5.模拟电子技术笔记——放大电路的分析方法

写在前面

这个是模电的第五次笔记，祝大家学习愉快！

笔记部分

1.图解法

我们这节的所有电路都默认是共射放大电路，后面如果没有特殊说明都是共射极的。

1.1 静态工作点的图解分析

我们接下来画出这个电路的直流回路

我们先考察它的输入回路。输入回路就是研究这个的关系，我们只在直流回路中可以看到如下关系：

这个关系显然是一条直线，我们把这条直线与输入特性曲线画到一起：

这时，我们可以考察到一个交点Q，这个就是静态工作点。我们在这个点可以得出这个电路的那么，在输出特性曲线中就可以确定这个电路作用在哪根线上，也就是哪条所对应的曲线上。于是，我们再考察,得：.把这条线画在输出特性曲线上，得：

这个时候我们的就可以很直观的得到了。那么这根线我们也叫做直流负载线。

1.2动态工作情况

如图：

这个图看起来很乱，我们来详细分析一下。

首先我们引入一下交流负载线。对于一个小信号，我们可以认为它在静态工作点附近上下波动。我们因此可以在输出曲线上做写文章。

我们做出小信号模型(我们先看阻容耦合)。

可以得到，注意这个是纯交流量。那么，我们考虑交流量与直流量的关系，也就是说，当交流量过零点的时候，整体的电压应该正好等于静态工作点，也就是且,带入上面的式子，令可以得到：

那么这个线就是我们的交流负载线

有些同学可能会有些疑问，为什么我们会先看阻容耦合的。我们现在看上面这个式子，我们试想：如果我们画出来直接耦合的交流通路，就会有这个，也就是说，由上面的分析我们可以得到，这个斜率和我们的直流负载线一样，在有一个Q点重合的情况下，我们可以知道，在直流耦合中，交流负载线与直流负载线重合。

接下来我们就可以画出图了。为了区别起见，我们还是先画出阻容耦合的：

那么问题就来了。我们咱么判断这个交流量在Q点上下的变化范围呢？答案显然就是根据输入特性曲线了。我们与上面同样的分析方法求出的上下变化，剩下的就是投影，接着投到输出特性曲线上去。感兴趣的同学可以自己再推导一遍。

1.3 动态失真的几种情况

失真无非是两种情况，一种是被饱和区截止，另一种是被截至区截止。如图：

·这里有个概念，叫典型值，就是比如说，如何判断这个进入了饱和区呢？一般情况下我们就跟300mV去比，这个300mV就是典型值。（知道一下就可以）

·这里还有一个小点，就是如何判断饱和区截止区。对于饱和区和截止区，分别有：

2.小信号模型分析法

2.1 BJT的H参数小信号模型分析

对于小信号情况，我们取全微分，有：

简写为：

其中：

以上这些，了解即可。

我们再回到我刚才简写的式子，我们可以看出，两个式子都是由一个电阻和一个放大/缩小的同样类型的值组成（自己理解一下）。那么我们就可以画出如下小信号模型：

但是这个模型显然有些复杂，于是我们比较一下这四个H参数的数量级，有：

很显然，只有的影响较大，于是我们省略其他H参数，得：

这个就是我们的简化后的小信号模型。

那么这个我们不加证明的直接给出公式：,其中，

这个公式，可以说是这篇博客第一个需要记住的。

2.2 小信号模型分析

我们还是考察基本共射放大电路（图在最前面）根据前面知识的分析，直流通路得出的静态工作点我们从略。

之后我们画出小信号等效模型：

我们先求,然后由这个图易得：

除一下，得(可以当结论记住)

然后我们求一下输入和输出电阻

3 放大电路工作点稳定问题

3.1温度对静态工作点的影响

1.对的影响 温度升高，集电极电流上升，输出特性曲线上移

2.输入特性曲线左移 集电极电流上升

3.对beta影响 温度每上升一读，上升0.5%～1.0%

总之，不管是哪个影响，最终都反映到上

3.2 射极偏置电路（对抗温度带来的变化）

1.基极分压式 

稳定工作点原理：要稳定b点电位

它的稳定原理如下：

那么这一切的前提都是b点电位不变，那么怎么能保证b点电位不变呢？那就是

压降大多都被分走了，保持稳定。

那么由上面的分析我们也可以知道，越大，稳定效果越好。

现在，我们画出它的直流通路：

直流量我们从略。

接下来我们画出小信号模型：

与前面的分析同理，我们在这里直接给出它的增益：

我们可以看到，这个增益与刚才的基本的相比较，这个的分母变大了，也就是说，我们牺牲了增益换取了稳定。

同理，我们也可以得到输入电阻：

对于输出电阻，我们先将置零，对两个网孔列KVL（在这里我们考虑）

得：

2.双电源的射极偏置电路

1.阻容耦合

我们前面的电路由于有增益变小的问题，为了增大增益，我们加一个旁路电容，有：

其中，,是为了增加输入电阻的。

剩下的分析同理。

3.含有恒流源的

这个就相对比较好求解一些，因为已知，剩下的求解步骤同理

写在后面

祝大家学习愉快，十一快乐🎉！