电子技术基础第二章 ppt课件

1、1,电子技术基础与技能（陈振源主编） 电子演示文稿,2,2.1.1 放大电路的构成 1共发射极基本放大电路 共发射极基本放大电路由三极管、电阻和电容所组成。,2.1 三极管基本放大电路,共发射极基本放大电路,V晶体三极管，起电流放大作用 +VCC直流供电电源 Rb基极偏置电阻 C1输入耦合电容 C2输出耦合电容 RC集电极负载电阻,3,项目2 基本放大电路的认识,放大电路又称放大器，其作用是将输入的微弱电信号放大成幅度足够大的输出信号，以便有效地进行观察、测量和控制。 扩音机就是放大器的典型应用，由话筒输出很微弱的电信号送到扩音机进行放大，从输出端送出较强的电信号，驱动喇叭发出足够的声音。,2

2、.1 三极管基本放大电路,2.3放大器静态工作点稳定,2.5 多级放大电路,2.2 放大电路的分析,2.4 场效晶体管放大电路,4,2共集电极和共基极放大电路 放大电路中，若三极管的集电极是输入和输出的公共端，即集电极交流接地，就构成共集电极放大电路。 放大电路中，若三极管的基极是输入和输出的公共端，即基极交流接地，就构成共基极放大电路。 （a）共集电极放大电路 （b）共基极放大电路 共集电极和共基极放大电路,5,6,2.1.2 放大电路的电压、电流符号规定 直流分量用大写字母和大写下标表示，如IB、IC、IE、VBE、VCE。 交流信号用小写字母和小写下标表示，如ib、ic、ie、vbe、v

3、ce。 交流和直流叠加信号用小写字母和大写下标表示，如iB、iC、iE、vBE、vCE。,7,2.1.3 放大原理 输入交流信号vi通过电容C1的耦合送到三极管的基极和发射极。交流信号vi与直流偏压VBEQ叠加的vBE波形如图（b），基极电流iB产生相应的变化，波形如图（c）所示。 电流iB经放大后获得对应的集电极电流iC，如图（d）所示。集射极电压vCE波形与输出电流iC变化情况相反，如图（e）所示。 vCE经耦合电容C2隔离直流成分，输出的只是放大信号的交流成分vo，波形如图（f）所示。,放大电路的电压和电流波形,8,2.1.4 静态工作点对放大波形的影响 放大电路的静态工作点设置不合适，

4、将导致放大输出的波形产生失真。 1.饱和失真 若偏置电阻Rb偏小，基极电流IBQ就较大，由示波器观察到的输出电压vo波形就会产生饱和失真。 （a）实验电路 （b）输出电压失真波形 饱和失真波形的观测,9,产生饱和失真的原因是：IBQ偏大时，静态工作点偏高，当输入信号正半周幅度较大时管子进入饱和区，iB增大无法使iC相应增大，于是会出现饱和失真。,放大电路出现饱和失真时，可适当增大偏置电阻Rb，将偏置电流IBQ降低，则可消除饱和失真。,10,2截止失真 若偏置电阻Rb偏大，此时基极电流IBQ很小，由示波器观察到的输出电压vo波形将出现截止失真。,（a）实验电路 （b）输出电压失真波形 截止失真波

5、形的观测,11,产生截止失真的原因是：IBQ偏小时，静态工作点偏低。在输入电压vi的负半周时，三极管的发射结将在一段时间内处于反向偏置，造成ic负半周、vo的正半周相应的波顶被削去。,放大电路出现截止失真时，可适当减小偏置电阻Rb，将偏置电流IBQ增大，则可消除截止失真。,12,3. 静态工作点的测量与调整,选取一只定值电阻和一只电位器，串联后接入电路用以代替偏流电阻Rb。 将万用表置于电流挡，然后串接在集电极回路。 接通调试电路电源，缓慢地调节电位器，直至万用表指示的IC电流达到要求。 选一个阻值与之相当的固定电阻去代替Rb和RP。,调测放大器静态工作点的方法,13,1.实训相关知识,14,

6、15,2. 实训内容与步骤 (1)用棉花球沾少量无水乙醇或香蕉水对印制电路板焊盘、元器件引脚处理，去除氧化膜。 （2）按元器件手工插装的技术要求， 插装元器件。 （3）预热电烙铁% 并对电烙铁头进行必要的处理。 （4）按工艺要求焊接元器件。 （5）剪引脚并处理焊接好的印制电路板。,16,2.2.1 主要性能指标 1 放大倍数 电压放大倍数Av 电 压 增 益 Gv Gv=20lgAv (dB) 电流放大倍数Ai 电 流 增 益 Gi G=20lgAi (dB) 功率放大倍数Ap 功 率 增 益 Gp Gp=10lgAp（dB）,2.2 放大电路的分析,17,2.输入电阻和输出电阻 （1）输入电

7、阻ri 反映了放大器对信号源所产生的负载效应。 （2）输出电阻ro 是从放大器输出端向放大器看进去的等效交流电阻。,18,2.2.2 估算分析法 估算分析法是利用电路中已知参数，通过数学方程式近似计算来分析放大电路。常用来估算小信号放大器的静态工作点和放大倍数、输入电阻、输出电阻等。 1估算静态工作点 （1）画出直流通路 电容对直流电相当于开路，因此画直流通路时把电容支路断开即可。,基本放大电路 基本放大电路的直流通路,19,（2）根据直流通路得出以下计算公式 略去VBEQ的影响不计，即 根据三极管的电流放大特性可得 ICQ=IBQ 输出回路直流通路可得出以下公式 VCEQ=VCC-ICQRC

8、,放大器的直流通路,20,2.估算交流参数 （1）画交流通路 把容量较大的电容及直流电源简化为一条短路线。 （2）三极管输入电阻 rbe300+（1+） （3）放大器输入电阻 ri=Rb/rbe rbe （4）放大器输出电阻 ro=Rc/rceRc （5）电 压 放 大 倍 数 vi= ii（Rb/rbe）ib rbe vo=-ic（RC/ RL） Av = vo/ vi= - (RC/ RL)/ rbe,放大器的交流通路,21,2.3 放大器静态工作点的稳定,22,实际应用的放大电路必须能自动稳定工作点，以保证尽可能大的输出动态范围和避免非线性失真。,2.3.1 分压式偏置放大电路 1电路组

9、成 Rb1是上偏置电阻，Rb2是下偏置电阻。电源电压经Rb1、Rb2串联分压后为三极管提供基极电压VBQ。 Re是发射极电阻，起到稳定静态电流的作用。Ce对交流信号相当于短路，这样交流信号的放大能力就不会因电阻Re的接入而降低。,23,2稳定静态工作点,。,24,2.3.2 集电极基极偏置放大电路 1 电路组成 电路的组成特点： Rb跨接在放大管的c极和b极之间。,集电极基极偏置放大电路,2稳定静态工作点的原理,25,2.4.1 分压偏置放大电路 V场效应管，电压控制元件， 由输入电压vgs控制漏极电流id。 Rg1、Rg2分压电阻，使栅极 获得合适的工作电压，通常是改变 RG1的阻值来调整放

10、大电路的静态工 作点。 分压偏置共源放大电路 Rd漏极负载电阻，作用相当于三极管放大电路的集电极负载电阻Rc，可将漏极电流id转换为输出电压vo。 Rs源极电阻，稳定静态工作点。 Cs源极旁路电容，消除RS对交流信号的衰减作用。 Cl、C2耦合电容，起隔直流、耦合交流信号的作用。电容量一般在0.0110F范围内，比三极管放大电路的耦合电容小。,2.4 场效晶体管放大电路,26,2.4.2 自偏压放大电路 对于耗尽型绝缘栅场效应管通常应用在VGS0的放大区域，可采用自偏压共源放大电路。 自偏压放大电路只有下偏置电阻，在场效应管的源极串入源极电阻RS，源极电流IS流过RS形成ISRS压降，该电压降

11、为栅源极间提供负栅压VGS= - ISRS，使管子工作于放大状态。,场效应管自偏压放大电路,27,2.5.1 多级放大器的耦合方式 为确保多级放大器能正常工作，级间耦合必须满足以下两个基本要求： （1）必须保证前级输出信号能顺利地传输到后级，并尽可能地减小功率损耗和波形失真。 （2）耦合电路对前、后级放大电路的静态工作点没有影响。 1阻容耦合,2.5 多级放大电路,阻容耦合放大电路,28,2变压器耦合 利用变压器初次级线圈之间具有“隔直流耦合交流”的作用，使各级放大器的工作点相互独立，而交流信号能顺利输送到下一级，就称为变压器耦合。,变压器耦合放大电路,29,3直接耦合 直接耦合放大器前后级之

12、间没有隔直流的耦合电容或变压器，因此适用于放大直流信号或变化极其缓慢的交流信号。,直接耦合放大电路,30,2.5.2 阻容耦合放大电路的电压放大倍数 两级阻容耦合放大电路方框图在多级放大电路中，前级输出信号经耦合电容加到后级输入端作为信号，所以可将后级输入电阻视为前级的负载。 前级的电压放大倍数为 后级的电压放大倍数为 两级总电压放大倍数为,两级阻容耦合放大电路方框图,31,2.5.2 阻容耦合放大器的幅频特性 1幅频特性的基本概念 电压放大倍数的幅度与频率的关系曲线称为幅频特性曲线。 阻容耦合放大器幅频特性 放大倍数下降到中频段放大倍数Avm的0.707倍时，对应的低端频率fL称为下限频率，

13、对应的高端频率fH称为上限频率。fL与fH之间的频率范围称为通频带或称波段宽度，记作BW，即 BW=fH-fL,32,33,2影响通频带的主要因素 在低频段引起放大倍数下降的主要因素是级间耦合电容和射极旁路电容的容抗作用使低频信号受到衰减。 要降低放大电路的下限频率，应选用较大电容量的耦合电容和射极旁路电容。 在高频段引起放大倍数下降的主要因素是三极管的结电容和电路引线分布电容的影响。 要提高放大电路的上限频率，应选用截止频率高的三极管，并注意电路元器件的安装工艺。,34,3多级放大器的通频带 图 (a)、(b)为两级参数完全相同的单级放大器的幅频特性曲线，组成两级放大器后放大倍数相乘，其幅频

14、特性曲线如图 (c)，两级放大器比单级放大器的通频带变窄。 放大器级数越多，通频带就越窄。,(a)（b）单级放大器的通频带 (c)两级放大器的通频带,35,1单管低频放大器的制作 按图焊接好电路。 2静态工作点的调整 （1）工作点的静态调整 调节电位器RP使IC=1mA，用电压表测量VBE、VCE。 （2）工作点的动态调整 在负载RL末接入时，仔细的微调电位器RP，使输出不失真波形的幅度最大，测量静态工作点IC、VCE 将波形图和测量数据记录在表2-1中。,36,表2-1 静态工作点对输出波形的影响,v0,37,3.观察静态工作点对输出波形的影响 （1）在负载RL接入时，放大器输入端利用低频信

15、号发生器输入30mV/1kHz低频信号，同时用示波器观察输出电压vo的波形。 （2）观察截止失真波形 将电位器RP调大，使输出电压波形顶部出现约1/3的切割失真，画出波形图，测量此时的静态工作点IC、VCE及RP阻值，记录在表2-1中。 （3）观察饱和失真波形 将电位器RP调小，使输出电压波形底部出现约1/3的切割失真，画出波形图，测量此时的静态工作点IC、VCE及RP阻值，记录在表2-1中。,38,4放大倍数的测量 （1）不接入负载电阻RL，放大器输入10mV/1kHz低频信号，用毫伏表测量输入电压Vi和输出电压Vo数值，计算放大器的电压放大倍数Av，将测量与计算结果记入表2-2。 （2）接

16、入负载电阻RL=3k，放大器输入10mV/1kHz低频信号，用毫伏表测量输入电压Vi和输出电压Vo数值，计算放大器的电压放大倍数Av，将测量结果记入下表2-2。,表2-2 放大倍数的测量,39,项 目 小 结 1放大电路要不失真地放大交流信号，必须为放大器设置合适的静态工作点。 2放大电路的主要性能指标有：放大倍数、输入电阻和输出电阻，应用估算法能分析放大电路的静态工作点、输入电阻、输出电阻、放大倍数。 3由于三极管参数、温度及电源电压的变化会使电路静态工作点变动，因此在实际放大电路中必须采取措施稳定静态工作点。比较常用的稳定静态工作点的偏置电路有分压式偏置电路、集电极一基极偏置电路。 4场效

17、应管放大电路主要有分压偏置和自偏压式两种类型，要注意不同的偏置电路适用于不同类型的场效应管。 5多级放大器的级间耦合方式主要有阻容耦合，变压器耦合、直接耦合三种。 6放大器的通频带由上限频率和下限频率之差决定，放大器对通频带范围内的信号实现正常放大。,40,谢谢！ Thanks !,电子技术基础与技能编写组制作 Chen-,本资料仅供课堂教学使用 图文未经允许不得复制出版,41,教 材 简 介 书名：电子技术基础与技能（附学习卡） 作者：陈振源 出版单位：高等教育出版社 出版日期：2010-07-01 书号：978-7-04-026954-37 适用层次：中职 电子技术基础与技能参照教育部2009年5月颁布的中等职业学校电子