情境11 交流放大电路的测量.docx
《情境11 交流放大电路的测量.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《情境11 交流放大电路的测量.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
情境11交流放大电路的测量
辽宁装备制造职业技术学院
课时授课计划
06机电专业电工与电子技术学科序号
课题
情境11交流放大电路的测量
班级
周
星期
月、日
课节
06机电
2
教学方法
讲授
教具准备
教学目的
1．调试放大电路静态工作点；
2．掌握测量放大电路电压放大倍数的方法；
3．测定放大电路的输入电阻、输出电阻及幅频特性；
4．知道放大电路集电极电阻及负反馈对电压放大倍数的影响、放大电路静态工作点的设置与波形失真的关系。
教学难重点
重点：
电路组成和各元件的作用、静态分析
难点：
动态分析
教学过程设计
一、组织教学：
掌握学生的出勤情况。
二、引入项目
测量交流放大电路，提出问题，布置任务。
三、具体实施
学生两人一组对实训电路进行实测。
四、项目检查
学生分组检查完成工作任务情况，共同分析问题、解释结果。
遇到无法解决的问题时请求老师帮助解决。
五、分析评价
小组向教师演示测量过程，教师进行评价并提出改进意见，师生展开讨论。
小结本节主要内容并了解学生学习情况，给预指导。
布置课后思考题
课后体会
1、将直流通路和交流通路拆成两部分，先讲直流通路，随即引出近似估算静态工作点；再讲交流通路，引出估算剩余量。
2、重点：
静态分析，推导过程，注重理解后记忆公式。
3、在输入电阻、输出电阻、电压放大倍数中，重点输入电阻的推导，画出全部输入电阻。
在电压放大倍数推导中，回忆反相器。
4、繁琐的过程尽可能简化成好理解好记忆的公式。
5、首先引出Q的三个量，比较不在静态时的参量。
在图中找出，两条路径中，第二条包含三个中的两个，由此分析。
6、以数学为引线，作图y=12-2x
集体回答，令y=0；令x=0。
轻松解决电子作图。
7、推导后，可以让学生上台讲。
（效果不错）
7-1共射极单管放大电路
所谓放大，就是增大微弱电信号幅度或功率的物理过程，实现放大作用的电路就是放大电路。
放大电路又称放大器，是模拟电子技术中最基本、最常用的电路，也是构成目前广泛使用的集成运算放大器的基本单元。
三极管放大电路有三种形式（共射放大器、共基放大器、共集放大器），由一只晶体管组成的放大电路就是单管放大电路，本节介绍应用最多的共射极单管放大电路。
一、电路组成和各元件的作用
放大电路组成原则：
晶体管的发射极是输入回路与输出回路的公共端，常作为放大电路的零电位端点。
其元件作用为：
NPN型晶体管V：
放大器件，它是放大器的核心元件，实现了ic=βib，使信号由输入回路传输到输出回路。
RC：
将放大了的电流Ic的变化转变为电压变化。
EC：
为晶体管V工作在放大状态提供必要的外部条件：
提供反向集电结电源。
Rb：
提供正向射极偏压，保证合适的基极偏流。
C1、C2隔直流和通交流，保证静态工作点独立和信号的传输。
简单工作原理：
共射极基本放大电路的电压放大作用是利用了BJT的电流控制作用，并依靠Rc将放大后的电流的变化转为电压变化来实现的。
二、静态分析
静态：
输入信号为零时，电路的工作状态，也称直流工作状态。
动态：
输入信号不为零时，电路的工作状态，也称交流工作状态。
根据叠加原理可将电路中的信号分解为：
直流信号和交流信号。
直流信号通过直流通路求解，交流信号通过交流通路求解。
（一）直流通路
直流通路:
当没加输入信号时，电路在直流电源作用下，直流电流流经的通路。
直流通路用于确定静态工作点。
电路处于静态时，三极管个电极的电压、电流在特性曲线上确定为一点，称为静态工作点，常称为Q点。
一般用IB、IC、和VCE（或IBQ、ICQ、和VCEQ）表示。
直流通路画法：
①电容视为开路；②电感线圈视为短路；③信号源视为短路，但保留其内阻。
对于放大电路来说其最基本要求，一是不失真，二是能够放大。
只有在信号的整个周期内BJT始终工作在放大状态，输出信号才不会产生失真。
静态工作点设置合适能实现线性放大；静态工作点设置偏高会产生饱和失真；静态工作点设置偏低会产生截止失真。
Q点不仅影响电路是否会产生失真，而且影响着放大电路几乎所有的动态系数。
（二）静态工作点
1、用近似估算法求静态工作点：
采用该方法，必须已知三极管的β值。
根据直流通路：
硅管VBE=0.7V，锗管VBE=0.2V
2.图解法
采用该方法分析静态工作点，必须已知三极管的输入输出特性曲线。
首先，画出直流通路；在输入特性曲线上，作出直线VBE=VCC－IBRb，两线的交点即是Q点，
得到IBQ。
在输出特性曲线上，作出直流负载线VCE=VCC－ICRC，与IBQ曲线的交点即为Q点，从而得到VCEQ和ICQ。
三、动态分析
（一）图解法
1、交流通路及
交流通路:
在输入信号作用下交流信号流经的通路。
交流通路用于计算电路的动态性能指标。
交流通路画法：
①容量大的电容视为短路；②直流电源视为短路。
2、交流负载线
过输出特性曲线上的Q点做一条斜率为-1/（RL∥Rc）直线，该直线即为交流负载线。
交流负载线是有交流输入信号时Q点的运动轨迹。
R'L=RL∥Rc，是交流负载电阻。
3、输入交流信号时的图解分析
通过图解分析，可得如下结论：
1）
2）vo与vi相位相反；
3）可以测量出放大电路的电压放大倍数；
4）可以确定最大不失真输出幅度。
4、三极管的三个工作区
饱和区特点：
iC不再随iB的增加而线性增加，
截止区特点：
iB=0，iC=ICEO
当工作点进入饱和区或截止区时，将产生非线性失真
波形的失真包括：
1.
饱和失真：
由于放大电路的工作点达到了三极管的饱
和区而引起的非线性失真。
对于NPN管，输出电压表现为底部失真。
截止失真：
由于放大电路的工作点达到了三极管的
截止区而引起的非线性失真。
对于NPN管，输出电压表现为顶部失真。
例：
放大电路如图所示。
已知三极管的ß=80，Rb=300KΩ，Rc=2KΩ，VCC=+12V，
求：
（1）放大电路的Q点。
此时三极管工作在哪个区域？
（2）当Rb=100KΩ时，放大电路的Q点。
此时BJT工作在哪个区域？
（忽略饱和压降）
解：
（1）放大电路的Q点：
静态工作点为Q（40uA，3.2mA，5.6V），BJT工作在放大区。
（2）当Rb=100KΩ时，
VCE不可能为负值，其最小值也只能为0，即IC的最大电流为：
7-2分压式偏置放大电路
分压式偏置放大电路的组成与原理
（1）静态工作点的稳定
在实际工作中，放大电路常会因外界温度等的变化而使已经设置好的静态工作点发生移动，严重的会使放大器不能正常工作。
见图是最常见的能稳定静态工作点的分压式偏置放大电路。
由图可知：
I1=I2+IBQ，因I2>>IBQ，所以I1≈I2，此时UBQ的值为
可见UBQ与温度参数无关，不受温度影响；另有UBEQ=UBQ-UEQ，发射极电位UEQ=IEQRE。
其稳定工作点的过程如下：
（2）静态工作点的近似估算
（3）放大电路的输入输出电阻及电压放大倍数:
输入电阻：
其中：
输出电阻:
电压放大倍数
其中，
7-3共集电极放大电路
共集电极放大电路
是一种很有特色，应用广泛的单元放大电路。
集电极C是输入、输出回路的公共端，故称为共集电极放大电路。
又由于输出信号取自发射极与地之间，又称为射极输出器。
①求静态工作点：
②电压增益：
③输入电阻：
④输出电阻：
共集电极电路特点：
电压增益接近于1；
输入电阻大，对电压信号源衰减小；
；
输出电阻小，带负载能力强：
电压跟随器。
7-4多级放大电路
将多个单管放大电路串接起来组成多级放大电路，将微弱的电信号放大逐级放大，可以得到足够高的电压放大倍数。
耦合：
多级放大器级与级之间的连接方式。
1、多级放大器级间有阻容耦合、变压器耦合、直接耦合三种。
阻容耦合是指将前级的输出端通过电容连接到后级的输入端（如图3.1.2）。
其优点是静态工作点互相独立；缺点是低频特性差，不能放大变化缓慢的信号，不便于集成化。
变压器耦合是指将前级的输出端通过变压器连接到后级的输入端或负载电阻上。
其优点是静态工作点互相独立，可以实现阻抗变换；缺点是低频特性差，不能放大变化缓慢的信号，不便于集成化。
负载折算到原边的等效电阻为
。
直接耦合是指将前一级的输出端直接连接到后级的输入端（如图3.1.1）。
其优点是具有良好的低频特性，可以放大变化缓慢的信号，易于集成化；缺点是静态工作点互相影响，会产生零点漂移现象。
7-5功率放大电路
在多级放大电路的末级加一个功率放大器，可以在原来的基础上放大输出信号的功率，以推动负载。
一、对功率放大电路的主要要求
1、输出足够大的功率
2、效率高
3、波形失真要小
二．放大电路的工作状态分类
根据放大电路中三极管在输入正弦信号的一个周期内的导通情况，可将放大电路分为下列三种工作状态：
（1）甲类放大
在输入正弦信号的一个周期内三极管都导通，都有电流流过三极管。
这种工作方式称为甲类放大。
缺点：
甲类工作状态的效率很低。
乙类
丙类
甲乙类
甲类
图1甲类放大图2乙类放大
（2）乙类放大
图3甲乙类放大图4丙类放大
（2）乙类放大
在输入正弦信号的一个周期内，只有半个周期三极管导通。
称为乙类放大。
缺点是输出信号产生了严重的波形失真。
（3）甲乙类放大
在输入正弦信号的一个周期内，有半个周期以上三极管是导通的。
称为甲乙类放大。
它的效率介于甲、乙类之间，波形失真有所改善。
升级会员 