【模电】直流通路与交流通路

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：
$① 电容视为开路 (即断路)$ $② 电感线圈视为短路 (即忽略线圈电阻)$ $③ 信号源视为短路，但应保留其内阻$
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：
$① 容量大的电容 (如耦合电容) 视为短路$ $② 无内阻的直流电源 (如 + V cc) 视为短路$

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 $V\tiny BB$ 和 $V\tiny CC$ 均短路，因而集电极电阻 $R\tiny c$ 并联在晶体管的集电极和发射极之间，如下图 (b)所示。
基本共射放大电路的直流通路和交流通路
$（ a ）直流通路（ b ）交流通路$

在下图(a)所示的直接耦合共射放大电路中， $R\tiny s$ 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 $R\tiny s$ 有关，又与负载电阻 $R\tiny L$ 有关。由于直流电源 $V\tiny CC$ 对交流信号短路，所以，在交流通路中， $R\tiny b2$ 并联在晶体管的基极与发射极之间，而集电极电阻 $R\tiny c$ 和负载电阻 $R\tiny L$ 均并联在晶体管的集电极与发射极之间，如下图©所示。
直接耦合共射放大电路及其直流通路和交流通路
$（ a ）直接耦合公射放大电路（ b ）直流通路（ c ）交流通路$

阻容耦合共射放大电路
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， $C\tiny 1$ 、 $C\tiny 2$ 开路，所以直流通路如下图(a)所示。对于交流信号， $C\tiny 1$ 、 $C\tiny 2$ 相当于短路，直流电源 $V\tiny CC$ 短路，因而输入电压 $\.{U}\tiny i$ 加在晶体管基极与发射极之间，基极电阻 $R\tiny b$ 并联在输入端;集电极电阻 $R\tiny c$ 与负载电阻 $R\tiny L$ 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 $C\tiny 1$ 、 $C\tiny 2$ 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 $（ a ）直流通路（ b ）交流通路$

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 $\.{U}{\tiny i}=0$ ，根据回路方程，便可得到静态工作点的表达式
$\begin{cases} {I\tiny BQ}=\frac{{V\tiny BB}-{U\tiny BEQ}}{R\tiny b} \\ {I\tiny CQ}={\={\beta}}{I\tiny BQ}={\beta}{I\tiny BQ} \\ {U\tiny CEQ}={V\tiny CC}-{I\tiny CQ}{R\tiny c} \end{cases}$
没有设置合适的静态工作点电路