放大线路的分析方法 _知识百科

    《电子技术基础》是电子类专业一门重要的技术基础课。模拟电路是学生难学、教师难教的一门课程。放大器是模拟电路的入门基础,也是《电子技术基础》的重点和难点,只有解决了这个难题,才能进入电子技术的领域。笔者经过教学实践,逐渐形成了以非线性器件、线性器件与线性放大的主要矛盾,以线性非线性线性为主线,以直流分析和交流分析为主要内容的放大器的分析思路和原则, 较好地解决了从《电路》到《电子技术》的过渡,解决了电子技术入门难的问题。
    1 从线性到非线性
    电子线路是电路的一个分支,是包含有电子器件的电路,而电子器件是非线性器件,所以电子线路是非线性电路。《电路》中一般包括非线性电路一章,但内容少,只是简单介绍,没有引起学生足够的重视。所以《电子技术基础》课一开始就要做好从线性电路到非线性电路的过渡。
    《电子技术基础》一开始就讲PN结,PN结是半导体器件的基础。在讨论了PN结的工作原理,得到PN结的伏安特性后,就进入了非线性：其伏安特性曲线为非线性函数。在这里首先要给出线性电阻的定义,引出直流（静态）电阻和交流（动态）电阻的概念,对比线性电阻（伏安特性曲线为通过原点的一条直线,其直流电阻和交流电阻相等且为一常量）可得出如下重要结论：
    （1）非线性元件在伏安特性曲线上任一点的直流电阻和交流电阻一般是不相等的。
    （2）非线性元件的直流电阻和交流电阻不是一个常数,而是随着静态工作点的不同而变化。
    PN结的正向电阻很小,而反向电阻很大。所以,往往把他的非线性概括为单向导电性。二极管就是一个PN结,三极管由2个PN结组成,当他工作在放大状态时,输入特性相当于PN结的正向特性,而输出特性相当于基区注入少数载流子控制下的PN结反向特性。
    以上讲的是电子器件的非线性,有了电子器件非线性特点,才有电子线路与一般线性电路的区别,才能理解放大器的工作原理、静态工作点的设置及直流分析和交流分析的不同。
    2 非线性带来的放大线路的特点
    非线性元件往往会产生新的频率分量,也就是产生非线性失真。这就是电子线路必须考虑的首要问题。如果把交流信号直接加到三极管的发射结上（即不加静态偏置）,则由于发射结的单向导电性,即便忽略了他的死区电压和正向特性的非线性,也会产生严重的非线性失真,这样只有正半周导通,而负半周是截止的（乙类工作状态）。只有将交流信号的中心位置沿电压轴向上平移,即在发射结加正向偏压,并使正向偏压值大于交流信号的振幅值,才能使PN结在交流信号的正、负半周均导通（甲类工作状态）,才能得到不失真的放大,由此得到2条结论：
    （1）为了克服PN结单向导电性带来的非线性失真,放大器在加入交流信号之前必须加上直流偏置信号。
    （2）放大器线路中既有直流信号,也有交流信号; 2种信号的流通回路可能不同,即既有直流通路,又有交流通路;放大器中各处的电压和电流既有直流分量,又有交流分量,即瞬时量等于直流量加交流量,这就决定了放大器的分析包括直流分析和交流分析2部分,直流分析是确定放大器的直流工作点,交流分析是计算放大倍数,输入和输出电阻、输出功率和效率以及频率响应等性能指标。直流信号与交流信号的通路不同,特别是非线性器件对直流信号和交流信号所呈现的性能不同（直流电阻和交流电阻）,所以直流分析和交流分析要采用不同的电路网络和参数。这些往往被一些同学所忽略,应特别引起注重。