小模电的重难点——放大电路的基本原理

吴少琴的模电课

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. H0 t+ W, f) S# r8 `& O; s还记得下面这个小东西吗？
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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~~~

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$ e5 f8 @6 B( t, ]3 x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

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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????????
??????小模电重难点——晶体三极管
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这节课我们的关键词就是“放大”
?? 什么是放大？
% M2 I! O3 t- b* W9 b?? 组成放大电路的原则是什么？
" g( C. z% R) \" S+ y?? 如何将晶体管接入电路才能使其起到放大作用？

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' N; s, o  @. ^- F8 M+ R01
  \9 j% G7 j: |' K8 J/ J7 t- @放大电路的构成
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。
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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。
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02
) Z& A; g; ~8 _& ]) v' \  Q放大电路的组成原则
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
" g1 }3 @+ X4 U* G) y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
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+ I7 C6 g5 g8 U/ U* C  t1 j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。

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% S* y& ^/ m: F( F! {上图如果接入负载，输出电压就为-icRc//RL。
( Q  H# g1 B; Z$ X1 k
% r6 ~8 L7 U  e; B* |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??????
' F1 x" \0 q; m5 d" M* h% q

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7 N  O. K, C7 b$ m% {

5 _' a5 p1 e- [4 r" W" ]03
$ c) J6 t& B7 p. Q7 Y$ Z% q直流通路交流通路
( _! p" ^9 N4 U: N直流通路是在直流电源作用下直流电流流经的通路
" ~5 G( t9 e' e1 i: K

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5 l7 d; I$ a% Y! ]% b8 l+ g1 O1、信号源视为短路
2、电容视为开路
6 j5 w9 s7 e* j- W3、电感线圈视为短路
交流通路是输入信号作用下交流信号流经的通路

+ F2 S/ \  Q0 t* F. n1、直流电源视为短路
2、容量大的电容(如耦合电容)视为短路
. v+ M; }0 ?5 x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
求解动态参数时利用交流通路
两种通路不可混淆哦~~~

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& g: @7 A9 @. h  N' S: m: e# a( [1 j, n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
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分析+答案
" f9 G) A2 T; i5 ^  c3 `, Q

直流通路
将信号源短路：就是让Vi=0
电容开路：就是把电容全去掉
8 B$ V$ V+ Z6 B, M于是就得到最终版：

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交流通路
直流电源视为短路：将VCC接地
电容短路

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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：
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' {  ~* T& o% e3 V, z! ^5 K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
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例    如下电路是否有可能放大正弦信号？

4 Q. ^" H: y+ a

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分析+求解
1 p9 P( L& t& h- I' f# A
5 R2 h/ @' K/ d; p. o& {
第一步  画直流通路
看电源的安排是否可能使得发射结正偏，集电结反偏。

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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????????
# v- {$ S: a3 _7 i% \/ T" R- ^# Q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??????
第二步 画交流通路
8 ^7 L0 @% `, o' v看信号是否可以顺利传输
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% T$ e9 l9 R, d* f+ w3 f; [9 l# o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。

3 B( K4 k$ @/ Y* ~5 J4 R
8 e( w: \- H# S- h2 S; q
说了这么多，下面也该留个题给大家了
4 p! X' e# Y) r  ^2 M互动时间
2 w* ]% p2 x; V  P' o 下面的这两个图可能放大信号不？
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老规矩，留言区里等你们的答案哦^_&


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