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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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, H3 s  t  i: c, i8 U* z还记得下面这个小东西吗?- d, A: D0 k' B3 }( [; t

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4 F4 U7 j. P# g6 t; g9 F; Y5 E
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~~~2 p4 U/ m! ]/ L

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2 P( r5 {- ~; x7 }  P8 o! e* |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
  @% G& O9 p7 E; m: r3 E

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" J! g: E! m4 C! ?# D# M0 A
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????????+ o) e& |5 E$ C8 M7 D3 F
??????小模电重难点——晶体三极管
3 ?4 q+ U4 R: p! `* ?" p  n( [" M  l$ R1 }. h9 A0 _: v7 N( L
7 s' h, `! Z8 u' ^3 S% P9 {; [& O4 F

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7 ]8 }9 Y3 d. X9 J
5 |; t" _7 C2 u2 J% S
这节课我们的关键词就是“放大”
2 Q: h9 Y( u- ~( _& z?? 什么是放大?
# F) l. L+ U9 j1 i1 h?? 组成放大电路的原则是什么?
4 g, g$ r/ b6 s& @8 @7 Q?? 如何将晶体管接入电路才能使其起到放大作用?; B) J4 l, _! j- T

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) ]9 b  T, Z7 w- I! g! N) W01
: d4 t! O# k  b* E  e放大电路的构成( S3 r* M% Z8 V* C4 a7 q
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。
9 C2 F9 k9 S" p9 w. i

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! a0 W8 M3 v4 U6 r) Z) |
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。3 _1 h! a0 q4 G
. K! T0 e+ j7 s+ W- P4 ^
02
& Z. [0 Y3 J% q; k* k放大电路的组成原则# F+ W) s! d: w" K- g- `% J
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
! F" P. R% Y3 L+ T0 T- s( R  n+ A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& A+ Z/ G" `5 C/ \$ L

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! U5 I. G( R1 i! y0 o4 [! |0 }0 n
如果换成PNP管,那么电源VBB和VCC的的极性需要取反哦5 \5 ^% f3 E  L* C5 K$ H# d
??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。
' O4 l- ~: A. _

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) f" Y) w. @7 }9 N6 B8 F
上图如果接入负载,输出电压就为-icRc//RL。( W, `% g5 k4 r+ g  i' Q3 Q* d8 S. ?

: _# y' w+ i5 D0 ?# f4 Z; N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??????' r# x% `& k  o( D2 c' S* B1 W

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# v1 C+ u3 ^7 y1 m+ c5 y9 b. U6 F, |7 |& U- i$ ^2 r# A

/ [. B& A. Y" `1 N2 }+ t* P03
0 [' U% o" D7 p- W! A9 H6 @直流通路交流通路% S8 F! p% d. B. h
直流通路是在直流电源作用下直流电流流经的通路
) x3 d6 \0 o1 J6 _4 K$ @

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, X, q& V3 K3 ]" j/ p2 J' U4 L1、信号源视为短路8 @! n' _$ U/ ?+ \
2、电容视为开路
2 F2 D; j, @) m4 u: f1 {& ~3、电感线圈视为短路, C0 F* F& v/ Y. Y6 ]" I+ I5 [
交流通路是输入信号作用下交流信号流经的通路& u& c! h& t+ c$ [7 X0 m5 e
3 {: `$ Q8 v. Q2 c4 G; @% G
1、直流电源视为短路; C, z" Z  |: `+ p: t( e
2、容量大的电容(如耦合电容)视为短路
  ]! e' A/ Y$ k$ `$ V$ ~# Q1 g# ^在分析放大电路时,要遵循“先静态,后动态”的原则,2 G0 o9 N5 z: d" q- t+ Q/ o- D2 v
求解静态工作点时利用直流通路
! F' P) L+ M/ }8 x5 }求解动态参数时利用交流通路, \; p$ o! X/ \' \9 W4 W
两种通路不可混淆哦~~~2 \0 j5 d; D" A" D

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5 b% _) ?# l/ i  T* L6 F8 E, C2 |拿个电路练练手:
( y2 K7 Q; t1 }& \/ p$ l3 h- l
4 L" D, L+ H9 Q例1  画出下图电路的直流通路和交流通路
5 s& W5 Q+ U7 O# [  }9 l

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9 _( ?5 m5 ^& o. e0 i3 S

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/ Q+ E/ g9 d  x8 T分析+答案
8 B( A# S' O5 A6 e, T
# P& ^( ?0 X, z- C9 z: f
3 p( Y6 @. X! P1 B3 T: f& |' W3 k直流通路
8 \* _1 e  L3 Q8 e: U: `将信号源短路:就是让Vi=0" x* h! t  S+ e
电容开路:就是把电容全去掉
# ?7 }* f' r* k4 U: ^# i于是就得到最终版:! ^) S+ x6 M" A7 j8 R7 v

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9 ]9 @: ]+ M! U' k
交流通路
/ ?6 z' s& O: m! O: [8 }( C  }. E直流电源视为短路:将VCC接地+ m* U: m: r+ r- D* y) ^4 B
电容短路1 D6 n/ S3 s0 U  }- l) E8 r9 T

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- E' P4 }8 H0 O* v* j" I$ D
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:: p% d: k! m# {& m) ?

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: V+ |# H: t; u0 O2 \7 n$ C# [

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. y$ c4 S" D  m; g3 m" m% u1 B0 k1 v

! H' s+ X8 ?/ s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1 ~+ {( h  J3 y( D* _

9 ~, {4 G& c) O" {+ {) m2 ^例    如下电路是否有可能放大正弦信号?
* h: b" @& W8 h: W$ R
1 [7 {5 _9 Y7 E' j, @. ~9 B! T

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1 t3 O) O/ ]7 l8 c分析+求解
" q5 [; u, {# `  |  C' l$ S
. N  n4 t, w3 H4 l" D8 j7 G# G( u) P: x) b  l& m* {1 |( E
第一步  画直流通路6 m3 q! K% K& i. U, i: G
看电源的安排是否可能使得发射结正偏,集电结反偏。" ^0 {2 Y8 q3 N

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: t! |% s. l$ t4 S
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????????
6 K. @9 e9 `% J0 {" ?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??????
% l2 t& K( f& R3 M第二步 画交流通路
& C* ~/ C0 _$ a6 k0 e看信号是否可以顺利传输
2 t; n1 @  n6 y* J7 a" m, }2 F3 }5 p. b
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。
1 Z% r2 y, L. g& ^. c. E. n, [4 E+ F$ ?) j+ B+ g, W+ _# N- _# H

8 E7 j4 S, v1 x+ K8 ]) R1 }$ o( Y6 f, r
说了这么多,下面也该留个题给大家了
) O! H% j: p8 @3 `2 e6 X互动时间
. `5 n" H8 O& w! p& q9 V& u/ q 下面的这两个图可能放大信号不?+ _- }$ j3 `$ m  W1 V5 F; W( m
) [" w- e+ v3 _4 d) d5 Z% `
老规矩,留言区里等你们的答案哦^_&
: h7 b+ V0 ~" ?) z8 h1 T7 m; j" @# S) m0 b
2 H$ K7 I6 t% H7 L( k
· END·
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