《电子技术基础(第五版)》电子课件第二章教学文稿.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二章 半导体三极管及其放大电路,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,2-1,半导体三极管,2-2 共射极基本放大电路,2-3 分压式射极偏置电路,2-4 多级放大器,2-,5,负反馈放大电路,2-,6,功率放大电路,2-1,半导体三极管,一、三极管的结构、符号和类型,二、三极管的电流放大作用,三、三极管的特性曲线,四、三极管的主要参数,五、三极管的识别和简单测试,1.,了解三极管的结构、分类、型号及主要用途,.,2.,熟悉三极管的符号、特性和主要参数,.,3.,能识别常用三极管的种类和三个管脚的极性,.,4.,能正确识读三极管上标识的型号，并了解该三极管的作用和用途,.,5.,会用万用表判别三极管的类型、管脚极性及质量好坏,.,6.,能根据三极管放大电路各管脚的电位判断三极管的管型、材料及各管脚对应的电极,.,7.,能根据三极管各电极的电位判断三极管工作状态,.,一、三极管的结构、符号和类型,NPN型三极管,1,、结构和符号,PNP型三极管,b,基极,e,发射极,c,集电极,集电结,发射结,N,集电区,N,发射区,P,基区,b,c,e,V,b,基极,e,发射极,c,集电极,集电结,发射结,P,集电区,P,发射区,N,基区,V,b,c,e,分类方法,种 类,应 用,按极性分,NPN型三极管,目前常用的三极管，电流从集电极流向发射极,PNP型三极管,电流从发射极流向集电极,按材料分,硅三极管,热稳定性好，是常用的三极管,锗三极管,反向电流大，受温度影响较大，热稳定性差,按工作频率分,低频三极管,工作频率比较低，用于直流放大、音频放大电路,高频三极管,工作频率比较高，用于高频放大电路,按功率分,小功率三极管,输出功率小，用于功率放大器末前级,大功率三极管,输出功率较大，用于功率放大器末级（输出级）,按用途分,放大管,应用在模拟电子电路中,开关管,应用在数字电子电路中,2,、类型,二、三极管的电流放大作用,1,、三极管的工作电压,NPN型三极管,PNP型三极管,三极管电流分配实验电路,通过调节电位器,R,B,的阻值，可调节基极的偏压，从而调节基极电流,I,B,的大小,.,每取一个,I,B,值，从毫安表可读取集电极电流,I,C,和发射电流,I,E,的相应值，实验数据见表2-4,.,2,、三极管的电流放大作用,表,2-4,三极管的电流放大作用,次数,项目,1,2,3,4,5,6,I,B,/mA,0,0,.,01,0,.,02,0,.,03,0.04,0,.,0,5,I,C,/mA,0,.,01,0,.,56,1,.,14,1,.,74,2.33,2,.91,I,E,/mA,0,.,01,0,.,57,1,.,16,1,.,77,2.37,2,.96,电流关系,说 明,集电极与基极电流关系,I,C,=,I,B,三个电极电流之间的关系,I,E,=,I,B,+,I,C,=（1+,）,I,B,三极管三个电极电流关系,三极管电流放大作用的条件是：发射结加正向电压，集电结加反向电压,.,三极管电流放大的实质是：用较小的基极电流控制较大的集电极电流，是“以小控大”,.,通过实验数据分析，三极管三个电极电流具有,下,表所示的关系,.,结论：,三极管特性曲线测试电路,三、三极管的特性曲线,1,、输入特性,锗管的输入特性曲线,硅管的输入特性曲线,三极管的输入特性曲线,三极管的输入特性曲线与二极管的正向特性曲线相似，只有当发射结的正向电压,U,BE,大于死区电压（硅管0,.,5V，锗管0,.,2V）时才产生基极电流,I,B,，这时三极管处于正常放大状态，发射结两端电压为,U,BE,（,硅管为0,.,7V，锗管为0,.,3V）,.,2,、输出特性,三极管的输出特性曲线,每条曲线可分为,线性上升,、,弯曲,、,平坦,三部分,.,对应不同,I,B,值得不同的曲线，从而形成曲线簇,.,各条曲线上升部分很陡，几乎重合，平坦部分则按,I,B,值从下往上排列，,I,B,的取值间隔均匀，相应的特性曲线在平坦部分也均匀分布，且与横轴平行,.,在放大区内，有一个特定的基极电流，就有一个特定的集电极电流，实现基极对集电极电流的控制,.,名称,截 止 区,放 大 区,饱 和 区,范围,I,B,=0曲线以下区域，几乎与横轴重合,平坦部分线性区，几乎与横轴平行,曲线上升和弯曲部分,条件,发射结反偏（或零偏），集电结反偏,发射结正偏，集电结反偏,发射结正偏，集电结正偏（或零偏）,特征,I,B,=0，,I,C,=,I,CEO,0,（1）当,I,B,一定时，,I,C,的大小与,U,CE,基本无关（但,U,CE,的大小随,I,C,的大小而变化），具有恒流特性；,（2）,I,B,不同，曲线也不同，,I,C,受,I,B,控制，具有电流放大特性,，,I,C,=,h,FE,I,B,，,I,C,=I,B,各电极电流都很大，,I,C,不受,I,B,控制，三极管失去放大作用,工作状态,截止状态,放大状态,饱和状态,输出特性曲线的三个区域,提示,：,对于,NPN,型三极管：工作于放大区时，,U,C,U,B,U,E,；工作于截止区时，,U,B,U,E,；工作于饱和区时，,U,C,U,B,.,PNP,型三极管与之相反,.,在模拟电子电路中三极管大多工作在放大状态，作为放大管使用；,在数字电子电路中三极管工作在饱和或截止状态,，作为开关管使用,.,【,例,2-1】,已知三极管接在相应的电路中，测得三极管各电极的电位，如下图所示，试判断这些三极管的工作状态？,在 图（,a,）中，三极管为,NPN,型管，,U,B,=2,.,7V,，,U,C,=8V,，,U,E,=2V,，因,U,B,U,E,，发射结正偏，,U,C,U,B,，集电结反偏，所以图（,a）,中的三极管工作在放大状态,.,在,图（,b）,中，三极管为,NPN,型管，,U,B,=3,.,7V,，,U,C,=3,.,3V,，,U,E,=3V,，因,U,B,U,E,，发射结正偏，,U,C,U,B,，集电结正偏，所以图（,b）,中的三极管工作在饱和状态,.,在,图（,c）,中，三极管为,NPN,型管，,U,B,=2V,，,U,C,=8V,，,U,E,=2,.,7V,，因,U,B,U,E,，发射结反偏，所以图（,c）,中的三极管工作在截止状态,.,在 图（,d,）中，三极管为,PNP,型，,U,B,=-0,.,3V,，,U,C,=-5V,，,U,E,=0V,.,因,U,B,U,E,，发射结正偏，,U,C,U,B,，集电结反偏，所以图（,d）,中的三极管工作在放大状态,.,（,a）,（,b）,（,c）,（,d）,解：,【,例,2-2】,若有一三极管工作在放大状态，测得各电极对地电位分别为,U,1,2,.,7V,，,U,2,4V,，,U,3,2V,.,试判断三极管的管型、材料及三个管脚对应的电极,.,由放大条件的分析知，三个管脚中,B,极的电位介于,C,极和,E,极之间，所以要判断管型、材料及电极，可按下面四步进行,.,第一步,找,B,极,.,管脚,1,为基极,.,第二步,判断材料,.,U,1,-,U,2,既不等于,0,.,7V,，也不等于,0,.,3V,，而,U,1,U,3,=2,.,7,2,0,.,7V,所以该三极管为硅管,.,第三步,判断发射极和管型,.,因,U,1,U,3,0,.,7V,，,管脚,3,为发射极，又因,U,2,U,1,U,3,，所以该三极管为,NPN,型三极管,.,最后确定剩余的管脚为集电极,.,解：,四、三极管的主要参数,1、电流放大系数,（1）共射极直流电流放大系数,h,FE,三极管集电极电流与与基极电流的比值，即,h,FE,=,I,C,/,I,B,.,反映三极管的直流电流放大能力,.,（2）共射极交流电流放大系数,三极管集电极电流的变化量与基极电流的变化量之比，即,=,I,C,/,I,B,.,反映三极管的交流电流放大能力,.,同一只三极管，在相同的工作条件下,h,FE,，应用中不再区分，均用,来表示,.,选管时，,值应恰当，,太小，放大作用差；,太大，性能不稳定，通常选用30100之间的管子,.,反映三极管的电流放大能力,.,基极开路时（,I,B,=0）,，,C-E,极间的反向电流,.,好象是从集电极直接穿透三极管到达发射极的电流，故又叫“穿透电流”,.,I,CEO,（,1,）,I,CBO,，反映了三极管的稳定性,.,选管子时，,I,CEO,越小，管子受温度影响越小，工作越稳定,.,2、极间反向电流,（1）集电极-基极间的反向饱和电流,I,CBO,发射极开路时，C-B极间的反向饱和电流,.,I,CBO,越小，集电结的单向导电性越好,.,（2）集电极-发射极间反向饱和电流,I,CEO,反映三极管的质量好坏,.,3、极限参数,（1）集电极最大允许电流,I,CM,集电极电流过大时，三极管的,值要降低，一般规定,值下降到正常值的2/3时的集电极电流为集电极最大允许电流,.,使用时一般,I,C,I,CM,，否则管子易烧毁,.,选管时，,I,CM,I,C,.,（2）集电极-发射极间的反向击穿电压,U,（BR）CEO,基极开路时，加在C与E极间的最大允许电压,.,使用时，一般,U,CE,U,（BR）CEO,，否则易造成管子击穿,.,选管时，,U,（BR）CEO,U,CE,.,（3）集电极最大允许耗散功率,P,CM,集电极消耗功率的最大限额,.,根据三极管的最高温度和散热条件来规定最大允许耗散功率,P,CM,，要求,P,CM,I,C,U,CE,.,P,CM,的大小与环境温度有密切关系，温度升高，,P,CM,减小,.,对于大功率管，常在管子上加散热器或散热片，降低管子的环境温度，从而提高,P,CM,.,工作时，,I,C,U,CE,P,CM,，否则管子会因过热而损坏,.,选管时，,P,CM,I,C,U,CE,.,表示三极管工作时，不允许超过的极限值,.,五、三极管的识别和简单测试,三极管三个电极电流之间的关系符合基尔霍夫第一定律,.,返回章目录,2-2 共射极基本放大电路,三、共射极放大电路的分析方法,一、概述,二、共射极基本放大电路的组成及工作原理,1.,了解放大电路的功能，认识共射极放大电路，明确各组成元件的作用,.,2.,了解静态工作点的基本概念，初步理解放大电路设置静态工作点的意义,.,3.,了解放大电路的工作原理，从中体会放大电路的工作过程，了解三极管各电极的电流及各极间电压与静态时各量之间的关系，进一步理解静态工作点在放大电路中的作用,.,理解共射极放大电路的倒相作用,.,4.,会画直流通路和交流通路，能利用直流通路求电路的静态工作点，能利用交流等效电路求电压放大倍数、输入电阻和输出电阻,.,5.,了解小信号放大电路的电压放大倍数、输入电阻和输出电阻的含义,.,6.,了解放大电路波形失真与静态工作点的关系,.,一、概述,放大器的基本结构,可能是某种用电设备，也可能是一级放大器,也可能是一级放大电路,放大电路的种类,分类方法,种 类,应 用,信号的,大小,小信号放大器,位于多级放大电路的前级，专门用于小信号的放大,大信号放大器,位于多级放大电路的后级，如功率放大器，专门用于大信号的放大,所放大的信号频率,直流放大器,专门用于放大直流信号和变化缓慢的信号，集成电路采用的就是直流放大器,低频放大器,专门用于低频信号的放大,高频放大器,专门用于高频信号的放大,三极管的连接方式,共射极放大器,最常用的放大器，具有电压和电流放大能力，是唯一能够同时放大电流和电压的放大器,共集电极放大器,常用放大器，只有电流放大能力，没有电压放大能力，又称为射极输出器或射极跟随器,.,共基极放大器,用于高频放大电路中，只有电压放大能力，没有电流放大能力，很少用,元件集约程度,分立元件放大器,是由单个分立的元器件组成的电子线路,集成放大器,将电子元器件和连线按照电子线路的连接方法，集中制作在一小块晶片上的电子器件,二、共射极基本放大电路的组成及工作原理,1,.,放大电路组成及各元件的作用,输入耦合电容,其作用一是隔直流；二是通交流,输出耦合电容,其作用一是隔直流；二是通交流,基极偏置电阻,其作用为电路提供静态偏流,I,BQ,.,集电极电阻,其作用将三极管的电流放大作用变换成电压放大作用,.,直流电源,其作用一是为电路提供能源；二是为电路提供工作电压,.,三极管,其作用可以将微小的基极电流转换成较大的集电极电流，它是放大器的核心,.,2,、放大器中电压、电流符号及正方向的规定,物 理 量,表 示 符 号,直流量,用大写字母带大写下标,.,如：,I,B,、,I,C,、,I,E,、,U,BE,、,U,CE,交流量,用小写字母带小写下标,.,如：,i,b,、,i,c,、,i,e,、u,be,、,u,ce,、,u,i,、,u,o,交直流叠加量,用小写字母带大写下标,.,如：,i,B,、,i,C,、,i,E,、,u,BE,、,u,CE,交流分量的有效值,用大写字母带小写下标,.,如：,I,b,、,I,c,、,I,e,、,U,be,、,U,ce,电压,用“,+,”,、“,-,”,表示,电流,用,箭头,表示,.,（,1,）电压、电流符号：,（,2,）电压、电流的正方向：,3,、静态工作点的设置,（,1,）静态工作点,直流通路,输入、输出特性曲线上的Q点,三极管的,I,B,、,I,C,、,U,BE,和,U,CE,值叫静态值,.,这些静态值分别在输入,、输出特性曲线上对应着一点,Q,，称为静态工作点，或简称,Q,点,.,静态：,u,i,=0,用,I,BQ,、,I,CQ,和,U,CEQ,表示,.（,U,BEQ,为常数）,（,2,）静态工作点的作用,未设静态工作点时,u,i,和,i,B,波形,设置静态工作点的目的,：使放大器能不失真放大交流信号,.,Q,具有合适静态工作点时,u,i,和,i,B,波形,思考：放大电路为什么要设置静态工作点？,4、工作原理,（1）静态（,u,i,=0）工作情况,共射极基本放大电路,静态时电路的工作情况,所谓静态指的是放大器在没有交流信号输入（即,u,i,=0,）时的工作状态,.,静态：,u,i,u,BE,i,B,i,C,u,CE,u,o,i,B,+,-,u,BE,i,C,+,-,u,CE,u,i,u,o,+,-,+,-,u,BE,U,BEQ,u,i,i,B,=,I,BQ,i,b,i,C,=,I,CQ,+,i,c,u,CE,U,CEQ,（,i,c,R,C,）,输出,u,o,u,ce,=,i,c,R,C,即,u,CE,U,CEQ,u,ce,输入,u,i,（2）,动态工作情况,u,CE,U,C,C,i,C,R,C,=,V,CC,I,CQ,R,C,i,c,R,C,用示波器观察到的输入输出电压波形,只要电路参数能使三级管工作在放大区，且,R,C,足够大，则,u,o,的变化幅度将比,u,i,变化幅度大很多倍,.,如输入信号电压波,形如下图,a,所示，那么用示波器观察到的输出电压波形如图,b,所示,.,a b,视频,（1）输出电压,u,o,的幅度比输入电压,u,i,大，说明放大器实现了电压放大,.,u,i,、,i,b,、,i,c,三者频率相同，相位相同，而,u,o,与,u,i,相位相反，这叫做共射极放大器的“反相”作用,.,从工作波形我们可以看出：,（2）动态时，,u,BE,、,i,B,、,i,C,、,u,CE,都是直流分量和交流分量的叠加，波形也是两种分量的合成,.,（3）虽然动态时各部分电压和电流大小随时间变化，但方向却始终保持和静态时一致，所以静态工作点,I,BQ,、,I,CQ,、,U,CEQ,是交流放大的基础,.,不能简单地认为，只要对输入电压进行放大就是放大器,.,从本质上说，上述电压放大作用是一种能量转换作用，即在很小的输入信号功率控制下，将电源的直流功率转变成较大的输出信号功率,.,放大器的输出功率必须比输入功率要大，否则不能算是放大器,.,例如，虽然升压变压器可以增大电压幅度，但由于它的输出功率总比输入功率小，因此就不能称它为放大器,.,三、共射极放大电路的分析方法,1、,近似估算法,已知电路各元器件的参数，利用公式通过近似计算来分析放大器性能的方法称为近似估算法,.,（,1,）近似估算放大器的静态工作点,直流通路,所谓直流通路是指直流信号流通的路径,.,画法:,把,电容,看作,断路,静态工作点,直流通路,（2）,近似估算放大器的输入电阻、输出电阻和电压放大倍数,交流通路,所谓交流通路是指交流信号流通的路径,.,画法:,把,电容,和,直流电源,都视为,交流短路,电路图,交流通路,等效电路,三极管的交流等效电路,注意；恒流源电流的方向,i,b,i,c,r,be,i,b,R,B,R,L,b,c,e,R,C,+,+,-,-,u,i,u,o,三极管等效电路,1）输入电阻,R,i,R,i,R,o,放大器的输入电阻是指从,放大器的输入端看进去的,交流等效电阻,.,R,i,=,R,B,r,be,R,B,r,be,R,i,r,be,2）输出电阻,R,o,对负载来说，放大器又相当于一个具有内阻的信号源，这个内阻就是放大电路的输出电阻,.,R,o,R,C,R,i,越大越好,R,o,越小越好,3）电压放大倍数,A,u,放大器的电压放大倍数是指放大器输出电压与输入电压的比值,.,其中，,特殊地,：空载时，,即：,由交流等效电路可知：,那么，电压放大倍数为：,电压放大倍数为：,【例2-3】在共射极基本放大电路中，设,V,CC,12V，,R,B,300k，,R,C,2 k，,50，,R,L,=2 k,.,试求静态工作点、输入电阻,R,i,、输出电阻,R,o,及空载与带载两种情况下的电压放大倍数,.,解,：,静态偏置电流：,静态集电极电流：,静态集电极电压：,三极管的交流输入电阻：,R,i,r,be,=0,.,9,6,k,R,o,R,C,=2 k,空载时，放大器的电压放大倍数：,有载时，等效负载电阻：,放大器的电压放大倍数：,放大器的输出电阻：,放大器的输入电阻：,2、图解分析法,利用三极管的输入、输出特性曲线和电路参数，通过作图来分析放大器性能的方法，称为图解分析法，简称图解法,.,（1）图解分析放大器的静态工作点,1）求,I,BQ,由直流通路知：,2）作直流负载线,U,CE,V,CC,I,C,R,C,由回路电压定律可知：,直流通路,【例2-4】,在共射极基本放大电路中，已知,V,CC,=12V，,R,B,=40k，,R,C,=3k，,三极管的输出特性曲线,下图所示,.,试利用图解法求电路的静态工作点,.,（,2,）,在输出特性曲线簇中找到,I,BQ,=30A对应的曲线,.,解：,（1）求静态基极电流,U,CE,=,V,CC,-,I,C,R,C,=12-3,I,C,画直流负载线,MN,.,直流负载线MN与,I,BQ,所在的输出特性曲线的交点Q即为静态工作点,.,I,BQ,=30A，,I,CQ,2mA，,U,CEQ,6V,.,（3）,由,直流输出回路，,列关于,I,C,与,U,CE,的线性方程式,（4）,确定静态工作点,Q,（2）静态工作点的调整,1）,R,C,、,V,CC,不变，改变,R,B,R,B,增大,R,B,增大,Q沿直流负载线向下移动,R,B,减小,Q沿直流负载线向上移动,R,B,减小,例如:,Q沿直流负载线向下移动,Q沿直流负载线向上移动,Q,I,BQ,2）,R,B,、,V,CC,不变，改变,R,C,例如：,R,C,增大,R,C,减小,R,C,增大，Q沿特性曲线向左移动,R,C,减小，Q沿特性曲线向右移动,Q沿特性曲线向左移动,Q沿特性曲线向右移动,Q,3）,R,B,、,R,C,不变，改变,V,CC,例如:,V,CC,增大,Q向右上方移动,V,CC,减小,Q向左下方移动,V,CC,增大，,Q,向右上方移动,V,CC,减小，,Q,向左下方移动,提示：,在实际应用中，一般,R,C,和,V,CC,一定情况下，调整静态工作点是通过改变,R,B,的阻值来实现,.,Q,I,BQ,利用图解法进行动态情况分析的具体作法为：,1）作直流负载线确定静态工作点,2）过静态工作点作交流负载线,3,）随输入电压,u,i,的变化,，,u,BE,将以,U,BEQ,为基础,而变化，,对应的,i,B,以,I,BQ,为基础而变化，在,I,bmax,和,I,bmin,之间变化,放大器输入图解分析,Q,A,B,I,BQ,U,BEQ,0,（3）图解分析放大器的动态工作情况,1）画交流负载线,作交流负载线的辅助线,.,辅助线与横轴的交点坐标为 N（,V,CC,，0），与纵轴的交点坐标为L（0，,V,CC,/,R,L,）,.,过Q点作辅助线的平行线，即为交流负载线,.,L（0，,U,CC,/,R,L,）,H,J,辅助线,交流负载线,提示：,交流负载线过静态工作点，比直流负载线陡,.,2,）在输出特性曲线上找出,I,BQ,及,I,bmax,和,I,bmin,对应的特性曲线和交流负载线的交点,Q,，可得到相对应的集电极电流的动态范围和集电极与发射极间电压的动态范围,.,3,）求电压放大倍数,.,放大器输出图解分析,i,b,已知输入交流电压,U,im,，求出输出电压,U,om,.,U,om,根据电压放大倍数的定义可求电压放大倍数为：,由图解分析可知：,u,o,与,u,i,相位相反,.,Q,0,u,CE,（,V,）,t,0,t,（4）波形失真与静态工作点的关系,1）工作点,偏高,2）工作点,偏低,u,o,u,o,饱和失真,截止失真,饱和失真和截止失真统称为,“,非线性失真,”,.,易引起,饱和失真,易引起,截止失真,Q,Q,返回章目录,一、影响静态工作点稳定的主要因素,二、分压式射极偏置电路,2-3,分压式射极偏置电路,1.,了解影响静态工作点稳定的主要因素,.,2.,了解分压式射极偏置电路的结构特点,.,3.,理解分压式射极偏置电路稳定静态工作点的原理，会进行简单的计算,.,一、影响静态工作点稳定的主要因素,工作点不稳定的主要,因素,是,温度,变化,思考,：,怎样才能保证静态工作点不受温度变化的影响？,45,C,45,时电路的静态工作点,25,时电路的静态工作点,20A,40A,Q,例：,温度升高,Q,点上移,反之，,Q,点下移,Q,点过高，易发生饱和失真,反之，易发生截止失真,二、分压式射极偏置电路,分压式射极偏置电路,直流通路,1、电路结构特点,（1）利用上偏置电阻,R,B1,和下偏置电阻,R,B2,组成串联分压器，为基极提供稳定的静态工作电压,U,BQ,.,I,1,=,I,2,+,I,BQ,（2）利用发射极电阻,R,E,，自动使静态电流,I,EQ,稳定不变,.,U,BQ,=,U,BEQ,+,U,EQ,上偏置电阻,下偏置电阻,集电极电阻,射极电阻,旁路电容,输入耦合电容,输出耦合电容,I,1,I,2,I,BQ,U,BQ,U,BEQ,U,EQ,+,+,-,I,EQ,2,、静态工作点稳定原理,温度升高（,t,）,I,CQ,I,EQ,U,BEQ,=,（,U,BQ,-,I,EQ,R,E,）,I,BQ,I,CQ,条件：,I,BQ,I,C,Q,U,B,Q,U,BE,Q,I,E,Q,+,-,+,U,E,Q,-,例如,:,U,B,Q,固定,3、估算静态工作点,I,CQ,I,EQ,U,CEQ,=,V,CC,-,I,CQ,（,R,C,+,R,E,）,直流通路,直流通路,交流通路,4、估算输入电阻、输出电阻和电压放大倍数,交流通路与共射极基本放大电路的交流通路相似，等效电路也相似，其中,R,B,=,R,B1,/,R,B2,.,输入电阻、输出电阻和电压放大倍数的估算公式完全相同,.,【例2-5】,在,分压式射极偏置电路中,，若,R,B1,=7,.,6 k，,R,B2,=2,.,4k，,R,C,=2 k，,R,L,=2 k，,R,E,=1 k，,V,CC,=12V，三极管的,=60,.,求：（1）放大电路的静态工作点；（2）放大电路的输入电阻,R,i,、输出电阻,R,o及电压放大倍数,A,uL,.,解：,（1）估算静态工作点,基极电压：,静态集电极电流：,静态偏置电流：,静态集电极电压：,（2）估算输入电阻,R,i,、输出电阻,R,o,及电压放大倍数,A,u,放大器的输入电阻：,放大器的输出电阻：,放大器的电压放大倍数：,R,i,r,be,=0,.,85k,R,o,R,C,=2 k,因,返回章目录,2-4 多级放大器,多级放大电路的组成,一、级间耦合方式,二、多级放大器的近似估算,多级放大电路,1.,了解多级放大电路的,4,种级间耦合方式及特点,.,2.,会计算多级放大电路的电压放大倍数、输入电阻和输出电阻,.,一、级间耦合方式,1、阻容耦合,2、变压器耦合,（1）,用一只容量足够大的耦合电容进行连接,，传递交流信号,.,（2）,前、后级放大器之间的直流电路被隔离，静态工作点彼此独立，互不影响,.,它的低频特性不很好，不能用于直流放大器中,.,一般应用在低频电压放大电路中,.,（1）,通过变压器进行连接，将前级输出的交流信号通过变压器耦合到后级,.,（2）,耦合变压器有阻抗变换作用，有利于提高放大器的输出功率,.,（3）,能够隔离前、后级的直流联系,.,各级电路的静态工作点彼此独立，互不影响,.,由于变压器体积大，低频特性差，又无法集成，因此一般应用于高频调谐放大器或功率放大器中,.,3、直接耦合,4、光电耦合,（1）,无耦合元器件，信号通过导线直接传递，可放大缓慢的直流信号,.,（2）,直流放大器必须采用这种耦合方式,.,（3）,前、后级的静态工作点互相影响，给电路的设计和调试增加了难度,.,应用：直接耦合便于电路的集成化，因此广泛应用于集成电路中,.,（1）,以光电耦合器为媒介来实现电信号的耦合和传输,.,（,2,）,光电耦合既可传输交流信号又可传输直流信号，而且抗干扰能力强，易于集成化,.,应用：广泛应用在集成电路中,二、多级放大器的近似估算,1、估算多级放大器的电压放大倍数,A,u,A,u,A,u1,A,u2,A,un,2、估算多级放大器的输入电阻,R,i,和输出电阻,R,o,R,o,=,R,on,R,i,=,R,i1,返回章目录,2-5 反馈放大电路,一、反馈的基本概念,二、反馈的判断,三、负反馈放大器的四种基本类型,四、负反馈对放大器性能的影响,五、负反馈放大电路的特例,射极输出器,1.,了解反馈的基本概念，掌握反馈的四种组态及其特点，理解负反馈对放大器性能的影响,.,2.,了解放大器的,3,种组态，熟悉共集放大电路（射极输出器）的特点,.,3.,了解正反馈应用电路，变压器反馈式正弦波振荡电路，会计算电路的振荡频率,.,一、反馈的基本概念,正向传输,反向传输,X,i,放大器中的反馈指把放大器,输出信号,（电压或电流）的一部分或全部通过一定的电路，按照某种方式,送回,到输入端并与输入信号（电压或电流）,叠加,，从而改变放大器性能的一种方法，这种把电压或电流从放大器的输出端返送到输入端的过程叫做反馈,.,X,i,X,o,反馈放大器通常称为,闭环放大器,，而未引入反馈的放大器则称为,开环放大器,.,通常用电阻、电容、电感等元件组成引导反馈信号的电路称为反馈电路,.,1、什么是反馈,构成反馈电路的元件叫反馈元件，反馈元件联系着放大器的输出与输入，并影响放大器的输入,.,反馈放大电路是由基本放大电路和反馈电路两部分组成,.,2、反馈的分类,（1）正反馈与的负反馈,反馈信号,X,f,与输入信号,X,i,极性,相同,，使净输入信号,增加,.,反馈信号,X,f,与输入信号,X,i,极性,相反,，使净输入信号,减小,.,正反馈使放大器的放大倍数增加,.,负反馈使放大器的放大倍数减小,.,1）正反馈,2）负反馈,提示：,负反馈虽使放大倍数减小，但能改善放大器的性能，所以，大部分放大器都要引入负反馈,.,正反馈一般应用在振荡电路中,.,（,2,）电压反馈和电流反馈,1）电压反馈：,2）电流反馈：,电流反馈的取样环节与输出端串联,.,反馈信号,X,f,取自输出端负载两端的电压,u,o,.,反馈信号,X,f,取自输出电流,i,o,.,电压反馈的取样环节与输出端并联,.,（3）,串联反馈和并联反馈,1）串联反馈：反馈电路与信号源相串联,.,2）并联反馈：反馈电路与信号源相并联,.,串联反馈，反馈信号在输入端以电压形式出现,.,并联反馈，反馈信号在输入端以电流形式出现,.,（4）,直流反馈和交流反馈,1）直流反馈：,反馈信号只含有直流量,.,2）交流反馈：,反馈信号只含有交流量,.,二、反馈的判断,1、有无反馈的判断,反馈放大器的特征是是否存在反馈元件，反馈元件是联系放大器的输出与输入的桥梁,.,无反馈元件,R,F,、,C,F,为反馈元件,R,E,、,C,E,为反馈元件,2、反馈极性的判断,反馈极性的判断一般采用,瞬时极性法,（1）先假设输入信号在某一瞬间对地为“+”；,（2）从输入端到输出端依次标出放大器各点的瞬时极性；,（3）反馈信号的极性与输入信号进行比较，确定反馈极性,.,具体步骤如下：,注意,：,1）三极管各电极的相位关系，发射极信号与基极输入信号瞬时极性相同，集电极瞬时极性与基极瞬时极性相反,.,2）反馈电路中的电阻、电容等元件，一般认为它们在信号传输过程中不产生附加相移，对瞬时极性没有影响,.,送回到,基极,的反馈信号瞬时极性若为,“,-,”,，是,负反馈,；,送回到,发射极,的反馈信号瞬时极性若为,“,+,”,，是,负反馈,；,正反馈,负反馈,负反馈,正反馈,反之，则是正反馈,.,反之，则是正反馈,.,例：,设基极输入瞬时极性为,“,+,”,，,+,_,因净输入信号,u,be,=,u,i,+,u,f,，所以电路引入了正反馈,.,u,f,u,be,+,_,用瞬时极性法：,3、电压反馈和电流反馈的判断,电压反馈和电流反馈的判断方法：看,反馈电路,在,输出回路,的连接方法,.,反馈电路,接在输出端点,上，所以是电压反馈,.,反馈电路,接在发射极，所以是电流反馈,.,反馈电路接在第二级放大电路的发射极，所以是电流反馈,.,若反馈电路接在输出端为电压反馈，不接在输出端（一般接发射极）为电流反馈,.,4、串联反馈和并联反馈的判断,串联反馈和并联反馈的判断方法：看反馈电路在输入回路的连接方法,.,反馈电路,接在输入端点,上，所以是并联反馈,.,反馈电路,接在输入回路的发射极，所以是串联反馈,.,反馈电路接在输入回路的发射极，所以是串联反馈,.,若反馈电路接在输入端为并联反馈，不接在输入端（一般接发射极）为串联反馈,.,5、直流反馈和交流反馈的判断,若反馈电路中存在电容，根据电容“,通交隔直,”的特性来进行判断,.,C,F,通交流，所以，是交流反馈,C,E,隔直流，所以，是直流反馈,.,反馈电路中无电容，所以，交、直流均存在反馈，是交流直流共存,.,反馈类型的判断方法,：,电压电流看输出，串联并联看输入，交流直流看电容，正负反馈看极性,C,E,通交流，,R,E,被短路，不起反馈作用,三、负反馈放大器的四种基本类型,电压串联负反馈,电流串联负反馈,电压并联负反馈,电流并联负反馈,例2-6,【例2-6】,如,下图所示电路，试判断电路的反馈类型,.,解：,（1）,是,看联系,.,这是一个两级放大电路，通过,R,F,、,R,E1,把第二级和第一级放大电路联系起来，这两级放大电路之间存在反馈；,（2）,是,看输出,.,由于反馈电路接在输出端，所以是电压反馈；,（3）,是,看输入,.,反馈电路接在输入回路的发射极,，所以是串联反馈；,（4）,是看电容,.,在反馈电路中无电容,，所以交、直流均存在反馈；,（5）,是,看极性,.,若假设第一级基极输入瞬时极性为“,+”，则经第一级放大，集电极输出信号为“-”，再经第二级放大，集电极输出信号为“+”，经,R,F,、,R,E1,送回第一级放大器发射极，反馈电压,u,f,为“+”，使净输入信号,u,be,=,u,i,-,u,f,减小，说明电路引入了负反馈,.,总之，放大电路通过,R,F,、,R,E1,为电路引入了电压串联交、直流负反馈，,简称,电压串联负反馈,.,四、负反馈对放大器性能的影响,1、提高放大倍数的稳定性,2、改善非线性失真,大,小,大,小,小,大,u,f,提示：,引入负反馈并不能彻底消除非线性失真,.,如果输入信号本身就有失真，引入负反馈也无法改善，因为负反馈所能改善的只是放大器所引起的非线性失真,.,电压负反馈能稳定输出电压，电流负反馈能稳定输出电流,.,3、影响输入电阻和输出电阻,（1）,对输入电阻的影响,串联,负反馈,使输入电阻,增大,并联,负反馈,输入电阻,减小,（2）对输出电阻的影响,电压,负反馈,使输出电阻,减小,电流,负反馈,使输出电阻,增大,1）串联负反馈,2）并联负反馈,1）电压负反馈,2）电流负反馈,五、负反馈放大电路的特例射极输出器,1、电路组成,输入端,输入端,射极输出器,交流通路,射极输出器是一种共集电极放大电路,u,f,交流通路,u,i,典型的电压串联负反馈电路,2、射极输出器的特点,（1）电压放大倍数接近于1,（2）,输出电压与输入电压,大小相等、相位相同,射极输出器又称为“,射极跟随器,”，或简称为“,射随器,”,.,（3）输入电阻很大，输出电阻很小,射极输出器又称为“,阻抗变换器,”,.,尽管射极输出器的电压放大倍数略小于1，但其输出电流为基极电流的（1,）倍，具有电流放大作用，因此它仍具有一定的功率放大能力,.,3、射极输出器的应用,（1）用作多级放大电路的,输入级,.,因输入电阻很大，可减轻信号源的负担,.,（2）用作多级放大电路的,输出级,.,因输出电阻很小，可以提高带载能力,.,（3）用作多级放大电路的,中间级,.,因其具有电压跟随作用，且输入电阻大对前级的影响小，输出电阻小，对后级的影响也小，所以，用作中间级起缓冲、隔离作用,.,引入负反馈并不能彻底消除非线性失真,.,如果输入信号本身就有失真，引入负反馈也无法改善，因为负反馈所能改善的只是放大器所引起的非线性失真,.,返回章目录,2-6 功率放大电路,一、低频功率放大器的概念,二、互补对称功率放大器,三、集成功率放大器,1.,了解低频功率放大器的基本要求和分类,.,2.,理解,OTL,和,OCL,功率放大器的工作原理,.,3.,了解典型集成功放的引脚功能及应用,.,4.,了解复合管的结构、组成规则及特点,.,5.,了解功放管的散热及安全保护,.,1、功率放大的 特殊要求,输出功率,P,omax,要大，三极管尽量极限工作,效率,=,P,omax,/,P,DC,要高,非线性失真要小,一、,低频功率放大器概述,散热问题,低频电压放大器的主要任务是把微弱的信号电压放大，主要是要求它向负载提供不失真的电压信号,.,功率放大器的主要任务是既能输出较高的电压又能输出较大电流，主要要求它输出足够大的不失真（或失真很小）的功率信号,.,电子设备中，常要求放大电路的输出级带动某些负载工作,.,例如，使仪表指针偏转，使扬声器发声，驱动自控系统中的执行机构等等,.,因而要求放大电路有足够大的输出功率,.,这种放大电路统称为功率放大器,.,u,CE,i,C,O,t,i,C,O,Q,Q,Q,2、功率放大,器的分类,甲类,（,=,2,）,t,i,C,O,I,cm,2,I,CQ,t,i,C,O,I,cm,2,I,CQ,乙类,（,=,）,t,i,C,O,I,cm,I,CQ,2,甲乙类,（,0时，V1导通，V2截止，电源,V,CC,通过V1向电容C充电,+,u,i,u,o,当,u,i,0 时,：,V2 导通,，,C,放电,，,V2,的等效电源电压,V,CC,/2,.,当,u,i,0 V1,导通,V2,截止,i,C1,i,o,=,i,E1,=,i,C1,，,u,O,=,i,C1,R,L,u,i,0 V2,导通,V1,截止,i,C1,i,o,=,i,E2,=,i,C2,，,u,O,=,i,C2,R,L,u,i,=0 V1,、,V2,截止,给,V1,、,V2,提,供静态电压,实用电路：,+,u,i,+,u,o,当,u,i,=0 时,，,V1