关于电赛公开课
《模拟电路基础知识讲座》由 TI 邀请青岛大学傅强老师录制，深入浅出的介绍了模拟电路及电源相关的基础知识，帮助大家由浅入深地了解产品，更轻松的进行产品的选型和设计。
本课程共计80节视频内容，视频解析文字课40节，每周二、周四更新，欢迎同学观看学习。
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本节文字课程相关视频：
共射放大电路增大放大倍数（点击前往观看）
选频放大电路（点击前往观看）
高频滤波与高频增强（点击前往观看）
本节将介绍一些共射放大电路的扩展设计，开阔思维和眼界。
1 利用电容旁路共射放大电路的RE
当我们想增大放大倍数而不改变直流偏置电路时，可以利用电容旁路部分RE的办法来实现，如图1所示：
1) 在分析直流偏置电路时，C3的作用是稳定RE2的电压，并不会改变RE2电压。
2) 在分析交流通路时，C3的交流阻抗为0，把RE2短路掉了，所以图示共射放大电路的放大倍数为：
（1）
3) 图2所示的TINA电路仿真中，为防止饱和，将VG信号源的输出幅值改为0.5V，这样就得到了10倍放大电路，各信号的“平均值”没有改变（直流偏置没有改变）。
如图3所示，当我们把全部的RE都旁路掉，放大倍数将达到最大值。当RE被电容C3旁路掉时，ΔvB会导致ΔiE无穷大吗？要分析这个问题需要重新讨论二极管等效电路。
1) 如图4所示为二极管伏安特性曲线的几种近似，三极管BE之间就是一个二极管。
2）在考虑RE作用时，我们都是用（b）图的近似，认为UBE就是0.7V不变，多数情况都可以这么近似。但当RE被旁路掉时，还这么近似，就会得出ΔuB引发∞ΔiE的错误结论。
3）如（a）图所示，实际二极管两端电压发生变化，i不会是无穷大，用（c）图来等效就是存在等效基极电阻rbe，且它的值不是定值，而是图（a）取各点的切线斜率。
引入rbe以后，三极管应等效为如图5所示的模型，BE之间增加了一个基极体电阻rbe，该电阻与0.7V电池串联共同构成BE间的PN结。
1) 根据图5的新等效模型，就可以算出图3的放大倍数了。利用rbe可以求出ΔiB：
（1）
（2）
（3）
2) 式（3）表明，rbe的效果相当于缩小β倍“折算”到RE的位置上。rbe的大小在千欧数量级，讨论具体rbe多大没意思，只要记住图3所示电路的放大倍数很大，就当成是β倍好了。
注：理论上rbe的效果应当是缩小（1+β）倍“折算”到RE的位置上（式（2）用不用“约等于”的区别）。本书此前的讨论都尽量避免出现实际β值，而仅利用β值很大这一特性即完成电路求解。本小节内容不可避免的出现了β值，但计较是（1+β）并无实际工程意义，为简单起见，还是一律“约等于”β。
图6给出了TINA仿真的结果，VG输入信号幅值分别为5mV和20mV。
1) 左图的放大倍数约为200，失真不是很明显。右图放大倍数200左右，已经明显失真，出现了“大头”波形而不是真正的正弦波。
2) 大头波形的产生原因很简单，参考图4（a），二极管伏安特性曲线的斜率不是常数，所以rbe也就不是常数，根据式（3）计算的放大倍数A也就随基极（PN结等效二极管）电流而改变了。基极电流变化范围越大，失真越明显，比如图6的右图就比左图失真明显。
3) 含（未被旁路）RE的共射放大电路为什么没有“大头失真”呢？考虑RE时，式（3）应修正为式（4），分母中RE的权重远大于rbe/β，所以rbe的变化几乎不会影响放大波形。
（4）
2选频放大电路
如图7所示，将RC由LC并联电路取代，就构成了放大特定频率信号的选频放大电路。
1) LC并联电路的阻抗和频率有关，如图8所示。低频信号被L短路，等效RC阻抗极低，无法被放大；高频信号被C短路，也无法放大；只有不高不低的某个频率阻抗极大能被放大。
2) 理论上本征频率f0处阻抗无穷大，但是由于电阻的存在，实际还是有限大。
3) 图8长的越”sharp”，说明LC电路的Q值越高，选频放大的特性越好。
4) 使用TINA可以仿真LC槽路的频率阻抗特性。如图9所示，将LC槽路与R3电阻进行分压，利用Tina的分析-->交流分析-->交流传输特性，就可以得出频率阻抗特性曲线。进一步利用图表工具中的“指针a”可以得出最高点的坐标为3.16kHz，也就是LC本征频率f0为3.16kHz，这与理论计算值3.008kHz基本吻合（误差来源于仿真采样点数目限制）。
5) 按图7所示电路进行Tina仿真，输入信号选择1.05kHz的方波。选择方波的原因是其频谱含有高次谐波，频率丰富。LC槽路特征频率（3.16kHz）正好是方波信号（1.05kHz）的3倍频率。图10所示仿真波形可以看出放大输出的结果是方波的3倍频。如果调整LC参数，还可以仿真出放大5倍频、7倍频等。
3 高频滤波电路
如果使用合适的电容与RC并联就可以构成图11所示的高频滤波电路。
1) 电容C3会降低RC处高频信号的阻抗，所以图11电路就对不同频率信号反映出不同的放大倍数。实际应用中这个电路用于消除高频干扰。
2) Tina仿真可以实验这一滤波效应。图11中添加了干扰源VG1，设定为100kHz/0.2VPP的干扰信号。VG和VG1叠加并抬升2V直流电平形成ui进入滤波放大电路。注意，根据叠加原理VG和VG1效果将减半，即ui=0.5×(VG+VG1)+2。
3) C3的取值需要计算，设定低通滤波的截止频率（把RC看做输出阻抗，C3上端交流接地，RC和C3就构成低通滤波器）为5倍的信号频率，大概算出C3为3.2nF。设计开关SW，仿真观察滤波电容所起的效果。
4) 图12所示是SW断开时的仿真波形。可见，100kHz的干扰信号也被放大了。
5) 图13所示是SW闭合时的仿真波形。可见，100kHz的干扰信号基本被抑制住了。
4 高频增强电路
类似的，如果将电容并联在RE处就能得到高频增强电路。
1) 如果信号的频带很宽，如音频，我们当然希望高频和低频都得到一样的放大倍数。否则放大以后的信号就“变调”了。
2) 但是，正常电路都会由于分布电容带有一定的低通效应，所以高频信号的放大倍数“天然”就会比低频信号小。
3) 图14用于对高频信号进行“预加重”，以备后级电路的高频衰减。
在TINA仿真中，使用1.1kHz方波作为“宽频”信号。
1) SW开关断开时，仿真输出波形如图15左所示。输出波形不是平直的，而是略有斜率，这是因为放大电路带宽的原因，完全再现方波需要极高的带宽。
2) SW开关闭合时，仿真输出波形如图15右所示。输出波形有了“毛刺”，这就是高频增强的效果。
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课后问答：
1. 共射放大电路中，通过旁路部分RE的办法来增大放大倍数，有什么好处？
参考答案：好处是可以避免修改直流偏置电路。
2. 共射放大电路中，用电容完全旁路RE后，共射放大电路的放大倍数由什么决定？
参考答案：三极管基极等效电阻Rb
3. LC并联槽路在谐振频率处的阻抗是最大还是最小？
参考答案：最大
4. 共射放大电路中，能够通过给Rc并联一个大容量电容来实现滤除高频干扰的目的吗？
参考答案：4.不能。只能并联适当容值的电容，该电容值需根据信号和噪声的截止频率计算。如果盲目的并联大容量电容，效果是在整个频段缩小放大倍数，共射放大电路无法正常工作。
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