2128放大电路基础.docx
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2128放大电路基础
课程
模拟电子技术
章节
2．1节
教师
审批
课题
放大电路的基本概念和电路组成
课时
2
授课日期
授课班级
教学目的
与要求
1、了解放大电路的定义、作用和分类。
2、掌握放大电路的主要性能指标。
3、掌握基本放大电路的组成。
重点
基本放大电路的组成。
难点
基本放大电路的组成。
授课类型
讲练、图形绘制。
教具
多媒体
作业
绘制基本放大电路图并描述各部分的作用。
教学进程和时间分配表
序号
教学内容
时间分配
1
回顾提问。
5
提问
2
放大电路的作用。
5
讲授
3
放大电路的分类。
5
讲授
4
放大电路的主要性能指标。
20
讲授
5
非线性失真。
10
讲授
6
基本放大电路的组成。
20
讲授
7
PN结及其单向导电性。
10
讲授
8
课堂练习。
5
讲授
教学内容：
一、放大电路的用途：
将微弱的电信号放大。
以便得到所需要的电信号。
二、放大电路的分类
⑴按电路结构分，有分立元件电路和集成电路。
⑵按信号耦合方式分，有阻容耦合、变压器耦合和直接耦合等。
⑶按信号频率分，大致可分为低频放大电路（20Hz～200kHz）、高频放大电路（200kHz以上）和直流放大电路（20Hz以下）。
⑷按信号强弱分，有小信号放大电路和功率放大电路。
三、放大电路的主要性能指标
1、放大倍数
1.1、电压放大倍数AuAu=uo/ui
1.2、电流放大倍数AiAi=io/ii
1.3、功率放大倍数APAP=Po/Pi
2、输入阻抗和输出阻抗
输入电阻Ri=ui/ii
输出电阻Ro=uo/io
3、通频带
放大电路在放大不同频率的信号时，其放大倍数是不一样的。
在中间一段频率范围内，放大电路的放大倍数高，且稳定。
离开这一范围，随着频率的升高或降低，放大倍数下降明显。
BW=fH-fl
四、基本放大电路的组成
五、练习
1、简述放大电路各个性能指标的意义；
2、绘制基本放大电路，并阐述各个元器件的作用。
课程
模拟电子技术
章节
2．2节
教师
审批
课题
放大电路分析方法
课时
4
授课日期
授课班级
教学目的
与要求
1、了解静态工作点的概念和意义。
2、掌握放大电路的分析方法。
重点
放大电路的分析方法。
难点
放大电路的分析方法。
授课类型
讲练、图形绘制。
教具
多媒体
作业
73页2.4，74页2.5，2.6
教学进程和时间分配表
序号
教学内容
时间分配
1
回顾提问。
5
提问
2
设置静态工作点的必要性。
15
讲授
3
合理设置静态工作点。
10
讲授
4
放大电路的的直流通路和交流通路。
10
讲授
5
静态工作点的估算。
15
讲授
6
图解法则
5
讲授
7
微变等效电路法。
20
讲授
8
课堂练习。
20
练习
9
练习解答
20
讲授
教学内容：
一、设置静态工作点的必要性
如果不设置静态工作点，则在输入信号的一个周期内，三极管只有一小部分时间导通，大多数时间没有基极电流和集电极电流，使输出波形与输入波形不同而失真。
二、合理设置静态工作点
静态工作点位置太高或者太低，都会使输入波形的部分被截止区或者饱和区滤掉，输出波形失真。
所以设置时要尽量使整个波形处于工作区内，选择合理的静态工作点。
三、放大电路的直流通路与交流通路
直流通路是放大电路直流成分通过的路径。
画直流通路时，将电容视为开路，电感视为短路，其他不变；
交流通路是放大电路交流信号通过的路径。
画交流通路时，将电容视为短路，理想电压源视为短路。
四、静态工作点的估算
IBQ=（UCC-UBEQ）/R
ICQ=βIBQ
UCEQ=UCC-ICQRC
由三极管的输入特性，基极、发射极的极间电压UBEQ近似认为硅管为0.6-0.8V；锗管为0.1-0.3V。
例题：
图示直流通路电路中，UCC=12V，Rc=4KΩ,Rb=200KΩ,锗材料的三极管放大系数为β=30.试求电路的静态工作点。
解：
由分析可知：
IBQ=（UCC-UBEQ）/R=（12-0.3）/200*1000=60uA
ICQ=βIBQ=30*60uA=1.8mA
UCEQ=UCC-ICQRC=12-1.8*4=4.8V
五、图解法则
以特性曲线为基础，用作图的方法在特性曲线上分析放大电路的工作情况。
六、微变等效电路法
1、三极管的微变等效电路
利用微变等效电路可以分析输入电阻、输出电阻、电压放大倍数。
研究放大电路输入电阻的主要原因：
①Ri大，取用信号源电流小，对信号源的影响小。
②前后级放大器阻抗匹配问题。
研究放大电路输出电阻的主要原因：
①Ro的大小表明了放大电路带负载能力的强弱。
Ro越小，带负载能力越强。
②阻抗匹配，最大功率传输。
输入电阻：
Ri=RB∥rbe≈rbe
输出电阻：
Ro=rce∥RC≈RC
电压放大倍数：
例题：
上图所示电路中，若已知RB=200kΩ，Rc=4kΩ，UCC=12V,β=30,RL=4Kω.求Ri、Ro、AU
解：
Ri=rbe=300Ω+（1+β）26mV/IEq=748Ω（IEq求法见上例）
Ro=rce∥RC≈RC=4kΩ
AU=-βRL，/rbe=-80
使用微变等效电路法的步骤如下：
1首先确定放大电路的Q点（IBQ、ICQ、UCEQ）
2求出Q点的rbe值（rbe=300Ω+（1+β）26mV/IEq）
3画出放大电路的等效电路
4列出方程求解
练习：
在图示电路中，设RC=RL=4KΩ，Re=600Ω，Rb=250KΩ，UCC=12V,硅材料三极管的
β=50。
试估算放大电路的静态工作点以及Ri、Ro、AU
解：
根据直流通路的基极回路可得：
IBQRb+UBEQ+IEQRe=Ucc
IBQ=（Ucc-UBEQ）/【Rb+（1+β）Re】=40μA
IEQ=ICQ=βIBQ=2mA
UCEQ=Ucc-ICQ（RC+Re）=2.8V
rbe=300Ω+（1+β）26mV/IEq=963Ω
以上求出静态工作点。
为求Ri、Ro、AU必须画出等效电路图。
ui=ibrbe+ieRe=ibrbe+（1+β）ibRe
uo=-ic（RC//RL）=-ibβ（RC//RL）
Au=uo/ui=-3.17
求输入电阻，注意，经过基极进三极管到发射极的电阻不能简单的看成串联电阻。
Ri=ui/ii=Rb//Ri’
Ri’=ui/ib=〈ibrbe+（1+β）ibRe〉/ibb=rbe+（1+β）Re
=28KΩ
Ro=RC=4KΩ
课程
模拟电子技术
章节
2．4节
教师
审批
课题
放大电路工作点的稳定
课时
2
授课日期
授课班级
教学目的
与要求
1、了解温度变化对工作点的影响。
2、掌握工作点稳定的典型电路。
3、掌握工作点稳定的电路分析。
重点
工作点稳定的电路分析。
难点
工作点稳定的电路分析。
授课类型
讲练、图形绘制。
教具
多媒体
作业
74页2.7、2.10、2.11
教学进程和时间分配表
序号
教学内容
时间分配
1
回顾提问。
10
提问
2
温度变化对工作点的影响。
15
讲授
3
工作点稳定的典型电路。
15
讲授
4
工作点稳定的电路分析。
15
讲授
5
课堂练习。
15
练习
6
练习解答
10
讲授
7
8
9
教学内容：
一、温度变化对工作点的影响
三极管的特性参数随温度变化而变化。
温度升高，三极管集电极电流增大，Q点上移，接近饱和区，从而输出波形严重饱和失真。
①温度每升高10℃，ICBO就增加一倍；
②温度每升高1℃，β相对增大0.5%～1%；
③温度每升高1℃，|UBE|减小2～2.5mV。
最终结果均使IC增大。
为解决这一问题，常采用能自动稳定工作点的电路：
分压式偏置电路。
分压式偏置电路稳定工作点的工作点的原理：
因分压，所以UBQ稳定。
温度升高ICQ（IEQ）增大UBQ=IEQRE增大（UBQ不变）UBEQ减小
IBQ减小ICQ减小
例题：
如上图所示放大电路中，已知三极管的β=50，UBEQ=0.7V，RB1=30kΩ,RB2=10kΩ,RC=5kΩ,Re=2kΩ,RL=5kΩ,UCC=12V.试求①电路的Q点；②若β=100，则Q点如何变化？
解：
①求电路的Q点
画出直流通路，UBQ=UCCRb2/（Rb1+Rb2）=3V
ICQ=IBQ=（UCC-UBEQ）/RE=1.15mA
UCEQ=UCC-ICQRC-IEQRE=3.95V
IBQ=ICQ/β=1.15/50=23μA
②若β=100，UBQ、ICQ、UCEQ不变IBQ=ICQ/β=1.15/100=11.5μA
交流分析略
综上所述，分压式偏置电路既能设置合适、稳定的静态工作点，又具有良好的放大性能。
课程
模拟电子技术
章节
2．5节
教师
审批
课题
共集电极电路
课时
2
授课日期
授课班级
教学目的
与要求
1、掌握共集电极电路的组成。
2、掌握直流部分分析。
3、掌握交流部分分析。
重点
电路分析。
难点
交流电路分析。
授课类型
讲练、图形绘制。
教具
多媒体
作业
76页2.16
教学进程和时间分配表
序号
教学内容
时间分配
1
回顾提问。
5
提问
2
共集电极电路的组成。
15
讲授
3
电路分析。
25
讲授
4
共集电极电路的应用。
5
讲授
5
课堂练习。
20
练习
6
练习解答
10
讲授
教学内容：
一、电路组成
交流通路：
直流通路：
微变等效电路：
1、直流分析：
由直流通路可知：
Ucc=IBQRB+UBE+IERE=IBQRB+UBE+（1+β）RE
IBQ=（Ucc-UBE）/（RB+（1+β）RE）
ICQ=βIBQ
UCEQ=VCC-IEQRE≈VCC-ICQRE
2、交流分析：
求出电压放大倍数、输入输出电阻
由微变等效电路，电压放大倍数
输入电阻：
Ri=RB∥Ri'=RB∥[rbe+（1+β）RL']
求输出电阻较繁琐.看有输入端的微变等效电路：
为求输出电阻，将之化简：
RO=u/i=u/（IRE-βIb-Ib）=u/（IRE-（1+β）Ib）,Rs=0（信号源内阻为0），则
RO=Re//（rbe/（1+β））（机械工业出版社《模拟电子技术基础》P64）.
二、共集电极电路的应用
1、用于高输入电阻的输入级；
2、用于低输出电阻的输出级；
3、用于放大器的中间隔离级。
课程
模拟电子技术
章节
2．6节
教师
审批
课题
多级放大电路
课时
2
授课日期
授课班级
教学目的
与要求
1、了解多级放大电路的耦合方式。
2、掌握动态分析。
3、了解频率特性。
重点
多级放大电路的组成和动态分析。
难点
电路分析。
授课类型
讲练、图形绘制。
教具
多媒体
作业
76页2.18、2.19、
教学进程和时间分配表
序号
教学内容
时间分配
1
回顾提问。
5
提问
2
电路的耦合方式。
15
讲授
3
电路动态分析。
25
讲授
4
频率特性。
15
讲授
5
课堂练习。
20
练习
6
练习解答
10
讲授
教学内容：
一、多级放大电路的耦合方式
1、阻容耦合。
优点是电容隔直，使各级的静态工作点互不影响。
电容通交流信号，能有效放大。
缺点是对频率低的信号放大效果不好，不便于集成。
2、直接耦合。
优点是便于集成，缺点是静态工作点互相影响。
二、电路动态分析
1、电压放大倍数
由一级放大电路的电压放大倍数分析可知：
Au=u0/ui=-βRL’//rbe
总电压放大倍数为每级放大倍数之积。
电压放大倍数：
Au=Au1·Au2·…·AuN
2、输入电阻和输出电阻
舒服电阻就是第一级放大电路的输入电阻；输出电阻等于末级放大电路的输出电阻。
例题：
如图电路中，β1=60，β2=120，rbe1=rbe2=2kΩ,R1=100kΩ,R2=25kΩ,R3=6kΩ,R4=3kΩ,R5=200kΩ,R6=4kΩ,RL=4kΩ,各电容处可看成交流电路，求Au,Ri，Ro
解：
Au2=-β2（R6//RL）/rbe2=-120
Ri2=R5//rbe2=2kΩ
Au1=-β1（R3//Ri2）/rbe1=-45
Au=Au1*Au2=5400
输入电阻Ri=R1//R2//rbe1=1.8kΩ
输出电阻Ro=R6=4kΩ
三、放大电路的频率特性
幅频特性与相频特性
通频带BW：
BW=fH-fL
阻容耦合放大电路产生频率特性的原因：
⑴在低频段，
主要是耦合电容和旁路电容的影响。
⑵在高频段，
主要是三极管PN结结电容和线路分布电容的影响。
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