电子教案 (2)

1、课题3.1放大器概述3.2三极管基本放大电路课型新课授课班级授课时数2教学目标1理解放大电路及放大器的常用指标。2掌握共射放大电路的组成，静态工作点的设置及估算和工作原理。教学重点1放大器的基本概念。2共射放大电路的组成，静态工作点的设置及估算和工作原理。教学难点共射放大电路的工作原理和静态工作点的设置。学情分析教学效果教后记新课A引入放大电路广泛应用于各种电子设备中，如音响设备、视听设备、精密仪器、自动控制系统等。放大电路的功能是将微弱的电信号进行放大得到所需要的信号。B复习三极管的电流放大作用，电流分配关系。C新授课3.1放大器概述一个放大器必须含有一个或多个有源器件，如三极管、场效晶体管

2、等，同时还包含电阻、电容、电感、变压器等无源元件。放大器框图如图所示。3.1.1对放大器的基本要求（1）要有足够的放大倍数。放大倍数是衡量放大器放大能力的参数，放大倍数有电压放大倍数、电流放大倍数和功率放大倍数。（2）要具有一定宽度的通频带。（3）非线性失真要小。非线性失真：在放大信号的过程中，放大了的信号与原信号相比，波形将产生畸变，这种现象称为非线失真。（4）工作要稳定。各参数不随时间变化，无输入时无输出。3.1.2放大器的输入放大器输入端与前级输出端相连接示意图如图所示。对输入信号的要求：由信号源提供给放大器的电流、电压及功率都不允许超过放大器的最大允许值。3.1.3放大器的输出放大器输

3、出端与下级输入端相连接示意图如图所示。对输出信号的要求：由一个放大器输出给下一级电路的电流、电压和功率都不能超过放大器的最大允许值。3.2三极管基本放大电路3.2.1基本放大电路的组成三极管基本放大电路如图所示。电路中各器件的作用如下。（1）V：放大管，起电流放大作用。（2）：基极偏置电源，为发射结提供正向偏压。（3）：基极偏置电阻。一般是几十千欧至几百千欧。（4）：集电极直流电源，为集电结提供反向偏压。（5）：集电极电阻。一般是几百欧至几千欧。（6）、：输入和输出耦合电容。（7）：负载电阻。（8）：信号源电压；：信号源内阻。 3.2.2放大器中电流及电压符号使用规定电路中的电压、电流都是由直

4、流成分和交流成分叠加而成。对直流分量和交流分量，作如下规定：（1）用大写字母带大写下标表示直流分量。（2）用小写字母带小写下标表示交流分量。（3）用小写字母带大写下标表示直流分量与交流分量的叠加。（4）用大写字母带小写下标表示交流分量的有效值。3.2.3放大器的静态工作点1静态工作点单电源供电的放大电路如图所示。静态：放大器无信号输入时的直流工作状态叫静态。静态工作点：在静态下电流电压共同确定的点叫静态工作点，用Q表示。一般描述静态工作点的量用、和表示。：硅管一般为0.7 V，锗管为0.3 V。一个放大器的静态工作点的设置是否合适，是放大器能否正常工作的重要条件。2静态工作点对放大器工作状态的

5、影响若除掉，电路如图所示，则= 0，输入电流随变化。在信号负半周，输入电流等于零，波形将产生失真。若保留，且阻值适当，则将有合适的数值，保证则基极的总电流 + 始终是单方向的电流，即它只有大小的变化，没有正负极性的变化，这样就不会使发射结反偏而截止，从而避免了输入电流的波形失真。如图所示。3.2.4放大原理1放大电路放大电路如图所示。输入：从基极和发射极之间输入。输出：从集电极和发射极之间输出。2放大原理的变化将产生基极电流的变化，使基极总电流发生变化，集电极电流将并在集电极电阻上产生压降，使放大器的集电极电压随之变化，。通过耦合，隔断直流，输出信号电压也随之变化。只要电路参数能使三极管工作在

6、放大区，则的变化幅度将比的变化幅度大很多倍。电路中，、随变化，变化作用如下：3波形放大器输入正弦电压后三极管各极电流电压波形如图所示。输出电压与输入电压相位相反，又称这种共发射极的单管放大电路为反相放大器。3.2.5直流通路与交流通路放大信号中，即有直流成分又有交流成分。1直流通路的画法（1）定义：放大器的直流电流流通的回路。包括输入直流通路和输出直流通路。（2）画法：将电容视为开路，其他不变。如图所示。电路 直流通路2交流通路的画法（1）定义：放大器的交流信号电流的流通回路，包括输入交流通路和输出交流通路。（2）画法：将容量较大的电容视为短路；将直流电源视为短路，其他元件照画。上述所示电路的

7、交流通路如图所示。3.2.6基本放大电路的分析方法1放大器常用指标（1）放大倍数 电压放大倍数： 电流放大倍数： 功率放大倍数：（2）放大器的增益增益G：用分贝表示放大倍数。单位为分贝(dB)。 电压增益 电流增益 功率增益（3）输入电阻和输出电阻输入电阻：输入交流电压与输入回路产生的输入电流之比。也可视为从输入端看进去的等效电阻。如图所示。越大，放大器要求信号源提供的电流越小，信号源的负担越小。在电压放大器中希望放大器输入电阻大一些。输出电阻：从放大器输出端(不包括外接负载电阻)看进去的交流等效电阻。如上图所示。表示放大器带负载的能力。输出信号时，自身损耗越小，带负载的能力就越强，所以输出电

8、阻越小越好。（4）通频带放大器在放大不同频率的信号时，其放大倍数是不一样的，放大电路在不同频率下的放大倍数如图所示。中频区：在一定频率范围内，放大器的放大倍数高且稳定，这个频率范围为中频区。下限截止频率：信号频率下降到使放大倍数为中频时的0.707所对应的频率。上限频率：信号频率上升到使放大倍数为中频时的0.707所对应的频率。通频带：与之间的频率范围称为通频带。记作BW，即：BW =-。2放大器的估算法（1）静态工作点的估算例 3-1图示的放大器的直流通路中，= 12 V，三极管 b = 50，其余元件参数见图，估算静态工作点。解mA= 50 60 mA = 3 mA= 12 V - 3 m

9、A 2 kW = 6 V（2）输入电阻和输出电阻的估算 三极管输入电阻的估算公式三极管基极和发射极之间存在一个等效电阻，称为三极管的输入电阻，用表示。在低频小信号时，用下式估算。 放大器的输入电阻和输出电阻的估算一般，所以是从放大器输出端(不包括外接负载电阻)看进去的交流等效电阻。（3）放大器放大倍数的估算放大器输出端外接负载电阻时，等效负载电阻，故负号表示输出电压的相位与输入电压相位相反。例 3-2图示的电路中，设三极管 b = 50，其余参数见图。试求：（1）静态工作点；（2）；（3）；（4）；（5）。解（1）求静态工作点= 50 44.4 mA = 2.2 mA=12 V - 2.2 m

10、A 3 kW = 5.4 V（2）（3）求电压放大倍数 （4）求输入电阻（5）求输出电阻= 3 kW（提问,学生回答）（引导介绍）（观察电路说明）（引导学生参考材料）（观察电路）（讲解）（引导分析）（观察电路介绍）（学生讨论画出波形）（讲解）（讲解）（讲解）（学生完成）（讲解）（学生完成）练习1对放大器的基本要求：（1）要有_放大倍数；（2）要具有一定宽度的_；（3）_要小；（4）工作要_。2放大器的输入电阻_，则放大器要求信号源提供的_越小，信号源负担就_。放大器的输出电阻_，放大器_越强。3所谓直流通路，即是放大的_的回路，包括输入_和输出_。画直流通路时，将_视为开路，其余不变；画交流通

11、路时将_视为_。将直流电源视为_。小结1对电压放大器的基本要求：（1）放大倍数应尽可能大些。（2）信号放大时，应尽量避免失真，为此，放大器应有足够的线性放大区。2单级电压放大器的组成必须有具备放大功能的三极管，有保证三极管能正常放大的直流电源和基极偏置电路，应有将输出电流信号转换为电压信号的元件集电极电阻等。布置作业P62习题三3-1，3-2，3-3，3-4，3-5，3-9，3-10。课题3.3具有稳定工作点的放大电路*3.4共射电路图解法3.5共集电极放大电路课型新课授课班级授课时数2教学目标1掌握分压式偏置电路结构和工作原理。2会计算分压式偏置电路的静态工作点、电压放大倍数、输入电阻和输出

12、电阻。3掌握三种基本组态的特点。教学重点1分压式偏置电路结构和工作原理。2分压式偏置电路的静态工作点、电压放大倍数、输入电阻和输出电阻的估算。3三种组态的基本比较。教学难点分压式偏置电路结构和工作原理。学情分析教学效果教后记新课引入上面讨论的放大电路是基本共射放大电路，基本共射放大电路也称固定偏置式共射放大电路。这种电路的缺点是静态工作点随温度的变化而变得不稳定。放大电路的静态工作点不稳定是造成放大信号失真的主要原因之一，必须设法克服它。新授课3.3具有稳定工作点的放大电路3.3.1分压式偏置电路的结构及工作原理1电路结构分压式偏置电路如图所示。：上偏流电阻，：下偏流电阻，：发射极电阻，：发射

13、极旁路电容。基极电压由和分压后得到，即由此，的大小与三极管的参数无关。2工作原理温度变化时，三极管的参数、b、将发生变化，导致工作点偏移。分压式偏置电路稳定工作点的过程可表示为：其中的作用是提供交流信号的通道，减少信号的损耗，使放大器的交流信号放大能力不因而降低。3.3.2静态工作点的计算分压式偏置电路，先计算，再算最后算。例 3-3在图所示的两个放大电路中，已知三极管 b = 50，= 0.7 V，电路其他参数所图所示。（1）试求两个电路的静态工作点；（2）若两个三极管的b = 100，则各自的工作点怎样变化？解（1）先计算两个电路的静态工作点。图（a）为固定偏置电路图（b）为分压式偏置电路

14、，有（2）两个三极管 b = 100时可见，b 增大，导致增大，使降低。在图（b）中，b 增大一倍，不变，减小一半。3.3.3电压放大倍数、输入电阻和输出电阻的计算例 3-4在图中，已知三极管 b = 50，=0.7 V，电路其他参数所图所示。试计算：（1）静态工作点；（2）电压放大倍数、输入电阻和输出电压。解（1）计算静态工作点（2）计算、= 2 kW*3.4共射电路图解法3.4.1图解分析法简介图解分析法：运用晶体管特性曲线，通过作图来分析放大电路的方法称为图解分析法。1用图解法（直流负载线）分析静态工作点直流通路如图所示。直流负载线：根据，在和的直角坐标图上画出相应的点，连接这些点得到一

15、条直线，由于它代表放大器输出部分直流通路的方程式，所以将这条线称为直流负载线。画法：取=0时，称为短路电流点。= 0时，=12 V，称为开路电压点。连接该两点成一条直线，这就是直流负载线。将直流负载线画在晶体管的输出特性曲线坐标内，求出，就能决定静态工作点。例 3-5某一放大器电路如图（a）所示。三极管的输出特性曲线由（b）给出。试在输出特性曲线上作出直流负载线，并确定静态工作点。若图（a）中改为2.5 kW其他参数保持不变，直流负载线和静态工作点的情况又如何改变？解画出放大电路的直流通路如图（c）所示。因为令= 0，得，即为M点；令= 0，得= 20 V，即为N点。连接M、N两点，此直线即为

16、直流负载线。确定静态工作点Q在图（b）中找出对应的曲线，此曲线与直流负载线MN的交点即为放大电路的静态工作点Q。在Q处分别作垂线交于横坐标、作水平线交于纵坐标可得，。若，= 20 V，则可得当= 0时，；= 0时，= 20 V。作出直流负载线所示。由于，此时静态工作点为。2用图解法分析输出端带负载时的放大倍数（1）交流负载线画交流负载线的步聚如下： 在输出特性曲线上作出直流负载线MN，并确定静态工作点Q的位置。 在轴上确定辅助点D的位置，并连接D、N两点，得到辅助线DN。 过静态工作点Q作辅助线DN的平行线MN即得交流负载线，如图所示。（2）输出端带负载时放大倍数的图解分析如图所示。根据的变化

17、范围 ，从图中可得出工作点的变化范围、和输出电压的动态范围，所以输出电压的幅值；若输入信号的幅值为，则放大器的电压放大倍数3.4.2静态工作点对输出波形失真的影响如图所示。如果静态工作点选择不当将会造成失真，静态工作点与波形失真关系图如图所示。（1）饱和失真如果静态工作点Q在交流负载线上位置过高如图中点，则在输入信号幅值较大时，管子将进入饱和区，输出电压波形负半周被部分削除，产生“饱和失真”。（2）截止失真如果静态工作点Q在交流负载线上位置过低如图中点，则在输入信号幅值较大时，管子将进入截止区，输出电压波形正半周被部分削除，产生“截止失真”。（3）非线性失真非线性失真是由于三极管的工作状态离开

18、线性放大区，进入非线性的饱和区和截止区而产生的。3.5共集电极放大电路3.5.1共集电极放大电路图为共集电极及交直流通路。原理 直流 交流被放大的信号从发射极输出，所以又称射极输出器。1电路特点（1）输出电压与输入电压同相且略小于输入电压射极输出器的输出信号电压近似等于输入信号电压，即电压放大倍数约等于1，好似输出电压等值地跟随输入电压而变化，故又称射极跟随器。（2）输入电阻大（3）输出电阻小不变，几乎不变。由以上三个特点，它广泛应用在电路的输入级、多级放大器的输出级或用于两级共射放大电路之间的隔离级。2静态工作点计算（引入，观察电路）（引导分析）（引导导学生分析计算完成）（引导导学生分析计算完成）（观察电路）（引导导学生分析计算完成）（讲