《电工电子基本技能操作项目教程》课件项目十九

项目十九单管共射放大电路与开关电路能力目标通过本次项目的训练，你应能够：1．调整放大电路的静态工作点；2．分析并排除放大电路中出现的故障；3．正确选用仪器仪表对电路进行检测；4．具有缜密的逻辑思维能力和解决实际问题的能力。知识目标1．知道单管放大电路的构成及放大原理；2．知道静态工作点的意义及对放大电路的影响；3．加深对放大器工作特性的理解。单管共射放大电路与开关电路一、分压式偏置单管共射放大电路

1、电路的构成图19-1所示为分压偏置式单管共射放大电路图，由图可知，三极管是放大电路的核心元件，利用它的电流放大作用，将基极的电流进行放大从集电极输出；基极偏置电阻的作用是保证三极管的发射结正偏；集电极负载电阻一方面保证三极管的集电结反偏，另一方面还将集电极电流的变化变换成电压的变化，以实现电压放大。发射极电阻的作用是实现负反馈，稳定静态工作点；电容起到隔直通交的作用。项目内容与原理单管共射放大电路与开关电路单管共射放大电路与开关电路图19-1分压偏置式单管共射放大电路单管共射放大电路与开关电路

2、静态工作点的设置

放大电路的任务是不失真地对输入信号进行放大。为了使放大电路能够正常工作，必须设置合适的静态工作点Q。

静态工作点是指放大器在静态(无信号输入)时，晶体管各级的直流量，即IB、IC和UCE，它们可以用万用表的直流挡进行测量。这三个量是互相关联的。

分压式偏置放大电路工作点较稳定。偏置电阻是由固定电阻和可变电阻RB1串联组成。改变RB1值，可以调节偏置电流，使静态工作点发生变化。适当选择RB1值，以便得到一个合适的静态工作点，使放大器的输出信号既不失真又有一定的电压放大倍数。单管共射放大电路与开关电路从实际角度来讲，在信号幅度较小时，在保证输出信号不失真的条件下，常选择较低的静态工作点，以降低放大器的噪声和减少电源的能量损耗。在输入信号较大时，工作点适当提高。静态工作点的计算：单管共射放大电路与开关电路

3、放大原理如图19-2电路波形所示，从基极输入的正弦交流信号产生的基极电流与基极静态工作电流叠加，由三极管进行电流放大，从集电极输出放大了的电流信号。放大的电流信号经集电极负载电阻进行转换成电压信号并倒相180°，经电容隔直后，输出放大了的电压信号。在分压式偏置放大电路中，此放大器的交流电压放大倍数为其中，RL = RC∥RL单管共射放大电路与开关电路图19-2分压偏置放大电路电流电压波形单管共射放大电路与开关电路

4、放大电路的通频带放大电路在某一段频率范围内，其电压放大倍数是不变的，与频率无关，输出电压相对输入电压的相位移为180°。随着信号频率的升高或降低，电压放大倍数都要减小，相位移也要发生变化。当放大倍数下降为时所对应的两个频率，分别为下限频率f1和上限频率f2。在这两个频率之间的频率范围，称为放大电路的通频带，如图19-3所示。单管共射放大电路与开关电路图19-3放大器幅频特性曲线单管共射放大电路与开关电路二、三极管开关电路

1、电路构成三极管开关电路如图19-4所示。图19-4三极管开关电路单管共射放大电路与开关电路

2、工作原理

如图19-5所示，当基极输入方波信号时，三极管交替工作在截止区和饱和区，类似于一个可控开关。当基极b输入一个高电位控制信号时，三极管VT进入饱和导通状态，集电极c与发射极e之间的电位差几乎为零，相当于c、e之间闭合。当基极b高电位控制信号撤离后，三极管VT进入截止状态，集电极c与发射极e之间几乎没有电流流过，相当于c、e之间断开。利用三极管的这种特性，就构成了三极管的开关电路。图中Rb是基极限流电阻，防止基极电流过大。Rc是集电极电阻，防止三极管导通时，电源短路。在实际开关电路中，Rc的位置由被控电子元件取代。单管共射放大电路与开关电路图19-5项目训练准备(1)函数信号发生器一台；(2)万用表一块；(3)示波器一台；(4)交流毫伏表一台；(5)电路元器件一套；(6)连接导线若干；(7)直流毫安表一块；(8)直流微安表一块。单管共射放大电路与开关电路项目操作与测量(一)熟悉实验操作台(1)调整静态工作点。①按图19-1连接电路。②检查电路无误后，将直流稳压电源调至12 V，再用万用表的电压挡确认后接入电路中。③调节RB1，使UCEQ = 6 V左右。④读取微安表所测IBQ，毫安表所测量电流ICQ，用万用表测得UBEQ并填入表中。单管共射放大电路与开关电路单管共射放大电路与开关电路⑤在输入端加入有效值U1 = 30 mV，频率f = 1 kHz的正弦交流信号，用示波器观察输入与输出波形是否失真，如有失真再重新调节RB至不失真为止。⑥切断输入信号，用万用表测静态值UCE，将测量数据记录于表19-1中。⑦计算IC值。IC = 

A单管共射放大电路与开关电路调整元件静态工作点测量值三极管的工作状态判断

IBQ

ICQ

UCEQ

UBEQ

表19-1单管共射放大电路与开关电路(2)测量放大器的电压放大倍数，并观察RL的大小对放大器电压放大倍数的影响。①取R4 = 5.1 k

，给放大器输入f = 1 kHz，Ui = 30 mV的信号电压，用示波器观察Uo的波形。②在输出波形不失真的情况下(用示波器观察)，用毫伏表分别测量空载RL = 

和负载RL时的放大器输出电压Uo，并计算放大倍数，记录于表19-2中。单管共射放大电路与开关电路负

载电

压Ui/mVUo/mVAu空载RL = 

负载RL = 30 k

负载RL = 10 k

表19-2单管共射放大电路与开关电路(3)观察静态工作点对输出波形的影响。①把RB调大，观察输出电压波形，直至出现明显的失真为止，并测量ICQ、UCEQ值，记录于表19-3中。②把RB调小，观察输出电压波形，直至出现明显的失真为止，并测量ICQ、UCEQ值，记录于表19-3中。③将RB1调到合适(如表19-1的状态)，再将输入波形增大到300 mA，观察输出波形，记录于表19-3中。单管共射放大电路与开关电路

Ui/mVUo的波形静态工作点RB1增大30

RB1减小30

RB1合适300

表19-3单管共射放大电路与开关电路(4)测量放大器的幅频特性曲线。

①按图19-1接线，并设置好静态工作点，保证放大器在不失真的状态下工作，空载。②将函数信号发生器的正弦波输出调到30 mV，1kHz送到放大器基极进行放大，记下此时的输出电压。③将正弦波频率逐渐调高，直到输出电压信号下降至空载时的0.707倍，记下此时的频率。④将正弦波频率又逐渐调低，直到输出电压信号下降至空载时的0.707倍，记下此时的频率。⑤计算该放大电路的通频带，并描绘幅频特性曲线。(二)三极管开关电路(1)按图19-3所示连接电路。(2)从函数信号发生器取出3V矩形波送入基极。(3)用示波器观察集电极输出波形。单管共射放大电路与开关电路(三)故障分析与排除(1)故障排除。如图19-1电路，就操作过程当中出现的故障进行分析、检测并排除，将情况填入表19-4中。故障现象理论分析选用检测仪器检测点检测数据或波形故障排除

表19-4单管共射放大电路与开关电路(2)故障演示与分析。故障演示与分析情况列入表19-5中。故障元件静态工作点的变化趋势波形变化趋势理论分析备

注基极上偏置电阻开路

基极下偏置电阻开路

集电极负载电阻开路

三极管发射极