《《电工电子技术与应用》主题11课题1 基本放大电路》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《电工电子技术与应用》主题11课题1 基本放大电路（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、电工电子技术与应用主题11课题1 基本放大电路 主题11放大电路与集成运算放大器本课件的文字及图片版权均为南京凤凰康轩所有全国中等职业技术学校机电类通用教材课题1基本放大电路了解放大电路的基本概念及主要性能指标。 了解基本共射放大电路的组成及其静态、动态工作点的概念。 了解小信号放大电路的静态分析和动态分析。 了解射极输出器的结构和特点及应用场合。 了解多级放大电路的级间耦合方式及特点。 目标1放大电路 一、放大电路的基本概念能够实现信号放大的电路称为放大电路。 放大电路是一种二端口网络，如图11-1所示，它有输入端口与输出端口。 放大器的实质是一种功率转换器，它自身并不产生能量，只是将电源提
2、供的一部分直流功率转换为交流功率，从而使信号功率提升。 放大器件是放大电路的核心部件。 三极管是一种常用的放大器件，利用三极管构成的放大电路有共发射极、共基极和共集电极三种组态，其电路如图11-2所示。 二、放大电路的主要性能指标1.电压放大倍数A u放大电路的放大倍数分为电压放大倍数、电流放大倍数和功率放大倍数。 一般用电压放大倍数A u来表示放大电路的放大能力，即电压放大倍数越大，放大电路的放大能力越强。 2.输入电阻R i从放大电路的输入端看进去，放大电路的输出部分可以等效为一个有内阻的电压源，即输入电阻的大小体现了放大电路对信号源的影响程度。 因此，当放大电路以电压放大为主要目标时，它
3、的输入电阻R i总是越大越好。 3.输出电阻R o放大电路的输出可以等效为一个有内阻的电压源，其内阻就是放大电路的输出电阻R o，即输出电阻的大小体现了放大电路的带负载能力。 作为电压放大电路，输出电阻越小，则输出电压受负载的影响就越小，输出电压就越稳定，放大电路的带负载能力便越强 三、基本共射放大电路1.基本共射放大电路的基本结构图11-3所示为单管共射放大电路。 三极管V是放大电路的核心部件，起电流的放大作用；电源U G为放大电路提供能量；同时与基极电阻R B配合提供适当的基极偏置电流，让三极管工作在放大状态；集电极电阻R C称为负载电阻，其作用是将集电极的电流变化变换成集电极、发射极之间
4、的电压变化，以实现电压放大作用；C1和C2是耦合电容。 2.基本共射放大电路的静态、动态工作点共射放大电路中的三极管工作时，在电路的输入回路及输出回路中的电流（i B、i C）与电压（u BE、u CE）分别决定了输入特性曲线和输出特性曲线上的一个点，这个点就称为工作点。 如图11-4所示的Q、Q、Q均为工作点，u BE与i B决定了输入特性曲线上的Q点，i C与u CE决定了输出特性曲线上的Q点。 在没有信号输入（u i=0）时，电路的工作状态称为静态。 由于静态时电路中各处的电压、电流都是直流量，所以静态又称直流工作状态。 此时工作点Q称为静态工作点。 在电路的输入端加上输入信号后，电路的
5、工作状态称为动态（又称交流工作状态）。 动态时，三极管各电极的电流和各极间的电压都在静态值的基础上叠加了随输入信号变化的交流量，此时电流、电压的瞬时总量中既有直流量，又有交流量，三极管的工作点将以Q为中心在Q与Q之间上、下移动。 3.静态、动态工作点的设置及工作原理只有输入信号的整个周期内晶体管始终工作在放大状态，输出信号才不会产生失真。 因此，合理设置静态工作点Q的位置就显得非常重要。 若Q设置过高，Q会进入饱和区，造成信号放大时的饱和失真；若Q设置过低，Q会进入截止区，造成信号放大时的截止失真。 基本共射放大电路对输入的小信号的放大过程为当输入正弦信号u i时，经C1耦合，发射结上的电压u
6、 BE由U BEQ变为U BEQ+u i，U BE的变化会引起i B、i C、u CE随之发生变化。 C2隔离u CE中的直流分量，输出u o的振幅U om远大于u i的振幅U im，这样就实现了电压放大（同时，u o与u i反相）。 组成放大电路时，必须遵循的原则是 (1)设置直流电源为电路提供能源。 (2)电源的极性和大小应保证三极管发射结处于正向偏置，而集电结处于反向偏置，使三极管工作在放大区。 (3)电路中电阻的取值与电源电压配合，使三极管有合适的静态工作点，避免产生非线性失真。 (4)输入信号要有效传输，且能作用于放大管的输入回路。 (5)接入负载时，必须保证负载获得比输入信号大得多
7、的电流信号或电压信号。 四、放大电路的组成原则目标2小信号放大电路的静态分析和动态分析 一、小信号放大电路的静态分析通常将工作在小信号状态的放大电路称为小信号放大电路。 当放大电路中只有直流量，而没有交流量，此时电路中的电容视为断路、电感视为短路，这样画出的电路称为放大电路的直流通路。 小信号放大电路的静态工作点可根据直流通路来确定。 1.固定偏置放大电路静态工作点的估算如图11-5（a）所示为固定偏置放大电路，图11-5（b）是它的直流通路。 静态工作点估算如下若无特别说明，硅管（通常为NPN型）发射结正偏导通时，取U BEQ=0.7V；锗管（通常为PNP型）发射结正偏导通时，取U BEQ=
8、0.3V。 在该电路中一般U GU BEQ，近似计算时2.分压式偏置放大电路静态工作点的估算如图11-6（a）所示为分压式偏置放大电路，图11-6（b）所示是它的直流通路。 分压式偏置放大电路中一般I1I BQ，这样在分析时就近似认为上偏置电阻R B1与下偏置电阻R B2串联分压，来为三极管提供合适的基极电压U B。 静态工作点的求解过程如下分压式偏置电路由于具有稳定的静态工作点I CQ和U CEQ的功能，所以得到了广泛的应用。 其稳定静态工作点的原理如下某种因素（温度变化或更换三极管）I CQIU EU BEI BQI CQ 二、小信号放大电路的动态分析当放大电路只有交流量所形成的电流通过，
9、此时电路中的电容和直流电压源视为短路、电感视为断路。 这样画出的电路称为放大电路的交流通路。 如图11-7所示分别为固定偏置放大电路和分压式偏置放大电路的交流通路。 1.输入电阻 （1）r be的估算在计算输入电阻时要考虑三极管的输入电阻r be，一般情况下，对r be的要求并不很精确，可以用下面的估算公式 （2）固定偏置放大电路的输入电阻为R i=R Br be，一般R Br be，因此R ir be。 （3）分压式偏置放大电路的输入电阻为R i=R B1R B2r be。 2.输出电阻 （1）固定偏置放大电路的输出电阻为R o=R C （2）分压式偏置放大电路的输出电阻为R o=R C3.
10、放大倍数 （1）空载时电压放大倍数为 （2）有载时电压放大倍数为目标3*射极输出器 一、射极输出器的结构射极输出器是一种共集电极放大电路，如图11-8（a）所示，C 1、C2为耦合电容，+U G、R B、R E构成偏置电路，电路前接信号源u S，后接负载R L。 由图11-8（b）所示的交流通路可以看出三极管的基极为输入端，发射极为输出端，集电极为输入和输出回路的公共端，因此该电路称为射极输出器。 二、射极输出器的特点 （1）输出和输入电压同相且近似相等，u o=u iu beu i，电压放大倍数近似为1，但小于1，故射极输出器又称电压跟随器。 （2）电路无电压放大作用，却有电流和功率放大作用
11、。 （3）电路的输入电阻高，可减少放大电路从信号源取用的电流，以降低信号源的功率容量。 （4）输出电阻小，带负载能力强。 当放大电路接入负载或负载变化时，对放大电路的影响小，可以保持输出电压的稳定。 三、射极输出器的应用场合 （1）作为输入级，利用其高输入阻抗来减轻信号源负担。 （2）作为输出级，利用其低输出阻抗来增强电压放大电路的带负载能力。 （3）作为中间缓冲级，隔离前后级电路的相互影响。 目标4多级放大电路的级间耦合方式及特点多级放大电路框图如图11-9所示。 对n级放大电路，电压放大倍数为A u=A u1?A u2?A un。 多级放大电路的输入电阻就是第一级的输入电阻，输出电阻则是最
12、后一级的输出电阻。 一、多级放大电路的耦合方式多级放大电路中级与级之间的连接称为耦合。 多级放大电路的级间耦合方式通常有阻容耦合、变压器耦合和直接耦合三种。 如图11-10所示的阻容耦合放大电路由两个单管放大电路通过电容C2耦合而成。 由于电容具有“隔直”的作用，所以各级的静态工作点相互独立；而电容量较大，容抗小，交流信号可以顺利地传输到下一级。 如图11-11所示的变压器耦合放大电路是利用变压器具有的变换交流信号的特点，将交流信号传输到下一级。 其各级的静态工作点也是相互独立的。 如图11-12所示的直接耦合放大电路，级间无耦合元件，前级输出信号直接送到后一级，各级静态工作点相互影响，但它可以放大变换缓慢的交流信号或直流信号，而前面两种耦合电路则不可以。 二、多级放大电路的特点多级放大电路无论采用哪种耦合方式，都必须满足以下几个条件才能正常工作 （1）保证信号能顺利输送到下一级； （2）连接后各级仍能有合适的静态工作点； （3）信号传输过程中失真要小，级间传输效率要高。 放大电路的噪声是放大电路中各元件（包括电阻、三极管）内部载流子运动不规则造成的，主要是由电路中的电阻热噪声和三极管内部噪声所造成的，它实际上是杂乱的、无规则的电压或电流。 内容仅供参考
