t; A7 E% j  V
& g3 d1 S  q, I) G( D3 u& t) k?? 将直流电源和大电容看成短路；
+ z6 z3 \6 Z1 V, x! e7 K. k?? 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 J2 K* Z! l: 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;
6 C4 q9 ?1 A$ |5 H7 {( l- y* P! \?? 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
# T* z9 h2 [7 i6 U

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6 ?. N$ L, e2 [- Z* @; v三、求解输入电阻和输出电阻

0 w+ I+ s! ]5 B2 ?: X+ Q* L?? 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。

5 V2 H; K# ]6 F$ H5 T) g四、求解输出电阻
5 I& k3 O8 }) [4 H+ q% X2 o/ 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。
5 R' J. G. ~- L??  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。
  K2 r# y* [  `9 Q
举例
% K" h! L8 N4 u( ^; M8 ]. f$ q, WExample
# c  O/ t  U9 e, p* C) ]

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2 @+ K9 g: o; [  G5 B! D

静态分析
: k3 h0 h  i5 Y/ @5 [先画直流通路，这是个PNP管，注意电流方向。

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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。
9 B2 B. ^" s. G# B1 U2 ?; b

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# b3 K' P( C' `) m% {( J( A4 i

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。
题目没告知rbb'，就用200欧姆~~ 。
/ \8 o  s( D, K7 J6 |. Q' ]

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; _' R2 E- ]2 N% e* \" Y: r1 X
画小信号等效电路
& X- E4 ~' ?; {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。
  l9 U. T' I: e! ?

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求电压增益
5 \' u$ m0 _7 F注意输入输出都写成ib的表达式哦
, e# T' S- v. B" t! t

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2 U3 ?8 P* M& F


求输入电阻
, t+ v! b  _. a  n+ p
  n% Z/ T) [8 u$ m" f
输入电阻熟练后可以直接观察得到
" G) L' _, N8 h" u最重要的是要注意：
, @; I+ L; g/ I: [) n1 [输入电阻的表达式中一定不会有信号源内阻Rs
" h+ d* ]5 S4 B7 s/ `
1 g1 ^" a: @6 X8 [* O" C% K( p- }" ]
+ x) g, ?. K# m* K: }' J) A 求输出电阻

0 Y' J) `( v3 L- f6 f
+ r& @! e: X% F- y# U4 Q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：
! K+ ^0 }6 s  U4 i输出电阻Ro的表达式里一定不会包含负载RL.

4 |' p2 W) f1 e) k" X

# V5 ?6 |$ u" ?5 Z2 `: |$ X) DBJT放大电路的三种接法

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。
% V+ z1 v% E# |5 F
! _/ m/ b/ N- h7 l! ~共射放大器
; }* T6 M0 N. jCE
0 I# W/ r1 X0 E

3 b6 f6 G& ^; o; p共集放大器
CC

/ k* E" E& U/ W* V
共基放大器
: R% b6 f' n9 e; n' U$ _/ VCB
6 d3 g3 U4 i) w  n
: G3 J. h7 N3 h# L
9 K4 G" ?- a! U9 e# o为什么只有三种接法，而不是六种呢？
4 T  k4 ?/ p2 O
因为集电极是受控电源，故c不能作为输入端；
% o# n/ S5 d% q( ^$ N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
  X- c/ S( C0 u, g/ e+ u) |4 i 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)?
9 C$ r8 |4 M! L# Y6 y4 s' k
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????????????????

+ ?2 u+ ?8 j! a( H& B
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