電工電子技術與技能課件：晶體管放大電路

晶體管放大電路

模塊一共發(fā)射極放大電路原理模塊二多級放大電路的原理及應用模塊三功率放大電路的原理及應用1.了解共發(fā)射極放大電路的結構形式以及組成電路各部分的作用2.了解放大電路靜態(tài)工作點的意義及確定方法3.掌握分壓式偏置放大電路的結構形式，掌握其靜態(tài)工作點穩(wěn)定原理和工作方法。模塊一共發(fā)射極放大電路原理

【學習目標】

【能力目標】

1.能識讀基本共射放大電路、分壓式偏置共射放大電路原理圖2.能用晶體管等元件組成放大電路的方法3.能夠安裝與調試基本共射放大電路?！局R探究】

放大電路是電子設備中最常用的一種基本單元電路。它是在微弱輸入信號作用下，把直流電源提供的電能轉換為較大能量的電信號，并保持原輸入信號的形狀（稱為不失真）。圖所示為放大器的基本結構圖，其中輸入端接欲放大的信號源，輸出端接負載。1.概述

模塊一共發(fā)射極放大電路原理

2.電路組成及工作原理模塊一共發(fā)射極放大電路原理

電路組成用晶體管組成放大器時，根據(jù)公共端(電路中各點電位的參考點)的不同，有三種基本連接方法，即共發(fā)射極接法、共集電極接法和共基極接法，分別稱為共發(fā)射極放大電路、共集電極放大電路和共基極放大電路。模塊一共發(fā)射極放大電路原理

圖中各元器件的作用是：VT——晶體管，工作在放大狀態(tài)，起電流或電壓放大作用。+UCC——放大電路直流電源，給靜體管提供偏置電壓(發(fā)射結正向偏壓，集電結反向偏壓)，同時為輸出號提供能量。RB——基極偏置電阻，電源+UCC通過RB向基極提供合適的偏置電流IB。RC——集電極偏置電阻，將靜體管電流的變化量轉化電壓的變化量。C1、C2——分別是輸入、輸出耦合電容，起“通交隔直”作用。共發(fā)射極放大電路組成模塊一共發(fā)射極放大電路原理

靜態(tài)：

指將交流信號視為零，直流信號所流經(jīng)的通路。利用電容的“通交隔直”作用。

項目序號靜態(tài)工作點（IBQ、ICQ、UCEQ）備

注1靜態(tài)基極電流IBQUBEQ比較小（硅管約0.7V，鍺管約0.3V）2靜態(tài)集電極電流ICQICQ≈βIBQ電流放大作用3靜態(tài)集--射電壓UCEQUCEQ＝UCC－ICQRC回路電壓方程動態(tài)模塊一共發(fā)射極放大電路原理

放大過程是晶體管在輸入信號的整個周期內始終工作在放大狀態(tài)時，才得以實現(xiàn)的。否則，輸出電壓就會產生波形失真，電路的放大作用也就失去了意義。所以，放大電路不僅要能放大信號，而且要基本上不產生失真。

交流通路基本共射放大電路交流通路

指交流信號所流經(jīng)的通路，此時直流電壓源看作短路，耦合電容由于其容抗很小也可看成短路。模塊一共發(fā)射極放大電路原理

動態(tài)性能指標①電壓放大倍數(shù)Au

定義為輸出電壓有效值與輸入電壓有效值之比。②輸入電阻ri

定義為從放大電路輸入端看進去的等效電阻，定義式為定義式為：基本共射放大電路基本共射放大電路③輸出電阻ro

定義為輸入信號為零，負載開路的情況下，從放大電路輸出端看進去的等效電阻基本共射放大電路模塊一共發(fā)射極放大電路原理

模塊一共發(fā)射極放大電路原理

例8.1：

在基本共射放大電路中，設Ucc=12V，RB=300kΩ，RC=2kΩ，β=50，RL＝2kΩ。試求靜態(tài)工作點、輸入電阻Rｉ、輸出電阻RO及空載與帶載兩種情況下的電壓放大倍數(shù)。解（1）靜態(tài)工作點靜態(tài)偏置電流：IBQ≈＝＝0.04mA＝40μA靜態(tài)集電極電流：ICQ≈βIBQ=50×0.04=2mA靜態(tài)集電極電壓：UCEQ=UCC－ICQRC=12－2×2＝8V模塊一共發(fā)射極放大電路原理

晶體管的交流輸入電阻：rbe＝300+（1+β）＝300+（1+50）＝963Ω≈0.96KΩ放大器的輸入電阻Ri≈rbe＝0.96KΩ放大器的輸出電阻RO≈RC＝2KΩ空載時，放大器的電壓放大倍數(shù)Au=—βRC∕rbe=-50×2∕0.96≈-104有負載RL時，等效負載電阻放大器的電壓放大倍數(shù)可知，基本共射放大電路的偏置電流IB只與VCC和RB有關，一般是固定的，因而具有這種偏置特點的電路稱為固定偏置電路。分壓式偏置放大電路結構模塊一共發(fā)射極放大電路原理

Rb1、Rb2——基極上、下偏置電阻，串聯(lián)分壓使靜態(tài)時晶體管的基極電位固定；Re——發(fā)射極電阻，起到穩(wěn)定靜態(tài)電流的作用；Ce——旁路電容，可使發(fā)射極交流接地，使電阻Re電路交流工作無影響。穩(wěn)定過程T(溫度)UBEQIBQICQICQIEQUEQ模塊一共發(fā)射極放大電路原理

3.觀察與實驗模塊一共發(fā)射極放大電路原理

當輸出信號波形負半周被部分削平，這一現(xiàn)象叫“飽和失真”。產生飽和失真的原因是由于Q點偏高。輸入信號的正半周有一部分進入飽和區(qū)，使輸出信號的負半周被部分削平。消除失真的方法是適當增大偏置電阻RB，減小IBQ，使Q點適當下移。模塊一共發(fā)射極放大電路原理

a)飽和失真波形b)截止失真波形【課堂小結】模塊一共發(fā)射極放大電路原理

（1）晶體管是構成放大電路的核心器件。（2）基本共射放大電路、分壓式偏置放大電路是常用的單管放大電路。它們的組成原則是：直流通路必須保證三極管有合適的靜態(tài)工作點，以使交流信號在工作過程中始終處于管子的放大區(qū)；交流通路必須保證輸入信號傳送到放大管輸入回路，同時保證放大后的信號傳送到電路的輸出端。（3）靜態(tài)工作點不合適，會出現(xiàn)飽和失真、截止失真和雙向失真。晶體管放大電路

模塊一共發(fā)射極放大電路原理模塊二多級放大電路的原理及應用

模塊三功率放大電路的原理及應用1.掌握多級放大電路動態(tài)參數(shù)的計算方法2.了解多級放大電路的耦合方式模塊二多級放大電路的原理及應用

【學習目標】

【能力目標】

1.能判斷多級放大電路的耦合方式2.能對多級放大電路進行綜合的分析3.能用分離元件組裝、調試多級放大電路?！局R探究】

模塊二多級放大電路的原理及應用

在實際應用中，單管的基本共射放大電路往往不能滿足工程實際對電路性能的要求，在信號很微弱時，為得到較大的輸出信號電壓，必須將若干個單級電壓放大電路級聯(lián)起來，進行多級放大，以得到足夠大的電壓放大倍數(shù)。多級放大電路就是由若干個單級放大器組成的，其組成框圖如圖所示。一般地，多級放大電路由輸人級、中間級及輸出級三部分組成1.極間耦合方式模塊二多級放大電路的原理及應用

序號耦合方式電路形式特點應用1阻容耦合

用容量足夠大的耦合電容進行連接，傳遞交流信號前后級放大器之間的直流電路被隔斷，靜態(tài)工作點彼此獨立，互不影響低頻特性稍差，不能用于直流放大器中，一般用在低頻電壓放大電路中。2變壓器耦合

通過變壓器進行連接，將前級輸出的交流信號傳遞到后級電路中的耦合變壓器還有阻抗變換作用，有利于提高放大器的輸出功率能夠隔離前后級的直流電路，靜態(tài)工作點彼此獨立，互不影響低頻特性差，又由于變壓器體積大，無法集成，因此，一般應用于高頻調諧放大器或功率放大器中。3直接耦合

低頻特性好，可放大直流信號前后級靜態(tài)工作點相互影響，給電路的設計和調試增加了難度低頻特性好，且便于電路的集成化，因此廣泛用于集成電路中。4光電耦合

以光電耦合器為媒介實現(xiàn)信號的傳遞光電耦合器既可以傳輸交流信號又可以傳輸直流信號，而且抗干擾能力強，易于集成廣泛用于集成電路中。2.多級放大器的近似估算模塊二多級放大電路的原理及應用

電壓放大倍數(shù)Au多級放大器的電壓放大倍數(shù)Au等于各級電壓放大倍數(shù)之積。即對于一個多級放大電路有式中，Au1、Au2和Aun分別為第一級的電壓放大倍數(shù)、第二級的電壓放大倍數(shù)和第n級的電壓放大倍數(shù)。不過，要特別注意的是，這里所反映的各級放大倍數(shù)并不是孤立的，必須要考慮后級對前級的影響模塊二多級放大電路的原理及應用

輸入電阻Ri等于第一級放大器的輸入電阻Ri1，即Ri＝Ri1輸出電阻Rｏ：等于最后一級放大器的輸出電阻，即

RO＝Ron射極輸出器電路結構、直流通路、交流通路如圖所示。集電極為輸入與輸出回路的公共端，因此該電路稱為共集放大電路，又稱射極輸出器。

模塊二多級放大電路的原理及應用

【知識拓展】

（1）電壓放大倍數(shù)小于1且近似為1。（2）輸出與輸入電壓同相且近似相等。（3）電路的輸入電阻高，（4）輸出電阻小。模塊二多級放大電路的原理及應用

射極輸出器電路特點：

（1）電壓放大倍數(shù)小于1且近似為1。（2）輸出與輸入電壓同相且近似相等。（3）電路的輸入電阻高，（4）輸出電阻小。模塊二多級放大電路的原理及應用

射極輸出器電路特點：

（1）電路的輸入電阻高，可減小放大電路從信號源索取的電流，以降低信號源的功率容量?？捎迷诙嗉壏糯箅娐返妮斎爰?。（2）輸出電阻小，帶負載能力強?？捎迷诙嗉壏糯箅娐返妮敵黾?。（3）用作多級放大電路的中間級，因其具有電壓跟隨作用，且輸入電阻大，對前級的影響小，輸出電阻小，對后級的影響也小，所以，在多級放大電路中用作中間級起緩沖、隔離作用。模塊二多級放大電路的原理及應用

射極輸出器應用：【課堂小結】模塊一共發(fā)射極放大電路原理

（1）多級放大電路的耦合方式，即阻容耦合、變壓器耦合、直接耦合和光電耦合。（2）近似估算：電壓放大倍數(shù)輸入電阻：Ri＝Ri1輸出電阻：

RO＝Ron（3）射極輸出器晶體管放大電路

模塊一共發(fā)射極放大電路原理模塊二多級放大電路的原理及應用模塊三功率放大電路的原理及應用1.掌握功率放大器的基本要求2.了解功率放大器的分類3.了解OCL電路的結構特點和性能特點4.了解集成功放的發(fā)展趨勢及性能特點模塊三功率放大電路的原理及應用

【學習目標】

【能力目標】

1.能對OTL電路進行分析2.能認識不同功率放大電路的結構?！局R探究】

模塊三功率放大電路的原理及應用

從能量控制的觀點來看，功率放大器和電壓放大器沒有本質的區(qū)別，電壓放大器主要是要求它向負載提供不失真的電壓信號，討論的主要是電壓放大倍數(shù)以及電路的輸入、輸出電阻等；而低頻功率放大器主要要求輸出足夠大的不失真(或失真很小)的功率信號，通常是在大信號狀態(tài)下工作，討論的主要指標是最大輸出功率、電源功率、放大管的極限參數(shù)及電路防止失真的措施。1.低頻功率放大器的概念模塊三功率放大電路的原理及應用

功率放大電路又稱為功率放大器，簡稱“功放”。功放中使用半導體三極管為主要器件，稱功率放大管，簡稱“功放管”。功率放大器的基本要求（1）有足夠大的輸出功率為了獲得足夠大的輸出功率，要求功率放大器的三極管（也稱功放管）的電壓和電流都允許有足夠大的輸出幅度，但又不超過管子的極限參數(shù)。（2）效率要高放大電路的效率是指負載獲得的功率與電源提供的功率之比。（3）非線性失真小要求功率放大器的非線性失真盡量小，特別是高保真的音響及擴音設備對這方面有較嚴格的要求。（4）功放管散熱要好通常功放管的集電極具有金屬散熱外殼。模塊三功率放大電路的原理及應用功率放大器的類型類型說明甲類放大器①功放管的靜態(tài)工作點選擇在放大區(qū)，在工作過程中，功放管始終處于導通狀態(tài)。②輸入信號全波得到放大③適用于小信號放大電路④管耗大、效率低乙類放大器①功放管的靜態(tài)工作點設置在功放管的截止邊緣，在工作過程中，功放管僅在輸入信號的正半周導通，負半周則截止。②輸入信號僅半波得到放大③適用于大信號放大電路④效率高甲乙類放大器①功放管的靜態(tài)工作點介于甲類和