电工电子技术与技能课件：晶体管放大电路

晶体管放大电路

模块一共发射极放大电路原理模块二多级放大电路的原理及应用模块三功率放大电路的原理及应用1.了解共发射极放大电路的结构形式以及组成电路各部分的作用2.了解放大电路静态工作点的意义及确定方法3.掌握分压式偏置放大电路的结构形式，掌握其静态工作点稳定原理和工作方法。模块一共发射极放大电路原理

【学习目标】

【能力目标】

1.能识读基本共射放大电路、分压式偏置共射放大电路原理图2.能用晶体管等元件组成放大电路的方法3.能够安装与调试基本共射放大电路。【知识探究】

放大电路是电子设备中最常用的一种基本单元电路。它是在微弱输入信号作用下，把直流电源提供的电能转换为较大能量的电信号，并保持原输入信号的形状（称为不失真）。图所示为放大器的基本结构图，其中输入端接欲放大的信号源，输出端接负载。1.概述

模块一共发射极放大电路原理

2.电路组成及工作原理模块一共发射极放大电路原理

电路组成用晶体管组成放大器时，根据公共端(电路中各点电位的参考点)的不同，有三种基本连接方法，即共发射极接法、共集电极接法和共基极接法，分别称为共发射极放大电路、共集电极放大电路和共基极放大电路。模块一共发射极放大电路原理

图中各元器件的作用是：VT——晶体管，工作在放大状态，起电流或电压放大作用。+UCC——放大电路直流电源，给静体管提供偏置电压(发射结正向偏压，集电结反向偏压)，同时为输出号提供能量。RB——基极偏置电阻，电源+UCC通过RB向基极提供合适的偏置电流IB。RC——集电极偏置电阻，将静体管电流的变化量转化电压的变化量。C1、C2——分别是输入、输出耦合电容，起“通交隔直”作用。共发射极放大电路组成模块一共发射极放大电路原理

静态：

指将交流信号视为零，直流信号所流经的通路。利用电容的“通交隔直”作用。

项目序号静态工作点（IBQ、ICQ、UCEQ）备

注1静态基极电流IBQUBEQ比较小（硅管约0.7V，锗管约0.3V）2静态集电极电流ICQICQ≈βIBQ电流放大作用3静态集--射电压UCEQUCEQ＝UCC－ICQRC回路电压方程动态模块一共发射极放大电路原理

放大过程是晶体管在输入信号的整个周期内始终工作在放大状态时，才得以实现的。否则，输出电压就会产生波形失真，电路的放大作用也就失去了意义。所以，放大电路不仅要能放大信号，而且要基本上不产生失真。

交流通路基本共射放大电路交流通路

指交流信号所流经的通路，此时直流电压源看作短路，耦合电容由于其容抗很小也可看成短路。模块一共发射极放大电路原理

动态性能指标①电压放大倍数Au

定义为输出电压有效值与输入电压有效值之比。②输入电阻ri

定义为从放大电路输入端看进去的等效电阻，定义式为定义式为：基本共射放大电路基本共射放大电路③输出电阻ro

定义为输入信号为零，负载开路的情况下，从放大电路输出端看进去的等效电阻基本共射放大电路模块一共发射极放大电路原理

模块一共发射极放大电路原理

例8.1：

在基本共射放大电路中，设Ucc=12V，RB=300kΩ，RC=2kΩ，β=50，RL＝2kΩ。试求静态工作点、输入电阻Rｉ、输出电阻RO及空载与带载两种情况下的电压放大倍数。解（1）静态工作点静态偏置电流：IBQ≈＝＝0.04mA＝40μA静态集电极电流：ICQ≈βIBQ=50×0.04=2mA静态集电极电压：UCEQ=UCC－ICQRC=12－2×2＝8V模块一共发射极放大电路原理

晶体管的交流输入电阻：rbe＝300+（1+β）＝300+（1+50）＝963Ω≈0.96KΩ放大器的输入电阻Ri≈rbe＝0.96KΩ放大器的输出电阻RO≈RC＝2KΩ空载时，放大器的电压放大倍数Au=—βRC∕rbe=-50×2∕0.96≈-104有负载RL时，等效负载电阻放大器的电压放大倍数可知，基本共射放大电路的偏置电流IB只与VCC和RB有关，一般是固定的，因而具有这种偏置特点的电路称为固定偏置电路。分压式偏置放大电路结构模块一共发射极放大电路原理

Rb1、Rb2——基极上、下偏置电阻，串联分压使静态时晶体管的基极电位固定；Re——发射极电阻，起到稳定静态电流的作用；Ce——旁路电容，可使发射极交流接地，使电阻Re电路交流工作无影响。稳定过程T(温度)UBEQIBQICQICQIEQUEQ模块一共发射极放大电路原理

3.观察与实验模块一共发射极放大电路原理

当输出信号波形负半周被部分削平，这一现象叫“饱和失真”。产生饱和失真的原因是由于Q点偏高。输入信号的正半周有一部分进入饱和区，使输出信号的负半周被部分削平。消除失真的方法是适当增大偏置电阻RB，减小IBQ，使Q点适当下移。模块一共发射极放大电路原理

a)饱和失真波形b)截止失真波形【课堂小结】模块一共发射极放大电路原理

（1）晶体管是构成放大电路的核心器件。（2）基本共射放大电路、分压式偏置放大电路是常用的单管放大电路。它们的组成原则是：直流通路必须保证三极管有合适的静态工作点，以使交流信号在工作过程中始终处于管子的放大区；交流通路必须保证输入信号传送到放大管输入回路，同时保证放大后的信号传送到电路的输出端。（3）静态工作点不合适，会出现饱和失真、截止失真和双向失真。晶体管放大电路

模块一共发射极放大电路原理模块二多级放大电路的原理及应用

模块三功率放大电路的原理及应用1.掌握多级放大电路动态参数的计算方法2.了解多级放大电路的耦合方式模块二多级放大电路的原理及应用

【学习目标】

【能力目标】

1.能判断多级放大电路的耦合方式2.能对多级放大电路进行综合的分析3.能用分离元件组装、调试多级放大电路。【知识探究】

模块二多级放大电路的原理及应用

在实际应用中，单管的基本共射放大电路往往不能满足工程实际对电路性能的要求，在信号很微弱时，为得到较大的输出信号电压，必须将若干个单级电压放大电路级联起来，进行多级放大，以得到足够大的电压放大倍数。多级放大电路就是由若干个单级放大器组成的，其组成框图如图所示。一般地，多级放大电路由输人级、中间级及输出级三部分组成1.极间耦合方式模块二多级放大电路的原理及应用

序号耦合方式电路形式特点应用1阻容耦合

用容量足够大的耦合电容进行连接，传递交流信号前后级放大器之间的直流电路被隔断，静态工作点彼此独立，互不影响低频特性稍差，不能用于直流放大器中，一般用在低频电压放大电路中。2变压器耦合

通过变压器进行连接，将前级输出的交流信号传递到后级电路中的耦合变压器还有阻抗变换作用，有利于提高放大器的输出功率能够隔离前后级的直流电路，静态工作点彼此独立，互不影响低频特性差，又由于变压器体积大，无法集成，因此，一般应用于高频调谐放大器或功率放大器中。3直接耦合

低频特性好，可放大直流信号前后级静态工作点相互影响，给电路的设计和调试增加了难度低频特性好，且便于电路的集成化，因此广泛用于集成电路中。4光电耦合

以光电耦合器为媒介实现信号的传递光电耦合器既可以传输交流信号又可以传输直流信号，而且抗干扰能力强，易于集成广泛用于集成电路中。2.多级放大器的近似估算模块二多级放大电路的原理及应用

电压放大倍数Au多级放大器的电压放大倍数Au等于各级电压放大倍数之积。即对于一个多级放大电路有式中，Au1、Au2和Aun分别为第一级的电压放大倍数、第二级的电压放大倍数和第n级的电压放大倍数。不过，要特别注意的是，这里所反映的各级放大倍数并不是孤立的，必须要考虑后级对前级的影响模块二多级放大电路的原理及应用

输入电阻Ri等于第一级放大器的输入电阻Ri1，即Ri＝Ri1输出电阻Rｏ：等于最后一级放大器的输出电阻，即

RO＝Ron射极输出器电路结构、直流通路、交流通路如图所示。集电极为输入与输出回路的公共端，因此该电路称为共集放大电路，又称射极输出器。

模块二多级放大电路的原理及应用

【知识拓展】

（1）电压放大倍数小于1且近似为1。（2）输出与输入电压同相且近似相等。（3）电路的输入电阻高，（4）输出电阻小。模块二多级放大电路的原理及应用

射极输出器电路特点：

（1）电压放大倍数小于1且近似为1。（2）输出与输入电压同相且近似相等。（3）电路的输入电阻高，（4）输出电阻小。模块二多级放大电路的原理及应用

射极输出器电路特点：

（1）电路的输入电阻高，可减小放大电路从信号源索取的电流，以降低信号源的功率容量。可用在多级放大电路的输入级。（2）输出电阻小，带负载能力强。可用在多级放大电路的输出级。（3）用作多级放大电路的中间级，因其具有电压跟随作用，且输入电阻大，对前级的影响小，输出电阻小，对后级的影响也小，所以，在多级放大电路中用作中间级起缓冲、隔离作用。模块二多级放大电路的原理及应用

射极输出器应用：【课堂小结】模块一共发射极放大电路原理

（1）多级放大电路的耦合方式，即阻容耦合、变压器耦合、直接耦合和光电耦合。（2）近似估算：电压放大倍数输入电阻：Ri＝Ri1输出电阻：

RO＝Ron（3）射极输出器晶体管放大电路

模块一共发射极放大电路原理模块二多级放大电路的原理及应用模块三功率放大电路的原理及应用1.掌握功率放大器的基本要求2.了解功率放大器的分类3.了解OCL电路的结构特点和性能特点4.了解集成功放的发展趋势及性能特点模块三功率放大电路的原理及应用

【学习目标】

【能力目标】

1.能对OTL电路进行分析2.能认识不同功率放大电路的结构。【知识探究】

模块三功率放大电路的原理及应用

从能量控制的观点来看，功率放大器和电压放大器没有本质的区别，电压放大器主要是要求它向负载提供不失真的电压信号，讨论的主要是电压放大倍数以及电路的输入、输出电阻等；而低频功率放大器主要要求输出足够大的不失真(或失真很小)的功率信号，通常是在大信号状态下工作，讨论的主要指标是最大输出功率、电源功率、放大管的极限参数及电路防止失真的措施。1.低频功率放大器的概念模块三功率放大电路的原理及应用

功率放大电路又称为功率放大器，简称“功放”。功放中使用半导体三极管为主要器件，称功率放大管，简称“功放管”。功率放大器的基本要求（1）有足够大的输出功率为了获得足够大的输出功率，要求功率放大器的三极管（也称功放管）的电压和电流都允许有足够大的输出幅度，但又不超过管子的极限参数。（2）效率要高放大电路的效率是指负载获得的功率与电源提供的功率之比。（3）非线性失真小要求功率放大器的非线性失真尽量小，特别是高保真的音响及扩音设备对这方面有较严格的要求。（4）功放管散热要好通常功放管的集电极具有金属散热外壳。模块三功率放大电路的原理及应用功率放大器的类型类型说明甲类放大器①功放管的静态工作点选择在放大区，在工作过程中，功放管始终处于导通状态。②输入信号全波得到放大③适用于小信号放大电路④管耗大、效率低乙类放大器①功放管的静态工作点设置在功放管的截止边缘，在工作过程中，功放管仅在输入信号的正半周导通，负半周则截止。②输入信号仅半波得到放大③适用于大信号放大电路④效率高甲乙类放大器①功放管的静态工作点介于甲类和