第八章-基本放大电路讲课稿.doc
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1、第八章 基本放大电路精品资料第八章 基本放大电路8.1共发射极放大电路【教学目标】描述共发射极单管放大电路结构,解释其工作原理。知道静态工作点及波形失真的概念。知道电压放大倍数、输入和输出电阻概念。【教学重点】1静态工作点的选择与波形失真。2静态工作点的稳定。3电压放大倍数的计算。【教学难点】1放大电路动态工作情况。2饱和失真和截止失真。【教学方法】讲授法(主要是启发式讲解)、多媒体课件【教学课时】4课时【教学过程】【一、复习】1晶体管的放大作用。2晶体管的放大、饱和与截止状态。【二、引入新课】晶体管的放大作用只有在构成放大电路以后才有实际意义。共射放大电路只是其中较常用、较简单的一种,只有全
2、面掌握本节内容,才能更好地学习电子技术。【三、讲授新课】8.1.1共发射极单管放大电路的结构 1基本的共发射极单管放大电路,如图10.1所示。图10.1基本的共发射极放大电路VT是NPN型晶体管,起电流放大作用。UCC是放大电路的直流电源,一方面保证晶体管工作在放大状态;另一方面为输出信号提供能量。RB是基极偏置电阻,与UCC配合决定了放大电路基极电流IB的大小。RC是集电极负载电阻,将晶体管集电极电流的变化量转换为电压的变化量,从而实现电压放大。C1、C2是耦合电容,起“隔直通交”的作用。2共射放大电路:发射极是输入、输出回路的公共端。信号源、基极、发射极形成输入回路;负载、集电极、发射极形
3、成输出回路。8.1.2共发射极单管放大电路的工作原理1静态工作情况(1)静态:输入交流信号为零时,电路中各处存在直流电压和直流电流的工作状态。(2)静态工作点:静态时晶体管的IB、IC、UCE值。(3)直流通路:直流信号在电路中流通的路径可画出的电路,如图10.2所示。图10.2基本共发射极放大电路的直流通路(4)电路的静态工作点:IB = 通常UCCUBE,则IB IC = b IBUCE = UCC - RCIC例10.1在图10.1中,已知UCC = 12 V,RB = 300 k W,RC = 4 kW,b = 50,试求放大电路的静态工作点IB、IC和UCE值。解IB = mA =
4、0.04 mA = 40 mAIC = b IB = (50 0.04 ) mA = 2 mAUCE = UCC - RCIC = (12 - 2 4) V = 4V2动态工作情况(1)输入交流信号不为零时的工作状态。(2)动态工作波形。输入信号ui = Uimsin w t (V),波形如图10.3(b)所示。(3)波形分析:信号ui经过耦合电容C1加在晶体管基极和发射极之间,得到uBE(uBE = UBE + ui)的波形(图中波形),uBE电压的变化引起基极电流iB(iB = IB + ib)的变化(图中波形),只要晶体管处在放大状态,iC(iC = IC + ic)的波形(图中波形)受
5、iB的控制(因iC= b iB),uRC(uRC = RC iC)(图中波形)随iC的功能变化而变化,uCE(uCE = UCC-uRC)(图中波形)则随iC变化而作相反的变化,经过C2(具有隔直通交的功能)后得到uo(图中波形)波形。uo和ui比较发现,二者相位相反,说明这种电路具有反相作用。图10.3放大电路加入交流信号前、后的波形8.1.3静态工作点的选择与波形失真1静态工作点选择不当,容易引起失真。(1)工作点设置太低时,出现截止失真,如图10.4所示。(2)工作点设置太高时,出现饱和失真,如图10.5所示。 图10.4工作点设置太低时的工作情况 图10.5工作点设置太高时的工作情况2
6、静态工作点设置恰当,随输入信号变化,输出信号正、负半周都能达到最大值而不出现失真,这个工作点是放大电路的最佳工作点。8.1.4静态工作点的稳定1分压式放大电路是工作点稳定的放大电路,如图10.6所示。图10.6分压式放大电路电路2条件:RB1、RB2和UCC取值合适,使晶体管基极电位VB 。VE(VE = VB - UBE)也近似不变。集电极电流IC ,就近似恒定不变。3工作原理:自动调节:ICIEVEUBE( = VBVE)IEIC电容CE称为旁路电容,若不加电容CE,交流信号流过发射极电阻RE时,同样会产生电压降,导致交流输出信号减少。8.1.5电压放大倍数、输入电阻和输出电阻1电压放大倍
7、数AuAu = 对图10.6分压式放大电路有uo = - RLic = - b RLib,ui = rbe ib 式中RL = RC / RL;rbe为晶体管基极和发射极间的动态电阻(通常为1 kW左右);“”号表示输出、输入信号反相。Au = = = - 放大电路输出端未接负载时RL = RC,电压放大倍数为Au = -因RC RL(RL = RC / RL),所以放大电路接上负载后,电压放大倍数将下降,也即输出电压将减小。3输入电阻Ri和输出电阻RoRi = RB / r be r beRi 尽可能大一些,以减少前级的负担。Ro = RCRo要小,Ro 越小,放大电路带负载的能力越强。例1
8、0.2在图10.1电路中,已知rbe = 1 kW,其他参数与例10.1一致。试求放大电路的Au、Ri、Ro。解电压放大倍数Au = - 其中RL = = k W = 2 kWAu = - = -= - 100若放大电路未带负载,则有Au = - = -= - 200输入电阻 Ri = RB / rbe rbe = 1 kW输出电阻 Ro = RC = 4 kW【四、小结】1电压放大倍数Au = -;输入电阻R i = RB / rbe ;输出电阻Ro = RC。2放大电路的两种工作状态分别为静态和动态。(1)静态:当ui = 0时,放大电路的工作状态。 必须设置静态工作点。 静态工作点必须设
9、置合理。 静态工作点必须稳定。(2)动态:动态是指放大电路加入ui之后的工作状态。放大的过程是:ui uBE(= UBE + ube)iB(= IB+ ib)iC(=IC+ ic)uCE(=UCE + uce) uo【五、习题】思考与练习:8-1;8-2【课题】8.2静态工作点稳定电路【教学目标】掌握分压式偏置电路的结构与其静态工作点稳定的原理。【教学重点】分压式偏置电路的结构与其静态工作点稳定的原理【教学难点】分压式偏置电路的结构与其静态工作点稳定的原理【教学方法】讲授法(主要是启发式讲解)、多媒体课件【教学课时】4课时【教学过程】【一、复习】放大电路的组成及各元件的作用。【二、引入新课】上
10、面讨论的放大电路是基本共射放大电路,基本共射放大电路也称固定偏置式共射放大电路。这种电路的缺点是静态工作点随温度的变化而变得不稳定。放大电路的静态工作点不稳定是造成放大信号失真的主要原因之一,必须设法克服它。【三、讲授新课】8.2.1分压式偏置电路的结构及工作原理1电路结构分压式偏置电路如图所示。:上偏流电阻,:下偏流电阻,:发射极电阻,:发射极旁路电容。基极电压由和分压后得到,即由此,的大小与三极管的参数无关。2工作原理温度变化时,三极管的参数、b、将发生变化,导致工作点偏移。分压式偏置电路稳定工作点的过程可表示为:其中的作用是提供交流信号的通道,减少信号的损耗,使放大器的交流信号放大能力不
11、因而降低。8.2.2静态工作点的计算分压式偏置电路,先计算,再算最后算。例 3-3在图所示的两个放大电路中,已知三极管 b = 50,= 0.7 V,电路其他参数所图所示。(1)试求两个电路的静态工作点;(2)若两个三极管的b = 100,则各自的工作点怎样变化?解(1)先计算两个电路的静态工作点。图(a)为固定偏置电路图(b)为分压式偏置电路,有(2)两个三极管 b = 100时可见,b 增大,导致增大,使降低。在图(b)中,b 增大一倍,不变,减小一半。8.2.3电压放大倍数、输入电阻和输出电阻的计算例 3-4在图中,已知三极管 b = 50,=0.7 V,电路其他参数所图所示。试计算:(
12、1)静态工作点;(2)电压放大倍数、输入电阻和输出电压。解(1)计算静态工作点(2)计算、= 2 kW【四、小结】1分压式偏置电路的结构及工作原理。2静态工作点的计算。3电压放大倍数、输入电阻和输出电阻的计算。【五、习题】思考与练习:8-3;8-4【课题】8.3射极输出器【教学目标】知道射极输出器的特性及应用。【教学重点】1射极输出器特点。2射极输出器的应用。【教学难点】射极输出器的输入电阻、输出电阻分析。【教学方法】讲授法(主要是启发式讲解)、多媒体课件【教学课时】2课时【教学过程】【一、复习】1放大电路输入电阻和输出电阻概念。2放大电路电压放大倍数的计算。【二、引入新课】射极输出器作为另一
13、种结构(共集电极放大器)的放大电路,有着许多一般放大电路所没有的特性。例如输入电阻大、输出电阻小、不倒相等。【三、讲授新课】射极输出器:信号由晶体管发射极输出。8.3.1电压放大倍数、输入电阻和输出电阻1电压放大倍数Auui = ube + ue = ube + uo = rbeib +(1+ b )RLibuo = RL ie =(1+)RL ib 式中RL = RE / RLAu = = = 通常 Rbe (1 + b)RL,所以Au 1电压放大倍数是1并为正值,可见输出电压uo随着输入电压ui变化而变化。 2输入电阻Riri = RB / ri = RB / rbe + ( 1 + b
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