2.3 放大电路的分析方法

2.3 放大电路的分析方法

直流通路和交流通路

虽然我们在电路中，通常都是交流电和直流电并存的情况，但是在由于有类似于电容电感这些电抗元件的存在，所以使得交流电和直流电在同一电路中却有不同的通路。所以为了方便，，我们将交流和直流的通路区分开。
直流通路：顾名思义，直流通路的含义就是给直流电走的，那么我们根据以前所学习的基础电路的知识我们有以下几个结论：

1. 电容开路
2. 电感短路
3. 信号源化为其内阻，交流电源不用关注

交流通路：交流通路是交流电在电路中的通路，其需要注意的是以下几点：

1. 电容短路【实际上是指容量大的电容，在一般问题求解中，我们几乎大部分电容都符合要求】
2. 无内阻的直流电源视为短路。
3. 直流电源视为地

我们以课后一道习题为例：

直流通路：电容开路，得到下图：

而交流通路如下：

我们将VCC视为地，电容直接视为导线便得到了该图。

而在正式的分析中，我们遵循：“先静态，后动态”的原则。我们只有找到了合适的静态电路，那么动态的才有意义，如我们上一讲中所说的一样。

2.3.2图解法分析

我们作图求解的方法，简称作图法。

一、静态工作点的分析

我们针对晶体管，展开静态工作点的作图分析：

首先我们需要确定uBE的大小，根据我们上一篇文章的计算，有如下公式：

我们将公式转化一下：

在这里我们可以回顾一下【1.3晶体管】中的输入特性曲线，并且可以得到下图：

其Q点是我们输入的电流和电压的静态工作点【同时符合两个曲线，所以可以确定静态工作点】

所以在输出曲线是同样的：
由公式如下

经过推导，可得下图输出特性曲线，有两幅图可以确定静态工作点Q

如果对于作图法感觉十分的困扰，建议对照我们上节所列出的公式一边推到一边再看。

二、压放大倍数的分析

那么在之前分析的过程中，我们加入了交流电的变化，得到以下公式：

不难想象，其实就是在我们之前的静态工作点中，使得电压在原来静态工作点产生了变化得到以下图形：

不要对图形产生惧怕或者不接，实际上，虚线部分，就是由于加入交流电所产生的变化区间。

然后针对上图我们再一次讨论静态工作点的问题，如果静态工作点设置过低，我们知道交流电可能会被限制失真【原因在上一节中有说】，如果Q点上移，按照图(a) 中，可以看出同样大小的△uBE，将会产生更大的△iB的变化。那么对找到图二中就可能会工作到饱和区，产生失真。所以静态工作点一定要合适，即不能过大，也不能太小。

三、波形非线性失真的分析

说实话，感觉书上介绍的相当详细，那么我用比较直观的角度来说一下问题吧：
根据我们上一个分析，我们可以知道，我们在静态工作点周围加入交流电，可以长生放大的电流，如下图所示：

但是如果静态工作点选择不当，就会出现失真的可能，如下图是交流电可能会超过VCC的值，我们知道，VCC实际上是放大电路的真正的能量提供原，所以，放大电压不可能超过VCC，即在VCC处截止失真：

那么同样的，如果电压变化到饱和区，也会产生饱和失真：

2.3.3等效电路法

等效电路法一般用在线性电路中，我们在这将电路进行线性建模【晶体管电路分析的复杂性在于其特性的非线性，我们在一定条件下假设其线性进行分析】

一、晶体管的直流模型及静态工作点的估算法

我们通过理想建模，可以假设基极电路控制集电极电路的情况，理想化为受控源。
即我们何以分开集电极的电路和基极电路，建立如下图型：

rbe 是三极管积极和发射极的电阻，具体推导公式比较麻烦，在书上有详细介绍。

二、共射放大电路动态参数的分析

以下图为例，我们梳理一下几个重要参数：

• 电压放大倍数
• 输入电阻
• 输出电阻

需要注意的是，受控源的转换，我们只是将电路从晶体管一刀两断，等价为接地，而发射结近似为rbe，集电极的放大近似于受控源，其他并没有什么改变

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