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1、 单元一： 基本放大电路教学目标知识目标：l 了解放大电路的概念，掌握放大电路的组成及各组成元件的作用；l 理解单管共射放大电路的工作原理，掌握放大电路信号放大及倒相作用；l 了解动态分析的含义；熟悉动态分析的微变等效电路法；掌握动态情况下放大电路的输入电阻、输出电阻及电压放大倍数的概念及其求解方法；l 了解功率放大器的概念和用途，熟悉功放的技术要求；了解零漂的概念及其对电路的影响。l 了解集成功率放大器的功能及使用方法。能力目标： 会分析基本放大电路，稳定工作放大电路。素质目标：培养学生会分析放大电路应用放大电路的能力。教学重点基本放大电路，稳定工作点的放大电路，功率放大电路的分析。教学难点
2、基本放大电路、功率放大电路的原理与应用。教学手段实物演示；教学板书；电子课件教学学时10H教 学 内 容 与 教 学 过 程 设 计注 释任务一 基本交流电压放大电路的分析(一)放大电路的组成1.单管低压放大电路的组成 由NPN型（如果采用PNP型管，则电源、电容和极性都反向）晶体管组成的电压放大电路。它由直流电源、晶体管、电阻和电容组成。图7-2 共射极基本放大电路图7-2所示的单管放大电路中有两个电流回路：一个是由发射极E、信号源、电容、基极B回到发射极E，称之为放大电路的输入回路；另一个是从发射极E经电源、集电极电阻、集电极C回到发射极E的回路，称之为放大电路的输出回路。因输入回路和输出
3、回路是以发射极为公共端的，故称为共发射极放大电路。2.各元件的作用（1）晶体管VT 是放大电路的放大元件，是整个电路的核心器件。（2）集电极直流电源 （3）基极电源和基极电阻（4）耦合电容、（二）放大电路的分析1.直流通路和交流通路直流通路是指直流电流所通过的路径。由于电容、具有隔直流的作用，因此电容对于直流信号视为开路，画直流通路时，要把电路中、断开，其它元件保留就可得到直流通路；交流通路是交流信号所通过的路径，画交流通路时，将直流电源对地交流短路，耦合电容、的容抗很小，也视为短路，其它元件保持不变，便可得到交流通路。（a） (a) 图7-4 基本共射极电路的直流通路和交流通路（ a）直流通
4、路 （ b）交流通路2.静态分析（1）估算法根据放大电路的直流通路确定静态值求出静态时的基极电流。因为 =+ (7-1)则 (7-2)通常所以 (7-3)集电极电流 (7-4)静态时的集-射极电压 = - (7-5)静态时、的值称为放大电路的静态工作点。（2）用图解法确定静态值图解法是指在晶体管的特性曲线上，直接用作图的方法来分析放大电路的工作情况。在放大电路的输入回路中，只有基极电流是需要计算的，可以通过式(7-2)求得。而晶体管的输出特性曲线是非线性的，因此放大电路的输出回路是一个非线性电阻电路，要通过图解法来确定静态工作点。所谓图解法，即电路的工作情况由负载线和非线性元件的伏安特性曲线的
5、交点确定，这个交点就是静态工作点。静态工作点既要符合晶体管的输出特性曲线，又要满足放大电路直流通路输出回路方程式，即。图7-5 图解法求静态工作点在晶体管输出特性曲线上，根据找出和两个特殊点，把这两个点分别作为横轴和纵轴的截距，连接两点便得到电路线性部分的直流负载线。如图7-5所示。这条直线的斜率为。由直流输出回路的集电极负载电阻确定。根据上述分析可知，和既是输出特性曲线上某点的坐标值，又是直流负载线上某点的坐标值。直流负载线与晶体管的某条（由 确定）输出特性曲线的交点Q，即为放大电路的静态工作点。Q点所对应的坐标值即为晶体管静态工作时的电流和和电压值。3.动态分析(1) 图解法1）交流负载线
6、动态时由于交流信号的加入，输出回路中的电压和电流关系可由方程式=-确定，该方程表示的直线为交流负载线，它确定了动态工作点（即输出电压和电流的瞬时值），交流负载为=。在交流信号作用下，工作点将沿交流负载线移动。用点斜式过Q点作斜率为-1/的直线，这就是交流负载线。由于=，所以，故一般情况下交流负载线比直流负载线陡。如图7-6所示。图7-6 交流负载线交流负载线也可由方程式=-求出当=0时的值（或=0时的的值）作出。2）放大电路各极电压、电流图解分析放大电路动态时的电流、和电压均含有两个分量，一个是静态时的直流分量、和，另一个是由输入电压引起的交流分量、和。即电路中的电流和电压是交直流分量的叠加。
7、设输入信号电压，则=+=+即信号源输出电压通过电容加到晶体管的基极，从而引起基极电流的变化, 变化使集电极电流随之变化， =+= +的变化量在集电极电阻上产生压降，集射极之间的电压当增大时，就减小；减小时，就增大，所以 的变化正好与相反。中的直流分量被电容滤掉，交变分量经耦合传送到输出端，称为输出电压，负号表明输出信号与输入信号相位相反。（2）放大电路的微变等效电路分析法1）晶体管的微变等效电路 晶体管的输入特性曲线如图7-8所示，当信号很小时，特性曲线在小范围内近似为直线，即晶体管对交流小信号而言相当于一个动态电阻，用来表示。图7-8晶体管输入特性曲线图78中，在小范围内，静态工作点Q附近的
8、特性曲线与切线重合，使成为常数，所以有 动态电阻称为晶体管的输入电阻。对于小功率晶体管，可用下式估算： (7-6)式中为发射极静态电流值，的值一般为几百欧到几千欧。由此晶体管的输入回路可以等效为如图7-9的形式。称为晶体管的输出电阻，由此可见晶体管的输出回路并非恒流源，而是具有内阻的电流源。即输出回路应由和内阻并联而成。如图7-11所示。由于的阻值很高，约几十千欧至几百千欧，可视为开路，因此在画微变等效电路时一般不画出。2）电压放大倍数的计算若不接负载（即空载，=）时，则有 (7-10)显然，不接负载时的电压放大倍数比有负载时高。式中负号表示输出电压与输入电压相位相反。如果信号源含有的内阻不可
9、忽略， 因此对信号源的电压放大倍数为 (7-12) 任务二 稳定静态工作点的电路（一）温度对静态工作点的影响从上节分析可知，为了使放大电路不失真地放大，必须给晶体管设置合适的静态工作点，使之工作在放大区，远离饱和区和截止区。固定偏置放大电路虽然比较简单，易于调整，但在外部因素（如温度变化、晶体管老化等）影响下，会引起静态工作点的不稳定，严重时会使输出信号失真，导致放大电路无法正常工作。在这些因素中，影响最大的是温度变化。我们知道，固定偏置电路的静态工作点是由基极偏流和直流负载线共同确定的。显然偏流与直流负载线的斜率受温度的影响很小，可忽略不计。但集电极电流是随温度而变化的，当温度上升时增大。这
10、是因为环境温度的变化会引起晶体管的参数、的变化，而、的变化均会导致集电极电流增大，反映在输出特性曲线上，对应于不同值的各条输出特性曲线都向上平移，静态工作点将沿着负载线向上移动，接近饱和区，如果此时输入信号略有增大，就会出现饱和失真，严重时放大电路将无法正常工作。（二）分压式偏置放大电路图7-18为应用比较广泛的能够稳定静态工作点的分压式偏置单管放大电路，与固定偏置放大电路相比，增加了电阻、和电容。1静态工作点稳定过程温度变化对静态工作点的影响主要反映在集电极电流的变化上，因此稳定工作点的实质就是设法保持基本不变。分压式偏置放大电路采取了两方面的措施来稳定：（1）利用、分压来得到固定的基极电位
11、。由电路可知：= (7-15)（2）利用发射极电阻。当环境温度变化，发射极电位发生变化，随之产生变化，工作点自动调整，使基本不变。集电极电流 = (7-16)当固定不变时，、也稳定不变。由以上可知，只要满足式 、 两个条件，则、均与晶体管参数无关，不受温度变化的影响，静态工作点得以保持不变。在估算时，一般可选取=（510），=（35）V。分压式偏置电路稳定静态工作点的物理过程可表示如下：TICVEUBEICIB2静态工作点的估算估算放大电路的静态值要用它的直流通路。图7-19所示为分压式偏置电路的直流通路。图7-19 分压式偏置电路的直流通路由式(7-15)求出=而 =所以 =-(+) （7-
12、17）任务三 多级放大电路的分析基本放大电路是由一个晶体管组成的单管放大电路，它们的放大倍数是极有限的，通常只有数十倍。然而在实际应用中，放大电路的输入信号一般都是很微弱的，需要将微弱的输入信号放大到几千倍，获得足够的电压幅值和功率，才能驱动负载工作。为此，常将若干个单极放大电路连接起来，组成多级放大电路。图7-20 多级放大电路的组成框图多级放大电路中，输入级要具有较高的输入电阻，以便同高内阻的输入信号源相匹配；中间级，主要承担电压放大的任务，常采用共发射极放大电路；输出级，直接与负载相连，担负着电路功率放大任务。在多级放大器中，每两个单级放大器之间的连接方式叫耦合。通常采用的耦合方式有：阻
13、容耦合、变压器耦合和直接耦合三种方式。无论哪种耦合电路，对其基本要求是：1.级连以后，要保证各级放大电路的静态工作点互不影响；2.在信号逐级传递过程中，要尽量减小失真；3.尽量减少信号电压在耦合电路上的损失。（一）阻容耦合放大电路的组成及原理多级放大电路之间，通过电阻和电容的连接来传递信号称为阻容耦合。图7-21所示为一个典型的两级阻容耦合放大电路，每一级都采用的是分压式偏置放大路。根据对耦合电路的要求，耦合电容对交流信号的容抗必须很小以使前级输出信号电压尽量无损失地传输到下一级输入端。信号频率越低，电容值应越大，耦合电容通常取几微法到几十微法。信号源或前一级放大器的输出信号在耦合电阻上产生压降，作为下一级放大器的输入信号。图7-21 两级阻容耦合放大电路（二）多级放大电路的电压放大倍数计算在输入信号较小时，放大电路处于线性工作状态，各项参数均为常数，则多级放大电路也可用微变等效电路表示，如图7-22所示。图中各级放大倍数的计算与单级共发射极放大电路相同。但在计算每一级放大倍数时，必须考虑前、后级的影响。因前一级的输出为后一级的输入，即=，故前一级的负载
