电子技术基础课件2.ppt

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1、 电子技术基础电子技术基础 第2章 半导体器件 人民邮电出版社人民邮电出版社 POSTS&TELECOM PRESS 中等职业学校机电类规划教材 电子技术基础 教学演示课件 电子技术基础电子技术基础 第2章 半导体器件 人民邮电出版社人民邮电出版社 POSTS&TELECOM PRESS 第2章 晶体管放大电路 本章首先介绍放大电路的基本概念及主要参数；再介绍共发射基本放大电路和共发射分压偏置放大电路的分析方法；射极跟随器的结构、特点及应用；最后介绍多级放大器的耦合方式及其特点。2.1 晶体管放大电路的基本概念 2.3 射极跟随器 2.2 放大电路的基本分析方法 2.4 多级放大器 电子技术基

2、础电子技术基础 第2章 半导体器件 人民邮电出版社人民邮电出版社 POSTS&TELECOM PRESS 2.1 晶体管放大电路的基本概念晶体管放大电路的基本概念 在在电电子子电电路路或或设设备备中中，它它具具有有把把外外界界送送给给它它的的弱弱小小电电信信号号不不失失真真地地放放大大至至所所需需数数值值并并送送给给负负载载的的能能力力，那那么么这这个个电电路路或或设设备备就就称称为为放放大大器器。扩扩音音机机就就是是放放大大器器的的典典型型应应用用，如如图图所所示示。其其话话筒筒的的作作用用是是把把声声音音信信号号转转换换成成电电信信号号，经经扩扩音音机机对对其其放放大大后后，送送给给扬扬声

3、声器器（喇喇叭叭），而而扬扬声声器器（喇喇叭叭）的的作用与话筒正好相反，是把电信号又还原成了声音信号。作用与话筒正好相反，是把电信号又还原成了声音信号。扩音机结构示意图扩音机结构示意图 电子技术基础电子技术基础 第2章 半导体器件 人民邮电出版社人民邮电出版社 POSTS&TELECOM PRESS 2.1 晶体管放大电路的基本概念晶体管放大电路的基本概念 2.1.1 放大器的基本概念 1.1.放大器的分类放大器的分类 放放大大器器按按信信号号源源所所提提供供信信号号的的幅幅度度划划分分，有有小小信信号号放放大大器器和和大大信信号号放放大大器器两两类类；按按工工作作频频率率的的高高低低划划分分

4、，有有直直流流放放大大器器、低低频频放放大大器器、中中频频放放大大器器、视视频频放放大大器器、高高频频放放大大器器等多类；按用途划分，放大器有电压放大器、电流放大器和功率放大器三类。等多类；按用途划分，放大器有电压放大器、电流放大器和功率放大器三类。2.2.放大器的方框图放大器的方框图 实际放大器的类型有各种各样，但都可实际放大器的类型有各种各样，但都可以用一个方框图来表示，如图所示，其中以用一个方框图来表示，如图所示，其中U US S称信号源，它代表被放大的弱小电信号；称信号源，它代表被放大的弱小电信号；R RL L称负载，它代表实际用电设备称负载，它代表实际用电设备(例如喇叭、例如喇叭、显

5、象管等显象管等)。有信号源的一端叫输入端，有。有信号源的一端叫输入端，有负载的一端叫输出端负载的一端叫输出端。放大器的方框图放大器的方框图 电子技术基础电子技术基础 第2章 半导体器件 人民邮电出版社人民邮电出版社 POSTS&TELECOM PRESS 2.1 晶体管放大电路的基本概念晶体管放大电路的基本概念 2.1.1 放大器的基本概念3.3.放大器的主要性能指标放大器的主要性能指标(1)(1)电压放大倍数电压放大倍数 (2)(2)输入电阻输入电阻（3）输出电阻）输出电阻输入电阻与输出电阻 电子技术基础电子技术基础 第2章 半导体器件 人民邮电出版社人民邮电出版社 POSTS&TELECO

6、M PRESS 2.1 晶体管放大电路的基本概念晶体管放大电路的基本概念 2.1.2 共发基本放大器的组成共发射极基本放大电路(a)实物图 (b)原理电路晶体三极管晶体三极管VTVT 直流电源直流电源+VCC基极偏置电阻基极偏置电阻R Rb b 集电极负载电阻集电极负载电阻R RC C 耦合电容耦合电容C C1 1、C C2 2 电子技术基础电子技术基础 第2章 半导体器件 人民邮电出版社人民邮电出版社 POSTS&TELECOM PRESS 2.1 晶体管放大电路的基本概念晶体管放大电路的基本概念 2.1.3 共发基本放大器的工作原理1.1.放大器的静态工作点放大器的静态工作点(1)(1)什

7、么是静态工作点什么是静态工作点静态静态 放大器无信号输入时放大电路的直流工作状态叫做静态。放大器无信号输入时放大电路的直流工作状态叫做静态。静态工作点静态工作点 静态情况下，电流电压参数在三极管输入输出特静态情况下，电流电压参数在三极管输入输出特性曲线族上所确定的点叫做静态工作点，用性曲线族上所确定的点叫做静态工作点，用表示。一般包括表示。一般包括I IBQBQ、U UBEQBEQ、I ICQCQ、U UCEQCEQ。放大器的静态工作点的设置是否合适，是放大器的静态工作点的设置是否合适，是放大器能否正常工作的重要条件。放大器能否正常工作的重要条件。电子技术基础电子技术基础 第2章 半导体器件

8、人民邮电出版社人民邮电出版社 POSTS&TELECOM PRESS 2.1.3 共发基本放大器的工作原理(2)(2)静态工作点对放大电路工作的影响静态工作点对放大电路工作的影响为了直观说明静态工作点对放大电路工作的影响，请看下面的仿真实验。为了直观说明静态工作点对放大电路工作的影响，请看下面的仿真实验。静态工作点对放大电路的影响静态工作点对放大电路的影响 通通过过仿仿真真演演示示可可以以看看出出，静静态态工工作作点点对对放放大大器器的的放放大大能能力力、输输出出电电压压波波形形都都有有影影响响。只只有有当当静静态态工工作作点点在在放放大大区区时时，三三极极管管才才能能不不失失真真地地对对信信

9、号号进进行行放放大大。一一般般来来说说，总总是是设设在在三三极极管管输输出出特特性性曲曲线线放放大大区区的的中中央央，通通过过调调节节电电阻阻R Rb b可可达到目的。达到目的。2.1 晶体管放大电路的基本概念晶体管放大电路的基本概念 电子技术基础电子技术基础 第2章 半导体器件 人民邮电出版社人民邮电出版社 POSTS&TELECOM PRESS 2.1.3 共发基本放大器的工作原理（3 3）静态工作点）静态工作点Q Q的设置的设置 若若R Rb b过过大大，I IBQBQ会会出出现现过过小小，也也就就是是Q Q过过低低进进入入截截止止区区的的情情况况，输输出出波波形形就就会会出出现现上上宽

10、宽下下窄窄如如 (a)a)所所示示的的情情形形，称称为为截截止止失失真真；若若R Rb b过过小小，I IBQBQ会会出出现现过过大大，即即Q Q过过高高进进入入饱饱和和区区情情况况，输输出出波波形形就就会会出出现现上上窄窄下下宽宽，如如 (c)c)中中所所示示的的情情形形，称称为为饱饱和和失失真真；当当R Rb b合合适适时时，输输出波形正常，如出波形正常，如(b)b)所示的情形。所示的情形。消消除除放放大大电电路路截截止止失失真真的的方方法法是是适适当当降降低低偏偏置置电电阻阻R Rb b；消消除除放放大大电电路路饱饱和和失失真真的的方方法法是是适适当当增增大大偏偏置置电电阻阻R Rb b

11、。2.1 晶体管放大电路的基本概念晶体管放大电路的基本概念（a a）(b)(b)(c c)电子技术基础电子技术基础 第2章 半导体器件 人民邮电出版社人民邮电出版社 POSTS&TELECOM PRESS 2.1.3 共发基本放大器的工作原理.放大器的工作原理放大器的工作原理动态动态 放大电路有交流信号输入时放大电路的工作状态。放大电路有交流信号输入时放大电路的工作状态。在在共共发发射射极极基基本本放放大大电电路路，输输入入弱弱小小的的交交流流信信号号通通过过电电容容C Cl l的的耦耦合合送送到到三三极极管管的的基基极极和和发发射射极极，相相当当于于基基射射极极间间电电压压u uBEBE发发

12、生生了了变变化化，于于是是使使晶晶体体管管的的基基极极电电流流i iB B发发生生变变化化，基基极极电电流流的的变变化化放放大大后后成成为为集集电电极极电电流流i iC C发发生生相相应应的的变变化化，集集电电极极电电流流流流过过电电阻阻R R，则则R R上上电电压压也也就就发发生生了了变变化化，输输出出电电压压u uCECEV VCCCCR RC Ci iC C，所所以以集集射射极极间间的的电电压压u uCECE的的变变化化与与i iC C变变化化情情况况正正相相反反。u uCECE通通过过电电容容C C隔隔离离了了直直流流成成分分CEQCEQ，输输出出的的只只是是放放大信号的交流成分大信号

13、的交流成分u uo o。放大器的电压电流波形放大器的电压电流波形 2.1 晶体管放大电路的基本概念晶体管放大电路的基本概念 电子技术基础电子技术基础 第2章 半导体器件 人民邮电出版社人民邮电出版社 POSTS&TELECOM PRESS 2.2.1 画直流通路和交流通路 2.2 晶体管放大电路的基本分析方法晶体管放大电路的基本分析方法基本放大电路的直流通路基本放大电路的直流通路(a)(a)基本放大电路基本放大电路(b)(b)基本放大电路的直流通路基本放大电路的直流通路 1 1画直流通路的原则画直流通路的原则电容开路电容开路直流通路是指静态时放大电路直流电流通过的路径。直流通路是指静态时放大电

14、路直流电流通过的路径。电子技术基础电子技术基础 第2章 半导体器件 人民邮电出版社人民邮电出版社 POSTS&TELECOM PRESS 2.2.1 画直流通路和交流通路 2.2 晶体管放大电路的基本分析方法晶体管放大电路的基本分析方法基本放大电路的交流通路基本放大电路的交流通路交流通路是指输入交流信号时放大电路交流信号流通的路径。交流通路是指输入交流信号时放大电路交流信号流通的路径。2 2画交流通路的原则画交流通路的原则电源、电容短路电源、电容短路 电子技术基础电子技术基础 第2章 半导体器件 人民邮电出版社人民邮电出版社 POSTS&TELECOM PRESS 2.2.2 静态工作点的近似

15、计算法 2.2 晶体管放大电路的基本分析方法晶体管放大电路的基本分析方法静静态态工工作作点点的的估估算算忽略忽略UBE基本放大电路的直流通路基本放大电路的直流通路(a)(a)基本放大电路基本放大电路(b)(b)基本放大电路的直流通路基本放大电路的直流通路 电子技术基础电子技术基础 第2章 半导体器件 人民邮电出版社人民邮电出版社 POSTS&TELECOM PRESS 2.2.3 交流参数的计算方法 2.2 晶体管放大电路的基本分析方法晶体管放大电路的基本分析方法交流参数的计算交流参数的计算(1)(1)三极管的输入电阻三极管的输入电阻rbe(2)(2)放大电路的输入电阻放大电路的输入电阻Ri

16、(3)(3)放大电路的输出电阻放大电路的输出电阻Ro (4)(4)电压放大倍数电压放大倍数Au 电子技术基础电子技术基础 第2章 半导体器件 人民邮电出版社人民邮电出版社 POSTS&TELECOM PRESS 2.2.6 静态工作点的稳定问题 2.2 晶体管放大电路的基本分析方法晶体管放大电路的基本分析方法 分分 压压 式式 偏偏 置置 放放 大大 电电 路路(1)电路组成电路组成分压式偏置放大电路分压式偏置放大电路(a)(a)实物图实物图 (b)(b)电路图电路图 电子技术基础电子技术基础 第2章 半导体器件 人民邮电出版社人民邮电出版社 POSTS&TELECOM PRESS 2.2.6

17、 静态工作点的稳定问题 2.2 晶体管放大电路的基本分析方法晶体管放大电路的基本分析方法 分分 压压 式式 偏偏 置置 放放 大大 电电 路路(2)稳定条件稳定条件 (3)稳定静态工作点的原理稳定静态工作点的原理I2 I BQ UBUBEQ 分压偏置放大电路具有自动调整功能，当分压偏置放大电路具有自动调整功能，当I ICQCQ要增加时，电路不让其增要增加时，电路不让其增加；加；当当I ICQCQ要减小时，电路不让其减小，从而迫使要减小时，电路不让其减小，从而迫使I ICQCQ稳定。所以该电路具稳定。所以该电路具有稳定静态工作点的作用。有稳定静态工作点的作用。电子技术基础电子技术基础 第2章 半

18、导体器件 人民邮电出版社人民邮电出版社 POSTS&TELECOM PRESS 2.2.6 静态工作点的稳定问题 2.2 晶体管放大电路的基本分析方法晶体管放大电路的基本分析方法 分分 压压 式式 偏偏 置置 放放 大大 电电 路路(4)电路参数的估算电路参数的估算 静静态态工工作作点点的的估估算算分压式偏置放大电路的直流通路 电子技术基础电子技术基础 第2章 半导体器件 人民邮电出版社人民邮电出版社 POSTS&TELECOM PRESS 2.2.6 静态工作点的稳定问题 2.2 晶体管放大电路的基本分析方法晶体管放大电路的基本分析方法 分分 压压 式式 偏偏 置置 放放 大大 电电 路路(

19、4)电路参数的估算电路参数的估算 交交流流参参数数的的估估算算 分压式偏置放大电路的交流通路 电子技术基础电子技术基础 第2章 半导体器件 人民邮电出版社人民邮电出版社 POSTS&TELECOM PRESS 2.3.1 电路组成 2.3 射极跟随器射极跟随器射极输出器的电路结构（a）实物图 (b)电路图 射射极极跟跟随随器器（也也叫叫射射极极输输出出器器）是是一一种种共共集集电电极极(简简称称共共集集)组组态态的的放大电路。放大电路。电子技术基础电子技术基础 第2章 半导体器件 人民邮电出版社人民邮电出版社 POSTS&TELECOM PRESS 2.3.2 工作特性 2.3 射极跟随器射极

20、跟随器常用于放大器的输入级、输出级或中间级（亦称缓冲级）。1 1电压放大倍数电压放大倍数A Au u近似为近似为1 1，但恒小于，但恒小于1 1；2 2输入电阻高；输入电阻高；3 3输出电阻低。输出电阻低。AuUo/Ui12.3.3 用途 电子技术基础电子技术基础 第2章 半导体器件 人民邮电出版社人民邮电出版社 POSTS&TELECOM PRESS 2.4.1 耦合方式及特点 2.4 多级放大器多级放大器1多级放大电路的电压放大倍数 1 1阻容耦合阻容耦合 2 2直接耦合直接耦合 3 3变压器耦合变压器耦合 2.4.2 多级放大器的动态分析2多级放大电路的输入电阻 3多级放大电路的输出电阻

21、Ri=Ri1 Ro=Ron 电子技术基础电子技术基础 第2章 半导体器件 人民邮电出版社人民邮电出版社 POSTS&TELECOM PRESS 本 章 小 结 1共发组态基本放大电路是学习其他电路的基础，对学习后面放大电路的原理和分析方法是非常重要的。若使放大器不失真的放大交流信号，必须合理设置静态工作点。基本放大电路的分析方法有近似计算法、图解法和微变等效电路法。近似计算法简单，图解法直观。2分压偏置稳定电路中引入了直流负反馈，其主要作用就是稳定静态工作点，以保证放大器不失真的放大交流信号。3射极跟随器电路具有电压放大倍数小于1近似等于1、输入电阻高、输出电阻低的特点，因此得到广泛应用。4多级放大器的耦合方式有阻容耦合、变压器耦合和直接耦合三种耦合方式，各种耦合方式具有不同的特点，根据各自的特点用于不同的场合。