基本放大電路的靜態(tài)分析

基本放大電路

電子學(xué)中的放大是指把微弱變化的信號“放大”為較大變化的信號，放大電路的核心元件是晶體三極管（BJT）或場效應(yīng)管（FET），我會在后續(xù)內(nèi)容中說明兩種元件的區(qū)別。

先來了解以下4點，這將有助于我們更快地接受放大電路：

(1) 放大的對象 ：微弱的變化的信號，放大電路對變化緩慢或不變的信號無放大能力；

(2) 放大的實質(zhì) ：能量模仿(KongZhi)，即借助BJT或FET的模仿(KongZhi)作用，將直流電源提供的能量轉(zhuǎn)化為與輸入信號頻率相同、振幅更大的交流能量并輸出(如果對放大的本質(zhì)感興趣，可參考電路實戰(zhàn)中的三極管放大趣解)；

(3) 放大的要求 ：放大倍數(shù)足夠大，失真盡可能小。放大倍數(shù)不需多說，失真小才能保證輸入信號完整地在輸出端表現(xiàn)出來，這是放大電路最主要的性能指標(biāo)之一；

(4 )放大的條件 ：想讓電路幫我們放大信號是有條件的，那就是保證放大電路的健康狀態(tài)，比如要吃飽（直流電源）、各器官正常工作（核心元件每個極的工作狀態(tài)都要滿足要求）、要有適量的運動（輸入信號頻率適當(dāng)）。

基本放大電路

1.結(jié)構(gòu)圖

在如圖所示的基本共射極放大電路中，T就是電路的核心：晶體三極管（此文不詳述，如有需要，我將另寫一篇幫助大家認(rèn)知三極管）。

該電路的構(gòu)建過程是：以T為核心，電阻RB、RC、VBB、VCC保證放大條件得到滿足，C1、C2保證信號順利地輸入輸出。每個元件的大致功能已經(jīng)在圖中標(biāo)出。

我們接下來解決該電路的第一個問題，放大條件滿足了嗎？

2.靜態(tài)分析

靜態(tài)即直流工作狀態(tài)。先構(gòu)建如下所示的基本共射極放大電路：

在靜態(tài)分析時：①交流源被置0；②電容被開路、電感被短路；③具有電抗性質(zhì)的單元被忽略，如諧振回路；④只有直流電壓源與電流源被作為激勵。

偷個懶，我們直接利用MULTISIM自帶的直流工作點分析功能：

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仿真分析所得直流工作點各參數(shù)如下：

Q1（2N2222）的模型數(shù)據(jù)如圖所示，其中BF=153.575為交流電流放大系數(shù)。

可見，仿真所得電流放大系數(shù)與理想電流放大系數(shù)的誤差為：

(153.575-144)/153.575=6.2%

總結(jié)如下，放大條件：

對NPN：Vc >Vb >Ve 且Vb -Ve≈0.7V；

對PNP：Ve >Vb >Vc 且Ve -Vb≈0.7V；

3.原理解析

以Q1為核心的電路中，直流電源VCC通過電阻Rb1給Q1的發(fā)射結(jié)提供正偏電壓，并產(chǎn)生基極電流Ib，再配合Rc給Q1的集電結(jié)提供反偏電壓，使Q1處于放大狀態(tài)，此時產(chǎn)生集電極電流Ic。

假設(shè)電路已經(jīng)滿足晶體三極管的放大條件(靜態(tài)分析得到)，輸入信號后能否不失真地放大，敬請期待明天的放大狀態(tài)（動態(tài)分析）