模电·直流通路与交流通路_028
通常,在放大电路中,直流电源的作用和交流信号的作用总是共存的,即静态电流、电压和动态电流、电压总是共存的。因此,为了研究问题方便起见,常把直流电源对电路的作用和输入信号对电路的作用区分开来,分成直流通路和交流通路。在分析放大电路时,应遵循“先静态,后动态”的原则,求解静态工作点时应利用直流通路,求解动态参数时应利用交流通路,两种通路切不可混淆。直流通路是在直流电源作用下直流电流流经的通路,也就是静
直流通路与交流通路
通常,在放大电路中,直流电源的作用和交流信号的作用总是共存的,即静态电流、电压和动态电流、电压总是共存的。但是由于电容、电感等电抗元件的存在,直流量所流经的通路与交流信号所流经的通路不完全相同。因此,为了研究问题方便起见,常把直流电源对电路的作用和输入信号对电路的作用区分开来,分成直流通路和交流通路。
直流通路是在直流电源作用下直流电流流经的通路,也就是静态电流流经的通路,用于研究静态工作点。对于直流通路:
①电容视为开路(即断路)①电容视为开路(即断路)①电容视为开路(即断路)②电感线圈视为短路(即忽略线圈电阻)②电感线圈视为短路(即忽略线圈电阻)②电感线圈视为短路(即忽略线圈电阻)③信号源视为短路,但应保留其内阻③信号源视为短路,但应保留其内阻③信号源视为短路,但应保留其内阻
交流通路是输入信号作用下交流信号流经的通路,用于研究动态参数。对于交流通路:
①容量大的电容(如耦合电容)视为短路①容量大的电容(如耦合电容)视为短路①容量大的电容(如耦合电容)视为短路②无内阻的直流电源(如+Vcc)视为短路②无内阻的直流电源(如+Vcc)视为短路②无内阻的直流电源(如+Vcc)视为短路
根据上述原则,上图所示基本共射放大电路的直流通路如下图(a)所示。图中,基极电源VBs和集电极电源Vcc的负极均接地。为了得到交流通路,应将直流电源VBBV\tiny BBVBB和VCCV\tiny CCVCC均短路,因而集电极电阻RcR\tiny cRc并联在晶体管的集电极和发射极之间,如下图 (b)所示。
(a)直流通路(b)交流通路(a)直流通路(b)交流通路(a)直流通路(b)交流通路
在下图(a)所示的直接耦合共射放大电路中,RsR\tiny sRs为信号源内阻,因此其直流通路如下图(b)所示。从直流通路可以看出,直接耦合放大电路的静态工作点既与信号源内阻RsR\tiny sRs有关,又与负载电阻RLR\tiny LRL有关。由于直流电源VCCV\tiny CCVCC对交流信号短路,所以,在交流通路中,Rb2R\tiny b2Rb2并联在晶体管的基极与发射极之间,而集电极电阻RcR\tiny cRc和负载电阻RLR\tiny LRL均并联在晶体管的集电极与发射极之间,如下图©所示。
(a)直接耦合公射放大电路(b)直流通路(c)交流通路(a)直接耦合公射放大电路(b)直流通路(c)交流通路(a)直接耦合公射放大电路(b)直流通路(c)交流通路
在上图所示阻容耦合放大电路中,信号源内阻为0。对于直流量,C1C\tiny 1C1、C2C\tiny 2C2开路,所以直流通路如下图(a)所示。对于交流信号,C1C\tiny 1C1、C2C\tiny 2C2相当于短路,直流电源VCCV\tiny CCVCC短路,因而输入电压U˙i\.{U}\tiny iU˙i加在晶体管基极与发射极之间,基极电阻RbR\tiny bRb并联在输入端;集电极电阻RcR\tiny cRc与负载电阻RLR\tiny LRL并联在集电极与发射极之间,即并联在输出端。因此,交流通路如下图(b)所示。从直流通路可以看出,由于C1C\tiny 1C1、C2C\tiny 2C2的“隔直”作用,静态工作点与信号源内阻和负载电阻无关。阻容耦合共射放大放大电路的直流通路和交流通路]阻容耦合共射放大放大电路的直流通路和交流通路]阻容耦合共射放大放大电路的直流通路和交流通路](a)直流通路(b)交流通路(a)直流通路(b)交流通路(a)直流通路(b)交流通路
在分析放大电路时,应遵循“先静态,后动态”的原则,求解静态工作点时应利用直流通路,求解动态参数时应利用交流通路,两种通路切不可混淆。静态工作点合适,动态分析才有意义。对于简单电路,不一定非画出直流通路不可。不难发现,在下面的分析过程中已经使用了直流通路。
对下图所示电路,令U˙i=0\.{U}{\tiny i}=0U˙i=0,根据回路方程,便可得到静态工作点的表达式
{IBQ=VBB−UBEQRbICQ=βˉIBQ=βIBQUCEQ=VCC−ICQRc\begin{cases} {I\tiny BQ}=\frac{{V\tiny BB}-{U\tiny BEQ}}{R\tiny b} \\ {I\tiny CQ}={\={\beta}}{I\tiny BQ}={\beta}{I\tiny BQ} \\ {U\tiny CEQ}={V\tiny CC}-{I\tiny CQ}{R\tiny c} \end{cases}⎩
⎨
⎧IBQ=RbVBB−UBEQICQ=βˉIBQ=βIBQUCEQ=VCC−ICQRc
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