基本放大电路的静态分析

基本放大电路

电子学中的放大是指把微弱变化的信号“放大”为较大变化的信号，放大电路的核心元件是晶体三极管（BJT）或场效应管（FET），我会在后续内容中说明两种元件的区别。

先来了解以下4点，这将有助于我们更快地接受放大电路：

(1) 放大的对象 ：微弱的变化的信号，放大电路对变化缓慢或不变的信号无放大能力；

(2) 放大的实质 ：能量模仿(KongZhi)，即借助BJT或FET的模仿(KongZhi)作用，将直流电源提供的能量转化为与输入信号频率相同、振幅更大的交流能量并输出(如果对放大的本质感兴趣，可参考电路实战中的三极管放大趣解)；

(3) 放大的要求 ：放大倍数足够大，失真尽可能小。放大倍数不需多说，失真小才能保证输入信号完整地在输出端表现出来，这是放大电路最主要的性能指标之一；

(4 )放大的条件 ：想让电路帮我们放大信号是有条件的，那就是保证放大电路的健康状态，比如要吃饱（直流电源）、各器官正常工作（核心元件每个极的工作状态都要满足要求）、要有适量的运动（输入信号频率适当）。

基本放大电路

1.结构图

在如图所示的基本共射极放大电路中，T就是电路的核心：晶体三极管（此文不详述，如有需要，我将另写一篇帮助大家认知三极管）。

该电路的构建过程是：以T为核心，电阻RB、RC、VBB、VCC保证放大条件得到满足，C1、C2保证信号顺利地输入输出。每个元件的大致功能已经在图中标出。

我们接下来解决该电路的第一个问题，放大条件满足了吗？

2.静态分析

静态即直流工作状态。先构建如下所示的基本共射极放大电路：

在静态分析时：①交流源被置0；②电容被开路、电感被短路；③具有电抗性质的单元被忽略，如谐振回路；④只有直流电压源与电流源被作为激励。

偷个懒，我们直接利用MULTISIM自带的直流工作点分析功能：

 

 

仿真分析所得直流工作点各参数如下：

Q1（2N2222）的模型数据如图所示，其中BF=153.575为交流电流放大系数。

可见，仿真所得电流放大系数与理想电流放大系数的误差为：

(153.575-144)/153.575=6.2%

总结如下，放大条件：

对NPN：Vc >Vb >Ve 且Vb -Ve≈0.7V；

对PNP：Ve >Vb >Vc 且Ve -Vb≈0.7V；

3.原理解析

以Q1为核心的电路中，直流电源VCC通过电阻Rb1给Q1的发射结提供正偏电压，并产生基极电流Ib，再配合Rc给Q1的集电结提供反偏电压，使Q1处于放大状态，此时产生集电极电流Ic。

假设电路已经满足晶体三极管的放大条件(静态分析得到)，输入信号后能否不失真地放大，敬请期待明天的放大状态（动态分析）