实验三单级低频放大电路

实验三单级低频放大电路第1页，课件共67页，创作于2023年2月3.1三极管外形、符号、分类1.三极管外形2.符号BECIBIEICBECIBIEICNPN型三极管PNP型三极管第2页，课件共67页，创作于2023年2月(一)结构：NPN型、PNP型（根据三极管内三个掺杂区排列方式的不同）。3.分类其中箭头表示发射结正向导通时的电流方向。NPN型与PNP型的差别在于电流方向相反。(二)材料：Si、Ge(三)功率：小功率、(四)工作频率：低频管、高频管

fT（截止频率）≥3MHz

大功率管PcM（集电极最大功耗）≥1W第3页，课件共67页，创作于2023年2月4.三极管的类型及管脚判别P20（1）区分三极管的基极b：（2）区分三极管的极性（NPN、PNP）：（3）测量三极管是否损坏：（4）区分发射极和集电极：三极管的损坏，是因为三极管的PN结损坏所致。PN结的损坏分为两种情况：短路和断路。短路是指PN结失去“单向”导电性，成为通路，正、反向电阻都近似为零；断路是指PN结内部开路，电阻无穷大。使用万用表判别三极管是否损坏，就是通过测量三极管的发射结和集电结是否具有单向导电性来判别三极管的好坏。注：第4页，课件共67页，创作于2023年2月怎样测量三极管的好坏（1）检查三极管的两个PN结：我们以PNP管为例来说明，一只PNP型的三极管的结构相当于两只二极管，负极靠负极接在一起。我们首先用万用表R×100或R×1K挡测一下e与b之间和e与c之间的正反向电阻。当红表笔接b时，用黑表笔分别接e和c应出现两次阻值小的情况。然后把接b的红表笔换成黑表笔，再用红表笔分别接e和c，将出现两次阻值大的情况。被测三极管符合上述情况，说明这只三极管是好的。

(注意：万用表内部电源接法）

（2）检查三极管的穿透电流：我们用三极管c、e之间的反向电阻间接反映穿透电流。用万用表红表笔接PNP三极管的集电极c,黑表笔接发射极e，看表的指示数值，这个阻值一般应大于几千欧，越大越好，越小说明这只三极管稳定性越差。

（3）测量三极管的放大性能：分别用表笔接三极管的c和e看一下万用表的指示数值，然后再c与b间连接一只50--100K的电阻看指针向右摆动的多少，摆动越大说明这只管子的放大倍数越高。外接电阻也可以用人体电阻代替，即用手捏住b和c.第5页，课件共67页，创作于2023年2月3.2三极管参数及测量

三极管的参数是用来表征管子性能优劣和适应范围的指标，是选管的依据。为了使管子安全可靠地工作，必须注意它的参数。

1.直流参数⑴共射直流电流放大系数当时，

⑵共基直流电流放大系数

当可忽略时，第6页，课件共67页，创作于2023年2月(3)极间反向电流

①反向饱和电流指发射级开路时，集电极与基极间的反向饱和电流。②穿透电流

指基极开路时，集电极与发射极间的穿透电流。它与的关系是2.交流参数（描述晶体管对于动态信号的性能指标）⑴共射交流电流放大系数

⑵共基交流电流放大系数

近似分析中可以认为，第7页，课件共67页，创作于2023年2月3.极限参数（表征在使用管子时不宜超过的限度）

⑴集电极最大允许功耗

集电极的功率损耗(简称功耗)。使用时，要求，否则管子会过热而烧毁。值决定于管子允许的温升。临界功耗线是一条双曲线，如图所示。在需要输出大功率时，应选值大的功率管，同时必须注意满足其散热要求。

三极管的极限参数第8页，课件共67页，创作于2023年2月⑵集电极最大允许的电流

在放大区内，值基本不变，但当IC

超过一定数值后，β将明显下降。规定当下降到额定值的时对应的值为。的区域称过流区。

(3)反向击穿电压

①

指集电极开路时，发射结允许加的最高反向电压。②

指发射极开路时，集电结允许加的最高反向电压。③指基极开路时，集电极与发射极间允许加的最高反向电压。

第9页，课件共67页，创作于2023年2月4.频率参数

⑴共射截止频率

当信号频率较高时，由于管子内部的电容效应作用明显，使值下降。当下降到中频值的0.707倍时对应的频率称共射截止频率。如图右上所示。指当时的频率。当时，管子失去放大作用。三极管各种参数为我们正确选用三极管提供依据三极管幅频特性⑵共射特征频率小功率三极管参数表P20第10页，课件共67页，创作于2023年2月3.3三极管的输入特性与输出特性

1.输入特性曲线族

三极管的输入特性曲线与二极管相同，表示以为参变量时和的关系，即(a)输入特性；(b)输出特性第11页，课件共67页，创作于2023年2月2.输出特性曲线族

如图上示，三极管的输出特性曲线表示以为参变量时，和的关系，即⑴放大区（线性放大区）

三极管工作在该区时要求E结正偏，C结反偏。与有一一对应的关系。该区具有两个性质：受控性与恒流性。受控性是指的变化控制的变化。恒流性是指该区中基本不随而变化。⑵截止区

习惯上，把的区域称截止区。而实际上，当(b极开路)时，管子没有电流放大作用。通常，E结反偏时管子截止。(3)饱和区

随着的增大基本成正比例上升关系，管压降很小，称饱和压降。对小功率管约为(0.3～0.5)V。与无控制关系，当然也没有电流放大作用。

以上三个区代表了三极管的三种工作状态，在低频放大电路中，管子应工作在放大状态。第12页，课件共67页，创作于2023年2月bPNPcebNPNceUC>UB>UEUC<UB<UE⑷输出特性三个区域的特点:即放大区：发射结正偏，集电结反偏。：IC=IB,且IC

=

IB第13页，课件共67页，创作于2023年2月(2)饱和区：发射结正偏，集电结正偏。即：IB>IC，UCE0.3V

(3)截止区：

UBE<UON，IB=0，IC=ICEO

0

bPNPcebNPNceUB>UC>UEUE>UC>UB第14页，课件共67页，创作于2023年2月第二部分三极管放大电路3.2.1放大的概念放大的本质是能量的控制和转换；放大是对变化量而言的，即放大的对象是变化量；放大的前提是不失真。放大的特点是：能量的放大；第15页，课件共67页，创作于2023年2月3.2.2基本共射放大电路的组成4、电解电容在电路中的放置原则？1、三极管的类型？测量Ri用的标准电阻2、用于调节静态工作点3、电源的接法？5、电阻、电解电容的种类？第16页，课件共67页，创作于2023年2月放大电路的组成原则1.晶体管必须偏置在放大区。发射结正偏，集电结反偏。2.正确设置静态工作点，使整个波形处于放大区。3.输入信号能通过输入回路作用于放大管。4.输出回路将变化的电流作用于负载。1、三极管的静态工作点必须合适2、交流信号在放大电路中能顺畅传输第17页，课件共67页，创作于2023年2月3.2.3稳定静态工作点共射放大电路1.电路组成和Q点稳定原理基极分压电阻射极直流负反馈电阻交流旁路电容第18页，课件共67页，创作于2023年2月直流通路TUBEIBICUEIC

将输出量通过一定方式引回到输入回路来影响输入量的措施称为反馈。由于反馈的结果使输出量的变化减小，故称为负反馈；又由于反馈出现在直流通路中，故称为直流反馈。Re为负反馈电阻。1.电路组成和Q点稳定原理第19页，课件共67页，创作于2023年2月2.静态工作点的估算直流通路第20页，课件共67页，创作于2023年2月3.动态分析uo+VCCRb1RCC1C2Rb2CeReRLui微变等效电路uoRb1RCRLuiRb2交流通路旁路电容的作用第21页，课件共67页，创作于2023年2月微变等效电路RiROUi=0Ib=0IC=0IO旁路电容的作用旁路电容的作用是消除射极电阻对交流性能的影响第22页，课件共67页，创作于2023年2月

⑴静态工作点的计算没变⑵动态性能的计算1）放大电路的交流等效电路4.不带旁路电容的计算第23页，课件共67页，创作于2023年2月Ui=0Ib=0IC=0IORO第24页，课件共67页，创作于2023年2月3.2.4放大电路的性能指标放大电路常以正弦波作为测试信号。放大电路测试示意图第25页，课件共67页，创作于2023年2月1.放大倍数------衡量放大电路放大能力的指标。

定义为输出量（电压或电流）和输入量（电压或电流）的比值。第26页，课件共67页，创作于2023年2月2.输入电阻Ri------体现了放大电路对信号源的影响程度(或向信号源索取电流的能力)。

从放大电路输入端看进去的等效内阻，定义为输入电压有效值与输入电流有效值之比。即：Ri越大，Ii就越小，ui就越接近uS测量Ri用的标准电阻第27页，课件共67页，创作于2023年2月3.输出电阻Ro放大电路对其负载而言，相当于信号源，我们可以将它等效为戴维南等效电路，这个戴维南等效电路的内阻就是输出电阻。Au~US~roUS'输出电阻是表明放大电路带负载的能力，Ro大表明放大电路带负载的能力差，反之则强。如何确定电路的输出电阻Ro？第28页，课件共67页，创作于2023年2月RO测量:1.测量开路电压。~roUs'2.测量接入负载后的输出电压。~roUs'RLVo3.计算。Vo'第29页，课件共67页，创作于2023年2月4.通频带-----通频带用于衡量放大电路对不同频率信号的放大能力。fL-----下限截止频率fH-----上限截止频率fbw-----通频带（fbw=fH-fL）-----中频放大倍数第30页，课件共67页，创作于2023年2月5.最大不失真输出电压（确定工作点）输入电压再增大就会使输出波形产生非线性失真时的输出电压。1)工作点Q要设置在输出特性曲线放大区的中间部位。2)要有合适的交流负载线。最大输出电压的值为VCC-UCEQ和

中较小的。★负载的变化对电路的影响第31页，课件共67页，创作于2023年2月Q点不合适产生的非线性失真-------截止失真Q点不合适产生的非线性失真-------饱和失真第32页，课件共67页，创作于2023年2月6.静态工作点设置讨论静态工作点的位置十分重要，而静态工作点与电路参数有关。下面将分析电路参数Rb、Rc、VCC对静态工作点的影响。I.Rb对Q点的影响Rb的增减对Q点的影响如下图（a）所示。第33页，课件共67页，创作于2023年2月Rb↑→IBQ↓→工作点沿直流负载线下移Rb↓→IBQ↑→工作点沿直流负载线上移第34页，课件共67页，创作于2023年2月RC的变化，仅改变直流负载线的N点，即仅改变直流负载线的斜率。如下图（b）所示。RC↓→N点上升→直流负载线变陡→工作点沿ib=IBQ这一条特性曲线右移。RC↑→N点下降→直流负载线变平坦→工作点沿ib=IBQ这一条特性曲线左移。II．RC对Q点的影响第35页，课件共67页，创作于2023年2月VCC的变化不仅影响IBQ，还影响直流负载线，因此，VCC对Q点的影响较复杂。如下图（c）所示。VCC↑→IBQ↑→M↑→N↑→直流负载线平行上移→工作点向右上方移动。VCC↓→IBQ↓→M↓→N↓→直流负载线平行下移→工作点向左下方移动。III．VCC对Q点的影响第36页，课件共67页，创作于2023年2月实际调试中，主要通过改变电阻Rb来改变静态工作点，而很少通过改变VCC来改变静态工作点。第37页，课件共67页，创作于2023年2月3.2.5放大器的参数测量1.直流参数测量（静态工作点）

电流参数：ICQ、(IEQ、IBQ)

电压参数：VCEQ、（VBEQ、VEQ、VCQ、VBQ）

正确的静态工作点是保证放大器处于放大区，并能稳定放大信号的关键。

一般只用测ICQ、VCEQ来描述第38页，课件共67页，创作于2023年2月(1)测量仪器使用时的注意事项：

一般使用示波器、万用表测量1）应考虑测量仪器的内阻（输入阻抗）对侧量电路的影响

万用表MF47电压档的内阻——直流档：20kΩ/V

交流档：4kΩ/V示波器的内阻：1MΩ本次实验使用示波器测量。2）凡是在使用地端接机壳的电子仪器进行测试时，仪器的接地端应和放大器的‘地’接在一起。

否则，将对测量产生干扰，并直接影响测量结果。

示波器、信号源等第39页，课件共67页，创作于2023年2月(2)测量直流参数方法：直接法：万用表并联测量两点电压。间接法：示波器测量两点对地电位，取差值为两点电压值。万用表串联测量两点电流。电流值通过计算得到例1：使用示波器测量放大器的ICQ、

IEQ

。*注：比较示波器与万用表测量ICQ之不同。第40页，课件共67页，创作于2023年2月例：使用示波器测量放大器的VCEQVCQVEQVCEQ=VCQ-VEQ间接法直接测出VCEQ直接法第41页，课件共67页，创作于2023年2月另外：测量直流参数时，应断开交流信号。

不仅是指在输入端不接入交流信号，还应防止外界的干扰信号。

混入交流信号时的图像第42页，课件共67页，创作于2023年2月(3)电路调整（调整静态工作点）

按照指标进行直流参数的调整用于调节静态工作点

一般是按照ICQ的值调节放大器RW,使集电极电压达到指定值。例：调节ICQ=2mA

。

调节RW和输入信号，使放大器的静态工作点为最佳状态（即当输入信号幅度增大时，输出波形同时出现饱和与截止失真）。撤去信号发生器，用示波器测量UBQ、UCQ、UEQ，并计算出ICQ。静态工作点为最佳状态第43页，课件共67页，创作于2023年2月2.放大器的交流参数测量(1)Av的测量使用毫伏表测量vo和vi的有效值，然后计算出Av。测出的是有效值使用示波器测量vo和vi的峰值，然后计算出Av。测峰值第44页，课件共67页，创作于2023年2月(2)Ri的测量使用间接法进行测量第一步测量vs第二步测量vi测量Ri用的标准电阻第三步计算Ri第45页，课件共67页，创作于2023年2月测量Ri的仪器连接线1+vi++T+测量vs(Vs)第46页，课件共67页，创作于2023年2月测量Ri的仪器连接线2+vi++T+测量vi(Vi)第47页，课件共67页，创作于2023年2月(3)Ro的测量第一步测量vo第二步测量voo第三步计算Ro第48页，课件共67页，创作于2023年2月测量Ro的仪器连接线1测量vo（Vo）+vi++T+为什么测交流参数时要加直流电？第49页，课件共67页，创作于2023年2月测量Ro的仪器连接线2测量voo（Voo）+vi++T+第50页，课件共67页，创作于2023年2月（4）Vomax、Vimax的测量

Vo增大时会失真。输出波形处于失真临界点时的输出信号幅度即为Vomax，其对应的输入信号幅度即为Vimax

。

测量方法：调节RW和输入信号，增加输入信号幅度，用示波器监视输出信号。则输出波形的失真临界点所对应的输出信号幅度即为Vomax

。第51页，课件共67页，创作于2023年2月（5）通频带测量fL-----下限截止频率fH-----上限截止频率fbw-----通频带（fbw=fH-fL）-----中频放大倍数当输入信号幅度保持不变时，测量VO的变化可代替Av的变化第52页，课件共67页，创作于2023年2月（6）vo