模擬電路,是工科專業(yè)的學(xué)生必學(xué)的一門基礎(chǔ)課,同時(shí)也是很多人的噩夢(mèng)。 我記得通過了考試后,好像又什么都沒有學(xué)會(huì)。 很多學(xué)校用的是華成英老師的《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》這本書,從里面的內(nèi)容來說,這是一本書很好的書,對(duì)于模擬電路的講解細(xì)致入微,又面面俱到。 如果跟著老師認(rèn)真學(xué),相信很多同學(xué)也會(huì)學(xué)得不錯(cuò)。 但是,像我這種經(jīng)常逃課,到學(xué)期末要來拼命補(bǔ)課的人來說,真是要了命了。
我們的很多教材其實(shí)都有類似的問題,很難自己看懂,需要跟著老師的課堂學(xué)習(xí)。 當(dāng)不懂的時(shí)候,去看教材,還是看不懂,當(dāng)你弄懂了之后,再去看,發(fā)現(xiàn)還是很容易懂的嘛,之前為什么總是看不懂呢?
總結(jié)經(jīng)驗(yàn),我覺得寫教材的老師為了不遺漏知識(shí)點(diǎn),寫得太面面俱到了。 結(jié)果,就使初學(xué)者迷失在了繁雜的細(xì)節(jié)當(dāng)中。 很多的教材章節(jié)的劃分,是按照不同的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行的。 按照章節(jié)看下來,經(jīng)常就是掌握不了全局,雖然這個(gè)章節(jié)中講了很細(xì)又重要的知識(shí)點(diǎn),但當(dāng)時(shí)根本就不知道為什么要學(xué)這些。 知識(shí)點(diǎn)一多,再加上有點(diǎn)難度,就很難進(jìn)行下去了。
學(xué)知識(shí)是一件不容易的事情,如果沒有及時(shí)得到正反饋,就不容易進(jìn)行下去。 下面,我嘗試用我自己的方法,來講解模擬電路中的第一塊需要邁過去的大石頭——三大放大電路。 講得不好,歡迎大家拍磚。
01—基礎(chǔ)知識(shí)
這是一個(gè)NPN的三極管電路元件符號(hào),并且在合適的條件下有。 對(duì)于三極管,現(xiàn)在只需要了解這么多,不要去看其他更多的公式,這樣才不會(huì)迷失在細(xì)節(jié)中。
“ 為了按循序漸進(jìn)的原則構(gòu)造學(xué)習(xí)線索,本書采用了一種全新的信息組織和加工藝術(shù),我們稱其為:知識(shí)屏蔽。 以往的教材只注重知識(shí)的授予,并不注重知識(shí)的屏蔽。 實(shí)際上,在教學(xué)中知識(shí)的屏蔽十分重要,這是一個(gè)重點(diǎn)突出的問題。 計(jì)算機(jī)是一門交叉學(xué)科,一部分知識(shí)往往還連帶著其他的相關(guān)內(nèi)容,這些連帶的相關(guān)內(nèi)容如果處理不好,將影響讀者對(duì)目前要掌握的知識(shí)的理解。 本書采用了知識(shí)屏蔽的方法,對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了最小化分割,力求使我們?cè)趯W(xué)習(xí)過程中所接觸到的每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)都是當(dāng)前惟一要去理解的東西。 我們?cè)诳吹竭@個(gè)知識(shí)點(diǎn)之前,已理解了從前所有的內(nèi)容; 在學(xué)習(xí)這個(gè)知識(shí)點(diǎn)的過程中,以后的知識(shí)也不會(huì)對(duì)我們?cè)斐筛蓴_。 我們?cè)谡麄€(gè)學(xué)習(xí)過程中,每一步都走得清楚而扎實(shí),不知不覺中,由當(dāng)初的一個(gè)簡(jiǎn)單的問題開始,在經(jīng)歷了一個(gè)每一步都相對(duì)簡(jiǎn)單的過程之后,被帶入了一個(gè)深的層次。 這同沿著樓梯上高樓一樣,邁出的每一步都不高,結(jié)果卻上了樓頂。 ”
上面這段話來自王爽老師的《匯編語(yǔ)言》這本書,我覺得非常有道理。
了解了三極管之后,我們接下來要明確的是,我們現(xiàn)在需要放大的是 中頻交流小信號(hào) 。 最典型的就是聲音信號(hào)了。
對(duì)于放大電路,我們需要考察的就3個(gè)指標(biāo):放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻。 在理想的情況下,放大倍數(shù)越大越好,輸入電阻越大越好,輸出電阻越小越好。 但現(xiàn)實(shí)總是有各種約束,不能做到完美,看具體需求進(jìn)行調(diào)整即可。
下面,我們從最常見的共射放大電路開始進(jìn)行講解。
02—靜態(tài)工作點(diǎn)
要使三極管工作在放大狀態(tài),三極管需要滿足一定的條件,這就是靜態(tài)工作點(diǎn)的含義。
一定的工作條件,是指三極管工作在一定的直流電壓下。 當(dāng)
,三極管就可以處在放大狀態(tài)。 在計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)的時(shí)候,只考慮直流部分,可以省略輸入輸出信號(hào),那么靜態(tài)工作點(diǎn)的電路就可以簡(jiǎn)化為:
如果這個(gè)電路在合適的靜態(tài)工作點(diǎn),假設(shè)
,結(jié)合上面的
,就可以計(jì)算出靜態(tài)工作點(diǎn)的
等參數(shù)了,應(yīng)該沒有多大的難度。 如果靜態(tài)電路的電阻較多,可以用戴維南等效得到簡(jiǎn)單的電路(關(guān)于戴維南等效,很多書上有詳細(xì)介紹,這里就不展開了)。
03—動(dòng)態(tài)分析
共射放大電路
分析完靜態(tài)工作點(diǎn),接下來就來進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析。 動(dòng)態(tài)分析的時(shí)候,根據(jù)線性系統(tǒng)疊加原理,可以讓電壓不變點(diǎn)接地,電容看作短路,并把三極管用等效模型代替。
整理后得到動(dòng)態(tài)等效電路
是不是很容易就得到了共射放大電路的計(jì)算結(jié)果。
接下來,我們來看看共基放大電路和共集電極放大電路(射極跟隨器)。 不同放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)分析方法是一樣的,這里就不再贅述了。 我們直接來看動(dòng)態(tài)分析。
共基放大電路
?
很容易可以得到
共集電極放大電路
?
,其中
應(yīng)用
三大放大電路到這里,我們就學(xué)完了,那么學(xué)習(xí)這三大放大電路有什么作用嗎? 畢竟平時(shí),已經(jīng)基本見不到只用單管構(gòu)成的放大電路了。
我們來比較一下就能很容易得到結(jié)論。
我們先來看最有特色的共集電極放大電路,仔細(xì)觀察,放大倍數(shù)居然是小于1的。 這樣的放大電路有什么用啊? 然后再對(duì)比輸入電阻和輸出電阻,會(huì)發(fā)現(xiàn)共集電極放大電路的輸入電阻是最大的,輸出電阻是最小的。 這是我們需要的結(jié)果。 所以,在常用的放大器中,我們會(huì)把共集電極放大電路放在整個(gè)放大電路的輸入級(jí)和輸出級(jí),就是利用了它輸入電阻大,輸出電阻小的特點(diǎn),然后再配合中間的放大倍數(shù)大的電路。
再來看共基級(jí)放大電路,與共射放大電路進(jìn)行比較,它的放大倍數(shù)和共射放大電路是一樣的,并且是正值,這是比較好的特性。 不足點(diǎn)就是,輸入電阻比共射放大電路要小。
實(shí)用的放大電路可以用這三個(gè)基本放大電路進(jìn)行組合來實(shí)現(xiàn),組合的放大電路也可以按照靜態(tài)工作點(diǎn),動(dòng)態(tài)分析進(jìn)行計(jì)算。
看到這里,你學(xué)會(huì)了這三大放大電路嗎?
評(píng)論