放大電路的組成及工作原理.doc

2.4 放大電路的組成及工作原理參考教材：模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)孫小子 張企民主編 西安：西安電子科技大學(xué)出版社一、 教學(xué)目標(biāo)及要求1、 通過(guò)本次課的教學(xué)，使學(xué)生了解晶體管組成的基本放大電路的三種類型，掌握放大電路的組成元器件及各元器件的作用，理解放大電路的工作原理。2、 通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生定性分析學(xué)習(xí)意識(shí)，使學(xué)生掌握理論結(jié)合生活實(shí)際的分析能力。二、 教學(xué)重點(diǎn)1、 共發(fā)射極放大電路的組成元器件及各元器件作用；2、 共發(fā)射極放大電路的工作原理。三、 教學(xué)難點(diǎn)1、 共發(fā)射極放大電路的組成元器件及各元器件作用；2、 共發(fā)射極放大電路的工作原理。四、 教學(xué)方法及學(xué)時(shí)1、 講授法2、 1個(gè)學(xué)時(shí)五、 教學(xué)過(guò)程（一） 導(dǎo)入新課同學(xué)們，上節(jié)課我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了晶體管內(nèi)部載流子運(yùn)動(dòng)的特性以及由此引起的晶體管的一些外部特性，比如說(shuō)晶體管的輸入輸出特性等，在這里，我要強(qiáng)調(diào)一下，我們需要把更多的注意力放在關(guān)注晶體管的外部特性上，而沒(méi)有必要細(xì)究?jī)?nèi)部載流子的特點(diǎn)。由晶體管的輸出特性，我們知道，當(dāng)晶體管的外部工作條件不同時(shí)，晶體管可以工作在三個(gè)不同的區(qū)間。分別為：放大區(qū)、截止區(qū)、飽和區(qū)，其中放大區(qū)是我們?nèi)粘Ｉ钪休^為常用的一種工作區(qū)間。大家是否還記得，晶體管工作在放大區(qū)時(shí)所需要的外部條件是什么嗎（發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏）？這節(jié)課，我們將要進(jìn)入一個(gè)晶體管工作在放大區(qū)時(shí)，在實(shí)際生活中應(yīng)用的新內(nèi)容學(xué)習(xí)。2.4放大器的組成及工作原理一、 放大的概念放大： 利用一定的外部工具，使原物體的形狀或大小等一系列屬性按一定的比例擴(kuò)大的過(guò)程。日常生活中，利用擴(kuò)音機(jī)放大聲音，是電子學(xué)中最常見(jiàn)的放大。其原理框圖為：擴(kuò)音器原理框圖由此例子，我們知道，放大器大致可以分為：輸入信號(hào)、放大電路、直流電源、輸出信號(hào)等四部分，它主要用于放大小信號(hào)，其輸出電壓或電流在幅度上得到了放大，輸出信號(hào)的能量得到了加強(qiáng)。對(duì)放大電路的基本要求:一是信號(hào)不失真,二是要放大。二、基本放大電路的組成 基本放大電路一般是指由一個(gè)三極管與相應(yīng)分立元件組成的三種基本組態(tài)（共發(fā)射極、共基極、共集電極）放大電路。本節(jié)將以NPN型晶體管組成的基本共射放大電路為例，闡明放大電路的組成、各元器件的作用和工作原理經(jīng)典的共發(fā)射極放大電路如右圖所示，其基本組成元器件如下：三 極 管T工作在放大區(qū)，起放大作用，是整個(gè)電路的核心器件。偏置電路VCC 、Rb、Rc提供電源，并使三 極管工做在線性放大區(qū)。 耦合電容C1 、C2輸入耦合電容C1保證信號(hào)加到發(fā)射結(jié)，不影響發(fā)射結(jié)偏置。輸出耦合電容C2保證信號(hào)輸送到負(fù)載，不影響集電結(jié)偏置。 共發(fā)射極放大電路負(fù)載電阻Rc 、RL將變化的集電極電流轉(zhuǎn)換為電壓輸出。三、放大原理1、無(wú)輸入信號(hào)時(shí)放大器的工作情況基本放大電路中， 在接通直流電源VCC后，當(dāng) Vi=0時(shí), 由于基極偏流電阻Rb的作用，晶體管基極就有正向偏流IB流過(guò)，參數(shù)選擇正確，晶體管工作在放大區(qū)，那么集電極電流IC=IB，集電極電流在集電極電阻Rc上形成的壓降為UC=ICRC，此時(shí)，由于電容的隔直流作用,輸出V0=0。 2、輸入交流信號(hào)時(shí)的工作情況當(dāng)在放大器的輸入端加入正弦交流信號(hào)電壓Vi時(shí)，信號(hào)電壓Vi將和靜態(tài)正偏壓UBE相串連作用于晶體管發(fā)射結(jié)上，加在發(fā)射結(jié)上的電壓瞬時(shí)值為uBE=UBE+Vi如果選擇適當(dāng)?shù)撵o態(tài)電壓值和靜態(tài)電流值，輸入信號(hào)電壓的幅值又限制在一定范圍之內(nèi)，此時(shí)基極電流的瞬時(shí)值將隨uBE變化，基極電流iB由兩部分組成, 一個(gè)是固定不變的靜態(tài)基極電流IB；一個(gè)是作正弦變化的交流基極電流ib。 iB=IB+ib其波形圖如圖所示：由于晶體管的電流放大作用， 集電極電流iC將隨基極電流iB變化，其波形為：因?yàn)?URc=RCiC ， uC=VCCURC于是，輸入信號(hào)通過(guò)耦合電容加在三極管的發(fā)射結(jié)于是有下列過(guò)程：三極管放大作用 變化的iC通過(guò)RC轉(zhuǎn)化為變化的輸出 由上面的電路組成實(shí)例我們可以看到出，用晶體管組成放大電路，必須要遵守一個(gè)重要原則：必須將晶體管偏置在放大狀態(tài)，并設(shè)置合適的工作點(diǎn)四、放大器的直流通路和交流通路對(duì)一個(gè)放大器進(jìn)行定量分析時(shí)，由放大器的組成，我們可以看到，放大器同時(shí)有兩個(gè)電源作用，一個(gè)是直流工作電源Vcc,一個(gè)是輸入交流信號(hào)Vi,為了便于分析放大器，我們有必要將這個(gè)電源分開(kāi)作用在放大器上的兩種情況進(jìn)行分析，也就是形成了放大器的直流通路和交流通路。1、 直流通路：將原放大電路中所有電容開(kāi)路，電感短路，而直流電源保留得到的電路。2、交流通路：將原來(lái)放大電路中電抗極小的大電容、小電感短路，電抗極小的小電容、大電感開(kāi)路，而電抗不容忽略的電容、電感保留，直流電源短路得到。在基本放大電路里，直流電源和耦合電容對(duì)交流相當(dāng)于短路 直流通路 交流通路（二） 課堂總結(jié)本節(jié)課主要學(xué)習(xí)了基本放大電路的組成，各元器