26單管放大器1教案

長春職業(yè)技術學院課程教案用紙教學環(huán)節(jié)教學內容備注組織教學引入新課新課新課新課新課小結師生互相問好、考勤放大電路(amplifier)是可以將電信號（電壓、電流）不失真地進行放大的電路。放大電路放大的本質是能量的控制和轉換。表面是將信號的幅度由小增大，但是，放大的實質是能量轉換，即由一個能量較小的輸入信號控制直流電源，將直流電源的能量轉換成與輸入信號頻率相同但幅度增大的交流能量輸出，使負載從電源獲得的能量大于信號源所提供的能量。因此，電路放大的基本特征是功率放大，即負載上總是獲得比輸入信號大得多的電壓或電流，有時兼而有之。模塊八基本放大電路（單管放大器的組成及工作原理）一、放大電路的組成通過控制三極管的基極電流來控制集電極的電流，放大電路正是利用三極管的這一特性組成放大電路。由于三極管有三種不同的接法，我們先以共發(fā)射極電路為例說明放大電路的組成原則。1、放大電路的組成原則基本共發(fā)射極電路如圖所示。圖中的T是NPN型三極管，擔負放大作用，是整個電路的核心器件。放大電路組成原則是：（1）必須根據所用三極管的類型提供直流電源，以便設置合適的靜態(tài)工作點，同時也為輸出提供能量。直流電源的大小和極性應使三極管的發(fā)射結處于正向偏置；集電結處于反向偏置，使三極管工作在放大區(qū)。圖7-1中Rb，UBB即保證了發(fā)射結正向偏置，同時也為T提供了合適的靜態(tài)基極電流IB；Rc，UCC保證了集電結的反向偏置。（2）放大電路要對某一交流信號進行放大，故電路應保證被放大信號加至三極管的發(fā)射結，以控制三極管的基極電流；同時要保證放大后的信號能從電路中輸出，Rc就是將被放大后的集電極電流ic轉換為電壓輸出。（3）既要保證直流設置靜態(tài)工作點，又要保證被放大的交流信號送到放大電路以及將放大后的信號輸出。耦合電容(couplingcapacitor)C1、C2的作用使交流信號可以通過；直流分量被隔離。圖中Rs為信號源內阻，us為信號源電壓。ui為放大器輸入信號。C1一般選用容量大的電解電容，使其在輸入信號頻率范圍內的容抗很小，可視為短路，所以輸入信號幾乎無損失地加在放大管的基極與發(fā)射極之間。電解電容是有極性的，使用時它的正極與電路的直流正極相連，不能接反。C2的作用與C1相似，使交流信號能順利的傳送到負載，同時將放大器與負載的直流分量隔離。RL是電路的負載。（4）圖中使用兩個電源UBB和UCC，由于需多個電源，給使用帶來不便，為此，只要電阻取值合適，就可以與單電源配合使三極管工作在合適的靜態(tài)工作點，將Rb接至UCC即可。判斷一個晶體管放大電路是否正確，按上述原則進行。如用PNP三極管，則電源和電容C1、C2的極性均相反。直流通路和交流通路一般情況下，在放大電路中，直流量和交流信號總是共存的。在對放大電路進行分析時，一方面要了解放大電路的靜態(tài)工作點是否合適，另一方面還要分析放大電路的一些動態(tài)參數。由于放大電路中會有電容、電感等電抗元件的存在，直流量所流經的通路和交流信號所流經的通路是不同的。直流通路(directcurrentpath)在直流電源的作用下直流電流流經的通路稱為直流通路，直流通路是用于研究放大電路靜態(tài)工作點。對于直流通路，①電容視為開路；②電感視為短路；③信號源為電壓源視為短路，為電流源視為開路，但電源內阻保留。參見下圖2、交流通路(alternatingcurrentpath)交流通路是在輸入信號作用下交流信號流經的通路，交流通路是用來研究放大電路的動態(tài)參數。對于交流通路，①容量大的電容視為短路；②無內阻的直流電源視為短路。由于理想直流電源的內阻為零，交流電流在直流電源上產生的壓降為零（直流電源對交流通路而言視為短路）。如圖所示就是按此原則畫出的交流通路。放大電路的分析，包含兩個部分：直流分析。又稱靜態(tài)分析，主要求出電路的直流工作狀態(tài)（即確定放大電路的工作狀態(tài)）。目的確定三極管工作在放大區(qū)的中間。交流分析。又稱動態(tài)分析，主要求出放大電路的電壓放大倍數、輸入電阻和輸出電阻等性能指標，這些指標是設計放大電路的目的。三、放大電路的靜態(tài)分析放大電路的核心器件是具有放大作用的三極管。要保證三極管工作在放大區(qū)，使信號得到不失真地放大，其直流工作狀態(tài)有一定的要求，即保證發(fā)射結正向偏置、集電結反向偏置。如何根據放大電路計算出直流工作狀態(tài)，或者說如何改變電路的參數保證三極管工作在放大區(qū)，是本節(jié)討論的主要問題。直流工作點（又稱靜態(tài)工作點—quiescentpoint），簡稱Q點。它既可以通過解析的方法求出，也可以通過作圖的方法求出。圖解法形象直觀，是對放大電路進行定性分析，有助于理解放大電路；解析法邏輯清晰，是對放大電路進行定量分析，可以得到放大電路的具體參數。解析法確定靜態(tài)工作點，通常是求出基極直流電流IB、集電極直流電流IC和集電極與發(fā)射極間的直流電壓UCE。根據所求的參數可以確定三極管放大電路靜態(tài)工作點是否合適。計算這些參數是根據放大電路的直流通路。首先可求出基極回路靜態(tài)時的基極電流IBQ：（7-1）由于三極管導通時，UBE變化很小，可視為常數，一般（7-2）當UCC、Rb已知，則由（7-1）式可求出IBQ。根據三極管各極的電流關系，可求出靜態(tài)工作點的集電極電流ICQ。（7-3）再根據集電極輸出回路可求出UCEQ（7-4）至此，靜態(tài)工作點的電流、電壓都已估算出來。通常當UCEQ=(1/2)UCC可以大致認為靜態(tài)工作點較為合適。例7-2估算7-2放大電路的靜態(tài)工作點。設UCC=12V，Rc=3kΩ