任务二 单管音频放大电路的制作优秀课件.ppt
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1、任务二 单管音频放大电路的制作第1页,本讲稿共76页放大电路的目的是放大电路的目的是将微弱的变化信号不失真的放大将微弱的变化信号不失真的放大成较大的信号成较大的信号。放大电路一般主要由电压放大和功率放。放大电路一般主要由电压放大和功率放大两部分组成,这里所讲的主要是电压放大电路。大两部分组成,这里所讲的主要是电压放大电路。电压放大电路可以用有输入口和输出口的四端电压放大电路可以用有输入口和输出口的四端网络表示,如图:网络表示,如图:u ui iu uo oA Au u2.1 2.1 任务描述任务描述第2页,本讲稿共76页2.1.1 2.1.1 任务目标任务目标知识点:知识点:1.1.单管音频放
2、大电路的组成及性能指标单管音频放大电路的组成及性能指标 2.2.三极管的基本知识三极管的基本知识 3.3.放大电路的组成与分析方法放大电路的组成与分析方法 4.4.固定偏置放大电路的分析方法固定偏置放大电路的分析方法 5.5.静态工作点的分析静态工作点的分析技能:技能:1.1.电阻的识别方法电阻的识别方法 2.2.三极管资料查阅三极管资料查阅 3.3.常用仪器的使用常用仪器的使用第3页,本讲稿共76页2.2 2.2 任务资讯任务资讯2.2.1 2.2.1 放大电路概述放大电路概述(信号放大实质、性能指标)(信号放大实质、性能指标)2.2.2 2.2.2 三极管三极管(结构、符号、分类、特性、电
3、流放大、特(结构、符号、分类、特性、电流放大、特性曲线、四种工作状态、主要参数)性曲线、四种工作状态、主要参数)2.2.3 2.2.3 三极管放大电路三极管放大电路(结构、基本组态、信号失真、静(结构、基本组态、信号失真、静态工作点)态工作点)2.2.4 2.2.4 三极管放大电路的分析方法三极管放大电路的分析方法(图解法、微变等(图解法、微变等效法)效法)2.2.5 2.2.5 三极管共集电极放大电路三极管共集电极放大电路2.2.6 2.2.6 三极管共基极放大电路三极管共基极放大电路第4页,本讲稿共76页2.2.1 2.2.1 放大电路概述放大电路概述 一、信号放大的实质一、信号放大的实质
4、 “放大放大”不是能量的增加,而是能量的控制与转换。不是能量的增加,而是能量的控制与转换。信号的能量信号的能量来自来自直流电源直流电源。二、性能指标二、性能指标衡量放大器性能优劣的主要参数衡量放大器性能优劣的主要参数 1.1.电压放大倍数电压放大倍数 2.2.输入电阻输入电阻 (常用参数)(常用参数)3.3.输出电阻输出电阻 4.4.最大输出幅值最大输出幅值 5.5.频响特性频响特性 6.6.电路的稳定性电路的稳定性第5页,本讲稿共76页三、放大电路的分类三、放大电路的分类 按元器件按元器件分立元器件(三极管和场效应管)和分立元器件(三极管和场效应管)和 集成集成放大电路放大电路;放大参数放大
5、参数电压、电流、功率放大电路;电压、电流、功率放大电路;电路结构电路结构单级放大和多级放大;单级放大和多级放大;信号频率信号频率直流、低频、高频、选频。直流、低频、高频、选频。第6页,本讲稿共76页2.2.2 2.2.2 三极管三极管一、三极管的结构与符号一、三极管的结构与符号 三极管又称三极管又称晶体管晶体管、半导体三极管半导体三极管、双极型三极管双极型三极管、BJT。是。是放大电路的基本元器件之一。放大电路的基本元器件之一。1.结构结构BECNNP基极基极发射极发射极集电极集电极NPN型型PNP型型PNP集电极集电极基极基极发射极发射极CEB第7页,本讲稿共76页常常见见的三极管外形的三极
6、管外形第8页,本讲稿共76页BECNNP基极基极发射极发射极集电极集电极基区:较薄,掺基区:较薄,掺杂浓度低杂浓度低集电区:面集电区:面积较大积较大发射区:掺发射区:掺杂浓度较高杂浓度较高特点特点第9页,本讲稿共76页BECNNP基极基极发射极发射极集电极集电极发射结发射结集电结集电结第10页,本讲稿共76页BECIEIBICNPN型三极管型三极管PNP型三极管型三极管2.2.符号符号BECIEIBIC箭头表示箭头表示发射结加正向电压时的电流方向发射结加正向电压时的电流方向。第11页,本讲稿共76页二、三极管的分类二、三极管的分类 (1)3个区半导体类型:个区半导体类型:NPN、PNP (2)
7、工作频率:低频管、高频管)工作频率:低频管、高频管 (3)功率:小功率管、大功率管)功率:小功率管、大功率管 (4)用途:普通三极管、开关三极管)用途:普通三极管、开关三极管 (5)半导体材料:硅管、锗管)半导体材料:硅管、锗管 第12页,本讲稿共76页三、三极管的电特性三、三极管的电特性 (1)电流放大,即)电流放大,即IC=IB (2)开关,即三极管饱和时,)开关,即三极管饱和时,c、e极相当于开关接通;极相当于开关接通;三极管截止时,三极管截止时,c、e极相当于开关断开。极相当于开关断开。模拟电子电路中主要利用三极管的电流放大作用模拟电子电路中主要利用三极管的电流放大作用四、三极管的电流
8、放大作用四、三极管的电流放大作用 电流放大主要是指电流放大主要是指在一定条件下流过集电极的电流在一定条件下流过集电极的电流iC是流过基是流过基极电流极电流iB的若干倍的若干倍。下面,通过一个实验来证明此结论。下面,通过一个实验来证明此结论。注意:第13页,本讲稿共76页ICmA AVVUCEUBERBIBC CB BE EIE第14页,本讲稿共76页结论结论:1.IE=IC+IB4.4.要使晶体管放大要使晶体管放大,发射结必须正偏发射结必须正偏,集电结必须反偏。集电结必须反偏。IEICIB2.3.IB微小变化会引起微小变化会引起IC较大的变化:较大的变化:IC=IB第15页,本讲稿共76页 对
9、于对于NPNNPN型三极管,型三极管,u uC CuuB BuuE E 对于对于PNPPNP型三极管,型三极管,u uC CuuB BuuE E 1.1.三极管电流放大的条件三极管电流放大的条件内部条件内部条件:发射区掺杂浓度较大发射区掺杂浓度较大基区很薄,掺杂少基区很薄,掺杂少集电区比发射区体积大且掺杂少集电区比发射区体积大且掺杂少外部条件外部条件:发射结正偏,集电结反偏发射结正偏,集电结反偏问题:问题:分析三极管三个极的电压关系?分析三极管三个极的电压关系?NPN PNP第16页,本讲稿共76页2.2.共发射极放大电路共发射极放大电路 为满足电流放大作用的外部条件,一般将电源接成为满足电流
10、放大作用的外部条件,一般将电源接成共发射极共发射极形形式。其电路有两种基本形式:式。其电路有两种基本形式:双电源供电电路双电源供电电路、单电源供电电路单电源供电电路。uiuo输输入入输输出出Rb+VCCVBBRcC1C2T+RL+-Rs双电源供电电路双电源供电电路第17页,本讲稿共76页可以省去可以省去电路改进:采用单电源供电电路改进:采用单电源供电uiuo输输入入输输出出+VCCRcC1C2TRbVBB+RL+-RsRb第18页,本讲稿共76页五、三极管特性曲线五、三极管特性曲线 三极管电极电流与极间电源之间的关系曲线。优点是三极管电极电流与极间电源之间的关系曲线。优点是能直观、准确地表达三
11、极管在能直观、准确地表达三极管在一定状态的特性一定状态的特性。1.输入特性曲线(输入特性曲线(iB-uBE)UCE 1VIB(A)UBE(V)204060800.40.8工作压降:工作压降:硅管硅管UBE 0.60.7V,锗管锗管UBE 0.20.3V。UCE=0VUCE=0.5V 死区电压,死区电压,硅管硅管0.5V,锗管,锗管0.1V。BECNNP第19页,本讲稿共76页2.2.输出特性曲线(输出特性曲线(i iC C-u-uCECE)IC(mA )1234UCE(V)36912IB=020 A40 A60 A80 A100 A此区域满此区域满足足IC=IB称为线性称为线性区(放大区(放大
12、区)。区)。当当UCE大于一大于一定的数值时,定的数值时,IC只与只与IB有关,有关,IC=IB。BECNNP第20页,本讲稿共76页六、三极管的四种工作状态六、三极管的四种工作状态 由由输出特性输出特性曲线知:三极管在不同的工作电流、电压状态下,具有不同的工作特性。曲线知:三极管在不同的工作电流、电压状态下,具有不同的工作特性。1.截止截止IC(mA )1234UCE(V)36912IB=020 A40 A60 A80 A100 A此区域中此区域中:IB=0,IC0 0,UBEIC,UCE 0.3V称为饱和称为饱和区。区。BECNNP第22页,本讲稿共76页3.3.放大放大IC(mA )12
13、34UCE(V)36912IB=020 A40 A60 A80 A100 A此区域满此区域满足足IC=IB称为线称为线性区性区(放大(放大区)。区)。BECNNP第23页,本讲稿共76页输出特性三个区域的特点输出特性三个区域的特点:(1)(1)放大区:放大区:发射结正偏,集电结反偏。发射结正偏,集电结反偏。即:即:I IC C=I IB B,且且 I IC C =I IB B(2)(2)饱和区:饱和区:发射结正偏,集电结正偏。发射结正偏,集电结正偏。即:即:U UCECE U UBEBE ,I IB B I IC C,U UCECE 0.3V0.3V (3)(3)截止区:截止区:U UBEBE
14、 fffT T时,时,值将小于值将小于1 1,表示三极管已表示三极管已失去放大能力,失去放大能力,因而不允许三极管工作在这个频率范围。因而不允许三极管工作在这个频率范围。一般一般低低频小功率三极管的频小功率三极管的f fT T值约为几兆至几十兆赫兹值约为几兆至几十兆赫兹 高高频小功率三极管的频小功率三极管的f fT T值约为几十兆至几百兆赫兹。值约为几十兆至几百兆赫兹。第27页,本讲稿共76页3.3.极间反向电流极间反向电流(1)集集-基极反向饱和电流基极反向饱和电流ICBO AICBOICBO是是集电结集电结反偏由反偏由少子的少子的漂移形漂移形成的反成的反向电流,向电流,受温度受温度的变化的
15、变化影响。影响。BECNNP该值越小,三极管性能越好该值越小,三极管性能越好第28页,本讲稿共76页BECNNP(2)集集-射极反向饱和电流射极反向饱和电流ICEOICEO受温度影响很受温度影响很大,当温度上升时,大,当温度上升时,ICEO增加很快。正增加很快。正常的三极管常的三极管I ICEO比比较小较小该值越小,三极管性能越好该值越小,三极管性能越好第29页,本讲稿共76页4.4.极限参数极限参数 为了保证三极管安全可靠地工作,要求三极管工作时为了保证三极管安全可靠地工作,要求三极管工作时不能超过以下极限参数。不能超过以下极限参数。(1)集电极最大电流集电极最大电流ICM集电极电流集电极电
16、流IC上升会导致三极管的上升会导致三极管的 值的下降,当值的下降,当 值值下降到正常值的三分之二时的集电极电流即为下降到正常值的三分之二时的集电极电流即为ICM。IC不应超过不应超过ICM第30页,本讲稿共76页(2)集电极最大允许功耗集电极最大允许功耗PCM 集电极电流集电极电流IC 流过三极管,流过三极管,所发出的功率所发出的功率 为:为:PC=ICUCEPC 应小于应小于PCMICUCEICUCE=PCMICMU(BR)CEO安全工作区安全工作区第31页,本讲稿共76页2.2.3 2.2.3 三极管放大电路三极管放大电路一、放大电路的基本结构一、放大电路的基本结构信号源输入电路 三极管
17、电流放大电路输出电路负载三极管放大电路1.输入电路输入电路将信号源或上一级电路的输出信号可靠、有效地送达输入回路。将信号源或上一级电路的输出信号可靠、有效地送达输入回路。2.电流放大电路电流放大电路将输入信号的微弱变化转换成电信号的较大变化。将输入信号的微弱变化转换成电信号的较大变化。3.输出回路输出回路将放大电路输出的电压信号可靠、有效地送达下一级电路或负载。将放大电路输出的电压信号可靠、有效地送达下一级电路或负载。第32页,本讲稿共76页三种三极管放三种三极管放大电路大电路共射极放大电路共射极放大电路共基极放大电路共基极放大电路共集电极放大电路共集电极放大电路以共射极以共射极放大电路放大电
18、路为例讲解为例讲解工作原理工作原理二、三种基本组态的放大电路二、三种基本组态的放大电路第33页,本讲稿共76页四、共发射极基本放大电路四、共发射极基本放大电路放大元件放大元件iC=iB,工作在放大区,集电工作在放大区,集电结反偏,发射结正偏。结反偏,发射结正偏。uiuo输入输入输输出出参考点参考点Rb+VCCRcC1C2T+RL+-RsBECNNP1.组成组成第34页,本讲稿共76页电源电源VCC与基极电阻与基极电阻作用:作用:使发射结正偏。使发射结正偏。uiuo输输入入输输出出Rb+VCCRcC1C2T+RL+-RsBECNNP第35页,本讲稿共76页集电极电源,集电极电源,为放大电路提为放
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