交流通路与放大原理

    有信号输入时,放大电路的工作状态称为动态。
    动态时,电路中既有代表信号的交流分量,又有代表静态偏置的直流分量。是交、直流共存状态,尽管电路中既有交流分量,又有直流分量。由于电路中含有电抗性元件,因此,交流通路与直流通路是不相同的。

    对交流信号而言,耦合
C
1
C
2因其容抗较小,可视为短路,
E
C因其内阻很小,亦可视为短路。据此原则即可画出基本放大电路的交流等效电路,称为交流通路。基本放大电路(固定偏置电路)的交流通路如图Z0204所示。图中RL为外接负载。

    当输入信号
u
i加到放大电路输入端时,电路就由静态转入放大信号的动态。即当
u
i输入后,通过
C
1耦合使晶体管发射结上的电压发生了变化:由
U
BE变为
U
BE +
u
i;于是晶体管基极电流发生变化:
I
B
I
B +
i
b;其变化量
i
b通过晶体管的电流控制作用使
i
C发生变化,即
i
C
I
C +
βib集电极电流通过电阻
R
C,在上的电压也就发生变化:
i
C
R
C
I
C
R
C+
i
C
R
C;从而使
u
CE
U
CE +
u
ce通过隔直耦合电容
C
2将直流成份
U
CE隔断,只把变化量传到输出端,使得到输出电压
u
o
u
i的变化规律变化,但
u
o
u
i大许多倍,这就相当干将
u
i“放大”了。动态时,电路中各处电压、电流的波形如图图Z0205中所示。由图可见,晶体管各极电流、电压均为脉动直流。在
u
i的整个周期内,
u
BE > Vγ,
u
CE > 0,这就保证了晶体管始终工作在放大状态。由图还可以看出,在没有失真(即合理设置Q点)的情况下,晶体管各极电压、电流均可视为交流分量与直流分量的线性迭加。

    在这种情况下,分析放大电路时,交流与直流可以分开讨论。应当指出放大是对变化量而言的,放大信号的过程实质上是一个能量控制与转换的过程,即晶体管在能量较小的输入信号
u
i 的控制下,按照
u
i 的变化规律,将
E
C的直流能量转换成负载所需要的较大的交流能量。晶体管是一个能量控制器件,它本身并不会产生能量,只能消耗电源
E
C的直流能量。(具有能量控制作用的器件称为有源器件。),    有信号输入时,放大电路的工作状态称为动态。
    动态时,电路中既有代表信号的交流分量,又有代表静态偏置的直流分量。是交、直流共存状态,尽管电路中既有交流分量,又有直流分量。由于电路中含有电抗性元件,因此,交流通路与直流通路是不相同的。

    对交流信号而言,耦合
C
1
C
2因其容抗较小,可视为短路,
E
C因其内阻很小,亦可视为短路。据此原则即可画出基本放大电路的交流等效电路,称为交流通路。基本放大电路(固定偏置电路)的交流通路如图Z0204所示。图中RL为外接负载。

    当输入信号
u
i加到放大电路输入端时,电路就由静态转入放大信号的动态。即当
u
i输入后,通过
C
1耦合使晶体管发射结上的电压发生了变化:由
U
BE变为
U
BE +
u
i;于是晶体管基极电流发生变化:
I
B
I
B +
i
b;其变化量
i
b通过晶体管的电流控制作用使
i
C发生变化,即
i
C
I
C +
βib集电极电流通过电阻
R
C,在上的电压也就发生变化:
i
C
R
C
I
C
R
C+
i
C
R
C;从而使
u
CE
U
CE +
u
ce通过隔直耦合电容
C
2将直流成份
U
CE隔断,只把变化量传到输出端,使得到输出电压
u
o
u
i的变化规律变化,但
u
o
u
i大许多倍,这就相当干将
u
i“放大”了。动态时,电路中各处电压、电流的波形如图图Z0205中所示。由图可见,晶体管各极电流、电压均为脉动直流。在
u
i的整个周期内,
u
BE > Vγ,
u
CE > 0,这就保证了晶体管始终工作在放大状态。由图还可以看出,在没有失真(即合理设置Q点)的情况下,晶体管各极电压、电流均可视为交流分量与直流分量的线性迭加。

    在这种情况下,分析放大电路时,交流与直流可以分开讨论。应当指出放大是对变化量而言的,放大信号的过程实质上是一个能量控制与转换的过程,即晶体管在能量较小的输入信号
u
i 的控制下,按照
u
i 的变化规律,将
E
C的直流能量转换成负载所需要的较大的交流能量。晶体管是一个能量控制器件,它本身并不会产生能量,只能消耗电源
E
C的直流能量。(具有能量控制作用的器件称为有源器件。)

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