【導(dǎo)讀】本篇文章主要對放大電路的工作狀態(tài)進(jìn)行了較為詳細(xì)的分析，并且給出了一種將為簡便的方法，將含有非線性元件(如三極管)的放大電路轉(zhuǎn)化為線性電路，來方便分析和計(jì)算。希望大家在閱讀過本篇文章之后能夠有所收獲。
在電路的設(shè)計(jì)和測量當(dāng)中，時(shí)常會(huì)需要把信號進(jìn)行放大，這樣就便于信號的測量和利用。可以說放大電路是模電設(shè)計(jì)當(dāng)中的基礎(chǔ)和重點(diǎn)內(nèi)容。本篇文章就將對放大電路進(jìn)行分析，并且提供了一種方便的計(jì)算方法。
1、放大電路工作原理
三極管可以通過控制基極的電流來控制集電極的電流，來達(dá)到放大的目的。放大電路就是利用三極管的這種特性來組成放大電路。下面主要從共發(fā)射極的接法為例來介紹。
(1)放大電路組成原理
放大電路的組成原理（應(yīng)具備的條件）：
放大器件工作在放大區(qū)（三極管的發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反向偏置）；
輸入信號能輸送至放大器件的輸入端（三極管的發(fā)射結(jié)）；
有信號電壓輸出；
判斷放大電路是否具有放大作用，就是根據(jù)上面三點(diǎn)，他們必須同時(shí)具備。
(2)直流通路和交流通路
在分析放大電路時(shí)，有兩類問題：直流和交流問題。
直流通路：將放大電路中的電容視為開路，電感視為短路即得。它又被稱為靜態(tài)分析。
交流通路：將放大電路中的電容視為短路，電感視為開路，直流電源視為短路即得，它又被稱為動(dòng)態(tài)分析。
直流通路與交流通路舉例
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2、放大電路的直流工作狀態(tài)
公式比較多，就不一一寫出來了，想要看的可以參考模擬電子線路相關(guān)的書籍。需要掌握公式法計(jì)算Q點(diǎn)和圖形法計(jì)算Q點(diǎn)。
什么是Q點(diǎn)?它就是直流工作點(diǎn)，又稱為靜態(tài)工作點(diǎn)，簡稱Q點(diǎn)。我們在進(jìn)行靜態(tài)分析時(shí)，主要是求基極直流電流IB、集電極直流電流IC、集電極與發(fā)射極之間的直流電壓UCE。
(1)公式法計(jì)算Q點(diǎn)
我們可以根據(jù)放大電路直流通路，估算出放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。下面把IB、IC、UCE的公式列出來。
(2)圖解法計(jì)算Q點(diǎn)
三極管的電流、電壓關(guān)系可用輸入特性曲線和輸出特性曲線表示，我們可以在特性曲線上，直接用作圖的方法來確定靜態(tài)工作點(diǎn)。用圖解法的關(guān)鍵是正確的做出直流負(fù)載線，通過直流負(fù)載線與iB=IBQ的特性曲線的交點(diǎn)，即為Q點(diǎn)。讀出它的坐標(biāo)即得IC和UCE。
圖解法求Q點(diǎn)的步驟為：
通過直流負(fù)載方程畫出直流負(fù)載線，（直流負(fù)載方程為UCE=UCC-iCRC）;
由基極回路求出IB;
找出iB=IB這一條輸出特性曲線與直流負(fù)載線的交點(diǎn)就是Q點(diǎn)。讀出Q點(diǎn)的坐標(biāo)即為所求;
3、放大電路的動(dòng)態(tài)分析
我們把輸入交流信號時(shí)的狀態(tài)稱為動(dòng)態(tài)，下面主要介紹放大電路動(dòng)態(tài)分析的兩種方法：圖解法和微變等效電路法。對放大電路進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析的任務(wù)是求出電壓的放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻。
交流負(fù)載線的畫法：
必須通過靜態(tài)工作點(diǎn)，交流負(fù)載線的斜率由R’’L表示(R’’L=RC/RL)
交流負(fù)載線的畫法(有兩種)：
(1)先作出直流負(fù)載線，找出Q點(diǎn)。
出一條斜率為R’’L的輔助線，然后過Q點(diǎn)作它的平行線記得。(此法為點(diǎn)斜式)。
(2)先求出UCE坐標(biāo)的截距(通過方程U’’CC=UCE+ICR’’L)。
連接Q點(diǎn)和U’’CC點(diǎn)即為交流負(fù)載線 (此法為兩點(diǎn)式)。
放大電路的非線性失真
在使用放大電路時(shí)，我們一般是要求輸出信號盡可能的大，但是它要受到三極管非線性的限制。有時(shí)輸入信號過大或者工作點(diǎn)選擇不恰當(dāng)，輸出電壓波形就會(huì)產(chǎn)生失真。這種失真是由于三極管的非線性引起的，所以它被稱為非線性失真。
輸入信號過大引起的非線性失真
它主要表現(xiàn)在輸入特性的起始彎曲部分，輸出特性間距不勻，當(dāng)輸入又比較大時(shí)，就會(huì)使Ib、Ucc、Ic的正負(fù)半周不對稱，即產(chǎn)生非線性失真。
工作點(diǎn)不合適引起的失真
當(dāng)工作點(diǎn)設(shè)置過低，在輸入信號的負(fù)半周，工作狀態(tài)進(jìn)入截止區(qū)，從而引起Ib、Uce、Ic的波形失真，稱為截止失真。
微變等效電路法
采用微變等效電路法的思想是：當(dāng)信號變化的范圍很小(微變)時(shí)，可以認(rèn)為三極管電壓、電流變化量之間的關(guān)系是線性的。
通過上述思想我們就可以把含有非線性元件(如三極管)的放大電路，轉(zhuǎn)換為我們熟悉的線性電路，這樣我們就可以利用電路分析的各種方法來求解了。
