小模电的重难点——放大电路的基本原理

吴少琴的模电课

vtwrvnz3ojr64023837555.jpg

! T% K" d2 `0 B" T3 h! P还记得下面这个小东西吗？

5bybdmsbzqj64023837655.gif

: g' x2 ]3 c, Q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~~~

llnoemjcgem64023837755.jpg

# C% |; V4 ^3 m$ B' ?; d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
1 q5 o8 O% ?, U+ z% A2 l0 r, X0 k

mcnlk0idtdv64023837855.gif

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????????
) F. c# |/ P  C& `7 S??????小模电重难点——晶体三极管
4 O& X6 i2 w$ V& r
1 N. ?3 L; n- K: Q! a

syeid2sdugd64023837955.png

% _0 r. l! {7 ~/ p
这节课我们的关键词就是“放大”
4 m* S. n+ [9 G% X2 P- u?? 什么是放大？
?? 组成放大电路的原则是什么？
  o& ~' @! ^1 E?? 如何将晶体管接入电路才能使其起到放大作用？

ym0ludzwmlk64023838055.png

01
* [) V3 r& [' m' Y放大电路的构成
; D7 r3 k. i; [- k2 A3 |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。
1 `- d: k7 V$ |( k/ C" M

1xeveygwdnj64023838155.jpg

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。

5 B  D. H+ k' Q( C4 R02
2 A5 E7 g" c; b$ M$ l' J放大电路的组成原则
4 k, i7 N% `& N" H# Y1 r& w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
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

tfvov5athv564023838256.png

如果换成PNP管，那么电源VBB和VCC的的极性需要取反哦
??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。
, e3 i3 S& [1 m. |

adlsauk530s64023838356.jpg

上图如果接入负载，输出电压就为-icRc//RL。

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??????

3xcya0lcnv264023838456.png

& Y9 Q8 V2 ^+ E; a- R. {- u9 P

03
直流通路交流通路
直流通路是在直流电源作用下直流电流流经的通路

dpsxkwmjmo164023838556.png

- L- o' t8 u( I  F% @. g1、信号源视为短路
2、电容视为开路
3、电感线圈视为短路
, ]. ^! Y0 q! F交流通路是输入信号作用下交流信号流经的通路
% u5 A# N7 N) t7 N- s4 F2 T
1、直流电源视为短路
( j: o  M8 `, x+ y" K2、容量大的电容(如耦合电容)视为短路
在分析放大电路时，要遵循“先静态，后动态”的原则，
求解静态工作点时利用直流通路
* V# N2 W: V8 X  Q0 n4 q求解动态参数时利用交流通路
( J$ Z* p( ^' W! D两种通路不可混淆哦~~~
: Y/ R* a9 ]7 T& R2 w( a1 V& P

qev5akopxu464023838656.jpg

拿个电路练练手：

例1  画出下图电路的直流通路和交流通路

3woc3iwr31564023838756.png

fevia5xzb4l64023838856.jpg

5 n+ T8 `% n; P) T分析+答案

6 g% v9 h$ ]8 e& X! P* r2 n; C
8 Q0 k9 R, C( w. t" L直流通路
* U$ P; N, p% k3 {8 d7 {! D) T将信号源短路：就是让Vi=0
电容开路：就是把电容全去掉
' ]% I5 {" N. k5 m# q& k4 n于是就得到最终版：

ycvoqvmas2t64023838956.jpg

) `7 U. A; v2 }* T) T! {, y交流通路
直流电源视为短路：将VCC接地
电容短路
, B, c) }6 O$ D3 `: p

xyz20nycadh64023839057.jpg

1 H0 K2 D5 v! [& e! b2 R8 Q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：

ebhowkcuazo64023839157.jpg

nytlppbrz3p64023839257.jpg

4 z. _7 \5 s' r0 @) e$ l2 b
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
& E9 G8 l" ?# |: a
例    如下电路是否有可能放大正弦信号？
' E) J8 n2 D# i1 C" Q! s3 d6 b

4m0kxv3xdo164023839357.jpg

分析+求解
) s( f0 K* q# U8 a

第一步  画直流通路
( u# p% O: p2 p2 F. V' }+ ?8 W看电源的安排是否可能使得发射结正偏，集电结反偏。

0ifa35rv10t64023839457.jpg

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????????
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??????
6 }/ t& h3 f; {2 ^第二步 画交流通路
看信号是否可以顺利传输
9 s1 m% B; n# Y/ D6 T
7 H/ ~) x* Z( `/ f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。

" r0 p- t) d7 g1 \' ]
/ p' ?9 L* `2 \, v% Z, p& t
说了这么多，下面也该留个题给大家了
互动时间
下面的这两个图可能放大信号不？
  C1 u0 P5 G% r+ V
7 i  g& g- X7 \' s老规矩，留言区里等你们的答案哦^_&
; f+ Z' I. f. ], l" t  z/ I7 x/ u

· END·