模擬電子技術(shù)學(xué)材

1、電氣工程與自動化系模擬電子技術(shù)學(xué)材目 錄任務(wù)一 led創(chuàng)意設(shè)計1任務(wù)二 交替閃爍燈設(shè)計7任務(wù)三 放大器的設(shè)計14任務(wù)四 簡易助聽器設(shè)計24任務(wù)五 反饋電路45任務(wù)一 led創(chuàng)意設(shè)計 任務(wù)描述 用發(fā)光二極管組成自己的名字，并使其發(fā)光。 學(xué)習(xí)目標(biāo)1、掌握二極管的特性及測試電路。2、會用萬用表、protus軟件測試二極管的好壞。3、能設(shè)計發(fā)光二極管發(fā)光電路。重點：1、二極管特性 2、二極管特性測試電路難點：1、二極管特性測試電路 2、發(fā)光二極管發(fā)光電路1、 二極管（一）二極管的結(jié)構(gòu)、符號和類型 1結(jié)構(gòu)和符號二極管實質(zhì)上就是一個pn結(jié)，從p區(qū)和n區(qū)各引出一條引線，封裝在一個管殼內(nèi)。p區(qū)的引出端叫正極或

2、陽極，n區(qū)的引出端叫負(fù)極或陰極。小電流的用玻璃殼或塑料殼封裝。大電流的二極管，用金屬外殼封裝，且外殼就是一個極，并制成螺栓形，以便與散熱器連成一體。二極管外殼上一般印有符號表示極性。按二極管制造工藝的不同，二極管分為點接觸型、面接觸型和平面型三種： 點接觸型特點是：pn結(jié)面積小，結(jié)電容小，通過的電流小，用于高頻、檢波等。 面接觸型特點是：pn結(jié)面積大，結(jié)電容大，只能在低頻下工作，允許通過的電流較大，常用于整流等。 平面型特點是：pn結(jié)面積較小時，結(jié)電容小，可用于脈沖數(shù)字電路中；pn結(jié)面積較大時，通過電流較大，可用于大功率整流。2類型（二）二極管的電壓電流特性 加到二極管兩端的電壓和流過二極管的

3、電流之間的關(guān)系曲線。 1正向特性 圖中第一象限的圖形是二極管正偏時的電壓電流特性曲線，簡稱正向特性。 當(dāng)外加電壓較小時，不足以克服pn結(jié)內(nèi)電場對多數(shù)載流子的阻力，這一范圍稱為“死區(qū)”，相應(yīng)的電壓稱為死區(qū)電壓。硅管的死區(qū)電壓為0.5 v（特性曲線的oa段），鍺二極管的死區(qū)電壓為02 v。 當(dāng)電壓大于死區(qū)電壓時，pn結(jié)內(nèi)電場被削弱，因而電流增加很快（圖中n段），二極管正向?qū)ā?dǎo)通后二極管的正向電壓稱為正向壓降或管壓降。硅管導(dǎo)通壓降約 07 v，鍺管導(dǎo)通壓降約為03 v。 2反向特性 當(dāng)二極管承受反向電壓時，加強了pn結(jié)的內(nèi)電場，使二極管呈現(xiàn)很大電阻。少數(shù)載流子很容易通過pn結(jié)形成反向電流。由于少

4、數(shù)載流子是有限的，使這種反向電流在外加反向電壓增高時無明顯增大，稱它為反向飽和電流（曲線oc段）。通常硅管反向電流是幾微安到幾十微安，鍺管可達(dá)到幾百微安。這個電流是衡量二極管質(zhì)量優(yōu)劣的重要參數(shù)，越小，質(zhì)量越好。當(dāng)反向電壓增大到超過某一值時（圖中c點），反向電流會突然增大，這種現(xiàn)象稱為反向擊穿。 二極管特電壓電流特性曲不是一條直線，是非線性元件。(三）二極管的主要參數(shù) 二極管的參數(shù)是反映其性能和質(zhì)量的一些數(shù)據(jù)。通常用一些有代表性的數(shù)據(jù)來反映二極管的具體特性和使用中受到的限制，這些數(shù)據(jù)就是參數(shù)。 1最大整流電流ifm。 二極管長期使用的允許通過的最大正向平均電流為最大整流電流，常稱為額定工作電流。

5、2最大反向工作電壓urm 最大反向工作電壓是保證二極管不被擊穿而規(guī)定的最高反向電壓，常稱額定工作電壓。 3最大反向電流irm 最大反向電流是最大反向工作電壓下的反向電流。(四)二極管的識別和簡易檢測方法用萬用表的電阻擋來測量二極管的電阻以判別它的極性及其質(zhì)量壞。萬用表的紅筆（正端）接表內(nèi)電池的負(fù)極，黑筆（負(fù)端）接表內(nèi)電池的正極，選擇rx100或rx1k擋。二極管正向特性曲線起始端的非線性，pn結(jié)的正向電阻是隨外加電壓的變化而變化的，同一只二極管用 r x100和 rx1k擋時測得的正向電阻讀數(shù)是不一樣的。2、 發(fā)光二極管（一）光強度定義 發(fā)光強度的基本單位定義為坎德拉（cd），按發(fā)光強度分有普

6、亮、高亮、超高亮，每一級的亮度定義如下：1、普亮(iv10mcd)2、高亮(10iv100mcd)（二）led燈的工作電壓與電流1、普通的發(fā)光二極管正偏壓降紅色為1.6v，黃色為1.4v左右，藍(lán)、白為至少2.5v 。工作電流510ma左右2、超亮發(fā)光二極管主要有三種顏色，然而三種發(fā)光二極管的壓降都不相同，正常發(fā)光時的額定電流約為20ma。在實際應(yīng)用中最好在購買時候索要規(guī)格書或者技術(shù)參數(shù)，具體壓降參考值如下：（1）紅色發(fā)光二極管的壓降為2.0-2.2v（2）黃色發(fā)光二極管的壓降為1.82.0v（3）綠色發(fā)光二極管的壓降為3.03.2v三、protus軟件四、焊接與安裝發(fā)光二極管發(fā)光電路的裝配步驟

7、的要求：（1）熟悉圖紙。首先要識讀原理圖和印刷電路板。了解線路；工作原理；所用元器件種類、規(guī)格、數(shù)量；電路板的零件分布狀況，有無橋線及橋線的位置等。做到熟悉電路和零件裝配位置。（2）清點元件。按元件清單表的要求清點各類元件配備數(shù)量，如有缺少必須補足。（3）檢測元件。按正確的方法檢測各類元件（如已檢測過則本步驟操作可免）。如有不合格元器件，設(shè)法調(diào)換。（4）元器件成形與引腳處理。本機內(nèi)元器件采用臥式插裝，在裝機前首先要對各元器件引腳進行成形處理，再將各元器件引腳準(zhǔn)備焊接處進行刮削去污、去氧化層，然后在各引腳準(zhǔn)備焊接處上錫。（5）元件插裝與固定。將經(jīng)過成形、處理過的元器件按圖7-3所示進行插裝，插裝

8、順序按“先小后大”原則進行。插裝時各元器件均不能插錯，特別要注意有極性元件不能插反，如二極管、三極管、集成電路、駐極體話筒和電解電容等。（6）元器件的焊接與整理。細(xì)心處理好每一個焊點，保證焊接質(zhì)量，焊好后剪掉多余的引線。注意：你所選發(fā)光二級管的參數(shù)，電阻大小的計算。一、發(fā)光二極管發(fā)光電路的設(shè)計 。二、在設(shè)計過程中遇到的問題以及解決辦法1、 。2、 。3、 。4、 。5、 。教師任務(wù)評價1、 學(xué)生自我評估與總結(jié)2、小組評估與總結(jié)3、教師總體評價： 教師簽名： 日期： 年 月 日 任務(wù)二 交替閃爍燈設(shè)計 任務(wù)描述 用三極管、發(fā)光二極管設(shè)計一個交替閃爍燈。 學(xué)習(xí)目標(biāo)1、掌握三極管的特性及測試電路。2

9、、會用萬用表、protus軟件測試三極管的好壞。3、能完成三極管控制二極管的電路設(shè)計。重點：1、三極管特性 2、三極管特性測試電路難點：1、三極管特性測試電路 2、萬用表對三極管的簡單測試 2、三極管控制二極管交替閃爍電路一、三極管（一）三極管的結(jié)構(gòu)、符號和類型 1結(jié)構(gòu)和符號 在一塊極薄的硅或鍺基片上制作出兩個pn結(jié)三層半導(dǎo)體，從三層半導(dǎo)體上各引出一個電極，再封裝在管殼里就制成了三極管。三個電極：發(fā)射極e、基極b、集電極c；三個區(qū)：發(fā)射區(qū)、基區(qū)和集電區(qū)；兩個pn結(jié)：發(fā)射結(jié)和集電結(jié)；兩種形式：npn型和pnp型。 2類型（1） 型號 （2）三極管分類：1）制造材料：鍺管和硅管。2）內(nèi)部結(jié)構(gòu)： n

10、pn型和pnp 型。 3）工作頻率：高頻管（3 mhz）和低頻管（3 mhz）。 4）功率：小功率管（1w）和大功率管（1w）。 5）用途：普通管和開關(guān)管。（二）三極管的電流放大作用 l二極管的工作電壓 要使三極管具有電流放大作用，必須在發(fā)射結(jié)上加正向偏置電壓，在集電結(jié)上加反向偏置電壓。對于 npn型三極管，c、b、e三個電極的電位必須符合ucubue,對于 pnp型三極管， ucubue。 2三極管內(nèi)電流分配關(guān)系 根據(jù)基爾霍夫定律，將三極管用一假想的封閉曲面包圍起來，則流進封閉曲面的電流應(yīng)等于流出封閉曲面的電流。有ie=ib+ic。為了計算方便： ieic。3.三極管的電流放大作用 三極管的

11、電流放大作用可以通過實驗電路來分析。改變?nèi)龢O管發(fā)射結(jié)的正向偏置電壓，使基極電流發(fā)生一微小變化，同時見得相應(yīng)的集電極電流的變化，則三極管的交流電流放大倍數(shù)為：=icib。電流放大作用是三極管的主要特征，值的大小表示了三極管電流放大能力的強弱，在30100之間合適。值小，作用差；值大，不穩(wěn)定。三、三極管的特性曲線 三極管的特性曲線是描述三極管各極的電壓和電流變化關(guān)系的曲線。 1輸入特性 輸入特性是指當(dāng)三極管的集電極和發(fā)射極之間的電壓uce保持一定時，加在基極和發(fā)射極之間的電壓ube和基極電流ib之間的關(guān)系曲線。 （1）當(dāng)uce=o時，相當(dāng)于集電極與發(fā)射極之間短路，得到一條輸入特性曲線a。 （2）當(dāng)

12、uce=1v時，可得到另一條輸人特性曲線b。當(dāng)加在uce上的電壓大于1v時，測得的輸人特性曲線和uce=1v的那一條非常接近。 從三極管的輸入特性曲線看出，加在發(fā)射結(jié)上的正偏電壓只有大于死區(qū)電壓時三極管才出現(xiàn)基極電流。硅管死區(qū)電壓0.5v，鍺管死區(qū)電壓0.2v。二極管處在正常放大狀態(tài)時，硅管的ube 0.7 v，鍺管的ube 0.3 v。 2輸出特性輸出特性是指當(dāng)三極管基極電流ib一定時，三極管的集電極電流ic與集電極電壓uce之間的關(guān)系曲線。 從輸出特性曲線簇可以看到，每條曲線都有上升、彎曲及平直部分，且各條曲線的上升部分很陡，幾乎重合在一起，而平直部分則按ib值由下往上排列。根據(jù)三極管的輸

13、出特性曲線，可以把它分為三個區(qū)域：截止區(qū)、放大區(qū)和飽和區(qū)。 （1）截止區(qū)： ib=o這一條曲線以一下的區(qū)域。發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏。對應(yīng)有一很小的集電極電流，稱它為穿透電流iceo。集電極和發(fā)射極之間相當(dāng)于斷路。 （2）放大區(qū)：近似于水平部分。發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。ic受ib控制，放大區(qū)也稱為線性區(qū)，曲線越平坦，間距越均勻，線性放大性能越好。 （3）飽和區(qū)：上升和彎曲部分。發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)都正偏，飽和的特點是uce很小，集電極和發(fā)射極之間相當(dāng)于一個接通的開關(guān)。 （三）三極管的主要參數(shù) 1電流放大系數(shù) 共發(fā)射極電路直流電流放大系數(shù)和共發(fā)射極電路交流電流放大系數(shù)，對于性能良好的三極管， 和和近

14、似相等，由于易于測量，因此常用代替，且都用表示。2.穿透電流iceo：當(dāng)基極開路(ib=0)時，集電極與發(fā)射極之間的反向電流。它好像是從集電極直接穿透二極管而到達(dá)發(fā)射極的電流故又叫穿透電流。icbo是衡量三極管質(zhì)量的重要參數(shù)，越小質(zhì)量越好。icbo隨溫度升高而增大，由于硅管的icbo比鍺管小得多，因此硅管的熱穩(wěn)定性比鍺管好。3.集電極-發(fā)射極反向擊穿電壓ubr(ceo)：當(dāng)基極開路時，加在集電極和發(fā)射極之間最大的允許工作電壓稱為集電極-發(fā)射極反向擊穿電壓ubr(ceo)。使用時，uceicmm，不但會明顯下降，還有可能損壞三極管。當(dāng)集電極電流過大時，三極管的將下降，規(guī)定下降到正常值的23時的集

15、電極電流稱為集電極最大電流icm。使用時ic1w的叫大功率管。集電極電流ic流過集電結(jié)時會消耗功率產(chǎn)生熱量，三極管溫度升高。pcm的大小與環(huán)境溫度有密切關(guān)系，溫度越高，pcm值越小。根據(jù)三極管允許的最高溫度和散熱條件來規(guī)定最大允許耗散功率pcm。使用時pcmic uce。對于大功率管，常在管子上加散熱器或散熱片。（四）三極管的識別和簡單測試 1根據(jù)管腳排列識別 目前三極管的種類較多，封裝形式不一，管腳也有多種排列形式。 2、使用萬用表判別三極管極性萬用表測小功率管時，一般選用rx100或rx1k擋；測大功率管時，可選用rx10擋。（1） 首先判別管型找出基極。以黑筆為準(zhǔn)，紅筆分別接另外兩個管腳

16、，如果測得兩個阻值均較小時，則該管為npn型，黑筆所接為基極；如果兩次阻值均較大時，則該管為pnp型，黑筆所接仍是基極。（2）基極找出后，第二步找集電極。對于npn型，將黑筆分別接在兩個未知電極上，然后用手指把基極和黑表筆所接極一起捏住，（兩極不能相碰），觀察指針偏轉(zhuǎn)。情況并記下偏轉(zhuǎn)位置，再將兩表筆交換極性，重復(fù)上述過程，則偏轉(zhuǎn)角大的一次黑筆所接腳為集電極。如果是pnp型管，只需將紅筆、黑表筆對換位置，其余和npn型管的測試完全相似。讀數(shù)較小的一次紅表棒所接的管腳為集電極。二、用protus軟件設(shè)計一個三極管控制二極管交替閃爍的電路三、焊接與安裝交替閃爍燈電路的裝配步驟的要求：（1）熟悉圖紙。

17、首先要識讀原理圖和印刷電路板。了解線路；工作原理；所用元器件種類、規(guī)格、數(shù)量；電路板的零件分布狀況，有無橋線及橋線的位置等。做到熟悉電路和零件裝配位置。（2）清點元件。按元件清單表的要求清點各類元件配備數(shù)量，如有缺少必須補足。（3）檢測元件。按正確的方法檢測各類元件（如已檢測過則本步驟操作可免）。如有不合格元器件，設(shè)法調(diào)換。（4）元器件成形與引腳處理。本機內(nèi)元器件采用臥式插裝，在裝機前首先要對各元器件引腳進行成形處理，再將各元器件引腳準(zhǔn)備焊接處進行刮削去污、去氧化層，然后在各引腳準(zhǔn)備焊接處上錫。（5）元件插裝與固定。將經(jīng)過成形、處理過的元器件按圖7-3所示進行插裝，插裝順序按“先小后大”原則進

18、行。插裝時各元器件均不能插錯，特別要注意有極性元件不能插反，如二極管、三極管、集成電路、駐極體話筒和電解電容等。（6）元器件的焊接與整理。細(xì)心處理好每一個焊點，保證焊接質(zhì)量，焊好后剪掉多余的引線。注意：你所選發(fā)光二級管、三極管的參數(shù)，電阻、電容大小的計算。一、交替閃爍燈電路的設(shè)計 。二、在設(shè)計過程中遇到的問題以及解決辦法1、 。2、 。3、 。4、 。5、 。任務(wù)評價1、 學(xué)生自我評估與總結(jié)2、小組評估與總結(jié)3、教師總體評價： 教師簽名： 日期： 年 月 日 任務(wù)三 放大器的設(shè)計 任務(wù)描述 單管共射極電路的測試 學(xué)習(xí)目標(biāo)1、掌握靜態(tài)工作點、放大倍數(shù)的簡單計算2、會用萬用表、protus軟件測試

19、單管共射極放大電路的靜態(tài)工作點及放大倍數(shù)。重點：1、單管共射極電路的組成及工作原理 2、靜態(tài)工作點、放大倍數(shù)的計算難點：1、單管共射極電路工作原理 2、直流通路、交流通路一、低頻放大電路基礎(chǔ) 1.定義：三極管放大電路（也稱為放大器）就是將微弱的電信號轉(zhuǎn)變?yōu)檩^強的電信號的電子電路。2.放大器的形式和種類（1）按所放大的信號頻率的高低來分：分直流放大電路、低頻放大電路、高頻放大電路。（2）按放大的對象來分，有電壓、電流和功率放大器等；（3）按三極管的連接方式來分，有共射極、共基極和共集電極放大器等；（4）按放大器的級數(shù)來分，有單級和多級放大器等。（一）共發(fā)射極基本放大電路1.電路的組成：輸入回路和

20、輸出回路。（1）輸入回路：基極與發(fā)射極構(gòu)成的回路（2）輸出回路：集電極與發(fā)射極構(gòu)成的回路。見書圖7-1 （a） （b） （c）（2） 電路中各元件的作用如下：三極管v工作在放大狀態(tài)：起電流放大作用1） 基極偏置電阻rb（又叫偏流電阻）：其作用是使電源ug提供的基極電流ib為某一適當(dāng)?shù)闹?，以保證三極管有比較合適的工作狀態(tài)。（幾十千歐幾百千歐）2） 直流電源ug作用：a 為三極管提供發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏所需電壓b 為放大電路提供能源3） 集電極電阻rc（集電極負(fù)載電阻）的作用：把三極管的電流放大轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷悍糯?。（幾千十幾千歐）很明顯，若rc=0，則輸出電壓始終等于電源電壓，電路沒有電壓放大作用。

21、4） 耦合電容c1和c2的作用：傳輸交流信號，阻斷直流電源與信號源之間及負(fù)載之間的直流通路。（二）工作原理三極管處于放大狀態(tài)時必須滿足發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏的外部條件，對三極管放大電路來說也是如此。1基本概念（1）靜態(tài)：當(dāng)放大器的輸人信號ui=0時，三極管的基極回路和集電極回路中只有直流通過，放大器這時的狀態(tài)稱為靜態(tài)。（2）靜態(tài)工作點：靜態(tài)時的基極電流、集電極電流和集射極電壓分別用ibq、icq和uceq表示。通常將靜態(tài)時的基極電流ibq稱為基極偏置電流，將icq和uceq的交點q稱為放大器的靜態(tài)工作點。（3）設(shè)置靜態(tài)工作點的目的：給三極管的發(fā)射結(jié)預(yù)先加上一適當(dāng)?shù)恼螂妷海搭A(yù)先給基極提供一定

22、的偏流以保證在輸入信號的整個周期中，放大電路都工作在放大狀態(tài)，避免信號在放大過程中產(chǎn)生失真。（4）動態(tài)：有一個較小的正弦交流信號輸入時的情況稱為放大電路的動態(tài)。2.工作原理靜態(tài)時輸入信號ui=0只有靜態(tài)的ibq、ubeq、icq和uceq。動態(tài)時，輸入信號ui通過耦合電容c1送到三極管的基極和發(fā)射極之間，與直流電壓的ubeq疊加，基極總電壓為：ube= ubeq+ui.對應(yīng)的基極總電流也是靜態(tài)時的基極偏置電流ibq和輸入信號ui引起的交變電流ib的疊加，即ie= ieq+ib?；鶚O電流對集電極電流的控制作用，有ic=ib=（ibq+ib）=icq+ic。集電極總電壓也是由靜態(tài)電壓uceq和交流

23、電壓uce。疊加。uce= ucc-icrc= ucc-(icq+ic)rc=ucc-icqrc-icrc=uceq-uce。由于電容器c2的隔直作用，在放大器的輸出端只有集電極總電壓中的交流分量uce，輸出的交流電壓為：uo=uce=- icrc。負(fù)號表示輸出的交流電壓uo與ic相位相反。 從以上分析可見： 1放大電路工作在動態(tài)時都是由兩個分量組成的，一個是直流分量，另一個是交流分量。波形圖也是這兩種分量的合成，由于各直流分量的值大于各交流分量的幅值，所以三極管在整個交流信號周期內(nèi)都是導(dǎo)通的。 2在共發(fā)射極電路中，輸入信號ui和ib、ic同相的，輸出電壓uo的波形幅度比輸入信號電壓ui的波形

24、幅度大，兩者頻率相同，但相位相反，這也叫做共發(fā)射極放大器的“反相”放大作用。在分析放大電路時，符號列舉：字母大寫腳標(biāo)大寫：直流量；字母大寫腳標(biāo)小寫：有效值；字母小寫腳標(biāo)大寫：全量；字母小寫腳標(biāo)小寫：交流瞬時值。二、共發(fā)射極放大電路的分析為了進一步理解放大電路的性能，需要對放大電路進行必要的定量分析。主要有近似估算法和圖解分析法兩種。（一）直流通路和交流通路 1直流通路直流通路：放大電路的直流等效電路，是在靜態(tài)時放大電路的輸入回路和輸出回路的直流電流流通的路徑。畫法：斷開電容器所在的支路。 2交流通路交流通路：放大電路的交流等效電路，是動態(tài)時放大電路的輸入回路和輸出回路的交流電流流通的路徑。畫法

25、：電容器和直流電源短路。（二）近似估算法 l近似估算靜態(tài)工作點近似估算靜態(tài)工作點時用直流通路由：ucc=ibqrb+ubeq得：由于ubeq很小可忽略，因此可寫為：根據(jù)三極管： icq=ibq集電極回路： uceq=ucc-icqrc 2近似估算放大電路的輸入電阻、輸出電阻和電壓放大倍數(shù)（1）輸入電阻和輸出電阻 當(dāng)輸入信號加到放大器的輸入端時，放大器就相當(dāng)于信號源的負(fù)載電阻，這個負(fù)載電阻也就是放大器本身的輸入電阻。輸入電阻越大，信號源提供的信號電流越小，從信號源吸取的能量就越少，在實際應(yīng)用時要求放大器的輸入電阻大一些。 放大器的輸出回路可看成是一個具有一定內(nèi)阻ro的“電源”，這個內(nèi)阻就是放大器

26、的輸出電阻。顯然輸出電阻越小，放大器帶負(fù)載的能力越強，當(dāng)負(fù)載變化時對放大器的輸出影響很小，所以在實際應(yīng)用時要求輸出電阻小一些。 （2）輸入電阻和輸出電阻的估算1）輸入電阻ri :交流信號電壓ui加在三極管的輸入端基極和發(fā)射極之間時，基極將產(chǎn)生相應(yīng)的變化電流ib；，這反映了三極管本身具有一定的輸人電阻rbe。用經(jīng)驗公式計算：從放大器的輸入端看進去時，放大器的輸入電阻就是rb和rbe的并聯(lián)值：ri=rbrbe放大器的輸入電阻可近似為： rirbe 2）輸出電阻ro:從輸出端看進去，放大器可以看作為一個具有內(nèi)阻ro和電動勢uo的等效電路。 放大器的輸出電阻為：ro=rcerc可近似為：rorc （3

27、）放大器的電壓放大倍數(shù)au: 放大倍數(shù)反映放大器的放大能力,放大器輸出電壓變化量（交流成分）uo（或有效值uo）與輸入電壓變化量（交流成分）ui（或有效值ui）之比，稱為電壓放大倍數(shù)，用au表示：根據(jù)同樣道理，電流放大倍數(shù)和功率放大倍數(shù)分別:1） 輸出端不帶負(fù)載 uo=-icrcui=iiriibrbe不帶負(fù)載時的電壓放大倍數(shù)為：2)輸出端帶負(fù)載rl集電極電流ic過交流等效負(fù)載rl=rlrc輸出電壓uo=-icrl輸入信號電壓不變，所以帶負(fù)載時的電壓放大倍數(shù)為： 放大器不帶負(fù)載時的電壓放大倍數(shù)最大，帶了負(fù)載后的電壓放大倍數(shù)就下降，而且負(fù)載電阻越小，電壓放大倍數(shù)下降得越多。三、用protus軟件

28、繪制單管共射極放大電路并測試靜態(tài)工作點和放大倍數(shù)四、焊接與安裝單管共射極放大電路的裝配步驟的要求：（1）熟悉圖紙。首先要識讀原理圖和印刷電路板。了解線路；工作原理；所用元器件種類、規(guī)格、數(shù)量；電路板的零件分布狀況，有無橋線及橋線的位置等。做到熟悉電路和零件裝配位置。（2）清點元件。按元件清單表的要求清點各類元件配備數(shù)量，如有缺少必須補足。（3）檢測元件。按正確的方法檢測各類元件（如已檢測過則本步驟操作可免）。如有不合格元器件，設(shè)法調(diào)換。（4）元器件成形與引腳處理。本機內(nèi)元器件采用臥式插裝，在裝機前首先要對各元器件引腳進行成形處理，再將各元器件引腳準(zhǔn)備焊接處進行刮削去污、去氧化層，然后在各引腳準(zhǔn)

29、備焊接處上錫。（5）元件插裝與固定。將經(jīng)過成形、處理過的元器件按圖7-3所示進行插裝，插裝順序按“先小后大”原則進行。插裝時各元器件均不能插錯，特別要注意有極性元件不能插反，如二極管、三極管、集成電路、駐極體話筒和電解電容等。 （6）元器件的焊接與整理。細(xì)心處理好每一個焊點，保證焊接質(zhì)量，焊好后剪掉多余的引線。注意：你所選三級管的參數(shù)，電阻、電容大小的計算。一、單管共射極放大電路的設(shè)計 。二、在設(shè)計過程中遇到的問題以及解決辦法1、 。2、 。3、 。4、 。5、 。教師任務(wù)評價2、 學(xué)生自我評估與總結(jié)2、小組評估與總結(jié)3、教師總體評價： 教師簽名： 日期： 年 月 日 任務(wù)四 簡易助聽器設(shè)計

30、任務(wù)描述1、共射極放大電路2、分壓偏置放大電路3、聲電和電聲元件 學(xué)習(xí)目標(biāo)1、掌握共射極放大電路的構(gòu)成、靜態(tài)分析和動態(tài)分析。2、掌握分壓偏置放大電路的工作原理和分析方法。3、了解聲電和電聲元件的工作原理。重點：1、共射極放大電路 2、聲電和電聲元件的識別與檢測難點：1、分壓偏置放大電路的應(yīng)用 2、助聽器的設(shè)計和組裝一、共射極放大電路（一）概念bjt的三種組態(tài)（1）、共發(fā)射極接法，發(fā)射極作為公共電極，如圖（a）表示；（2）、共基極接法，基極作為公共電極，如圖（b）表示；（3）、共集電極接法，集電極作為公共電極，如圖（c）表示。在bjt的三種組態(tài)中，共射極放大電路是放大電路中應(yīng)用最廣泛的三極管接法

31、，信號由三極管基極和發(fā)射極輸入，從集電極和發(fā)射極輸出。因為發(fā)射極為共同接地端，故命名共射極放大電路。（二）工作原理1、基本共射極放大電路的組成 基本共射極放大電路2. 靜態(tài)(直流工作狀態(tài))輸入信號vi0時，放大電路的工作狀態(tài)稱為靜態(tài)或直流工作狀態(tài)。 vceq=vccicqrc 直流通路3. 動態(tài)交流通路輸入正弦信號vs后，電路將處在動態(tài)工作情況。此時，bjt各極電流及電壓都將在靜態(tài)值的基礎(chǔ)上隨輸入信號作相應(yīng)的變化。 三、放大電路的分析方法（一）圖解分析法1. 靜態(tài)工作點的圖解分析采用該方法分析靜態(tài)工作點，必須已知三極管的輸入輸出特性曲線。共射極放大電路（1）首先，畫出直流通路直流通路（2）列輸

32、入回路方程（3）列輸出回路方程（直流負(fù)載線）vce=vccicrc（4）在輸入特性曲線上，作出直線 ，兩線的交點即是q點，得到ibq。（5）在輸出特性曲線上，作出直流負(fù)載線 vce=vccicrc，與ibq曲線的交點即為q點，從而得到vceq 和icq。2. 動態(tài)工作情況的圖解分析（1）根據(jù)vs的波形，在bjt的輸入特性曲線圖上畫出vbe 、 ib 的波形 （2）根據(jù)ib的變化范圍在輸出特性曲線圖上畫出ic和vce 的波形3. 非線性失真的圖解分析截止失真的波形（1） q點設(shè)置過低，信號進入截止失真區(qū)，如圖“截止失真波形”。（2） q點設(shè)置過高，信號進入飽和失真區(qū)，如圖“飽和失真波形”。飽和失

33、真的波形4. 圖解分析法的適用范圍適用于：幅度較大而工作頻率不太高的情況優(yōu)點： 直觀、形象。有助于建立和理解交、直流共存，靜態(tài)和動態(tài)等重要概念；有助于理解正確選擇電路參數(shù)、合理設(shè)置靜態(tài)工作點的重要性。能全面地分析放大電路的靜態(tài)、動態(tài)工作情況。缺點： 不能分析工作頻率較高時的電路工作狀態(tài)，也不能用來分析放大電路的輸入電阻、輸出電阻等動態(tài)性能指標(biāo)。（二）小信號模型分析法1. bjt的h參數(shù)及小信號模型（1）建立小信號模型的意義 由于三極管是非線性器件，這樣就使得放大電路的分析非常困難。建立小信號模型，就是將非線性器件做線性化處理，從而簡化放大電路的分析和設(shè)計。（2）建立小信號模型的思路 當(dāng)放大電路

34、的輸入信號電壓很小時，就可以把三極管小范圍內(nèi)的特性曲線近似地用直線來代替，從而可以把三極管這個非線性器件所組成的電路當(dāng)作線性電路來處理。bjt雙口網(wǎng)絡(luò)2. 用h參數(shù)小信號模型分析基本共射極放大電路（1）利用直流通路求q點一般硅管vbe=0.7v，鍺管vbe=0.2v，b 已知。共射極放大電路（2）畫小信號等效電路h參數(shù)小信號等效電路（3）求放大電路動態(tài)指標(biāo)a) 電壓增益b) 輸入電阻c) 輸出電阻ro = rc3. 小信號模型分析法的適用范圍適用范圍：放大電路的輸入信號幅度較小，bjt工作在其vt特性曲線的線性范圍（即放大區(qū)）內(nèi)。h參數(shù)的值是在靜態(tài)工作點上求得的。所以，放大電路的動態(tài)性能與靜態(tài)

35、工作點參數(shù)值的大小及穩(wěn)定性密切相關(guān)。優(yōu)點： 分析放大電路的動態(tài)性能指標(biāo)(av 、ri和ro等)非常方便，且適用于頻率較高時的分析。缺點： 在bjt與放大電路的小信號等效電路中，電壓、電流等電量及bjt的h參數(shù)均是針對變化量(交流量)而言的，不能用來分析計算靜態(tài)工作點。例題：放大電路如圖所示。已知bjt的 =80， rb=300kw ， rc=2kw， vcc= +12v，求：（1）放大電路的q點。此時bjt工作在哪個區(qū)域？（2）當(dāng)rb=100kw時，放大電路的q點。此時bjt工作在哪個區(qū)域？（忽略bjt的飽和壓降）解：（1）靜態(tài)工作點為q（40ma，3.2ma，5.6v），bjt工作在放大區(qū)。

36、（2）當(dāng)rb=100kw時，vce不可能為負(fù)值，其最小值也只能為0，即ic的最大電流為：此時，q（120ua，6ma，0v）， ，所以bjt工作在飽和區(qū)。二、分壓偏置式共射放大電路（一）工作原理 在之前的學(xué)習(xí)中，我們知道溫度上升時，bjt的反向電流icbo、iceo及電流放大系數(shù)b或a都會增大，而發(fā)射結(jié)正向壓降vbe會減小。這些參數(shù)隨溫度的變化，都會使放大電路中的集電極靜態(tài)電流icq隨溫度升高而增加（icq= b ibq+ iceo） ，從而使q點隨溫度變化。 要想使icq基本穩(wěn)定不變，就要求在溫度升高時，電路能自動地適當(dāng)減小基極電流ibq 。(a) 原理電路 (b) 直流通路1、穩(wěn)定工作點原

37、理 目標(biāo)：溫度變化時，使ic維持恒定。 如果溫度變化時，b點電位能基本不變，則可實現(xiàn)靜態(tài)工作點的穩(wěn)定。穩(wěn)定原理：b點電位基本不變的條件：i1 ibq ，vbq vbeq此時，vbq與溫度無關(guān)，re取值越大，反饋控制作用越強；一般取 i1 =(510)ibq ， vbq =35v 2、放大電路指標(biāo)分析靜態(tài)工作點電壓增益畫小信號等效電路確定模型參數(shù)b已知，求rbe增益輸出回路：輸入回路：電壓增益：輸入電阻ri (放大電路的輸入電阻不包含信號源的內(nèi)阻)輸出電阻當(dāng) 時， ，一般認(rèn)為三、聲電與電聲元件1、電聲元件電聲元件通常是指能將音頻電信號轉(zhuǎn)換成聲音信號的元件，如揚聲器就是把音頻信號轉(zhuǎn)變成聲音信號的電

38、聲元件。揚聲器俗稱“喇叭”，是電聲元件的一種，其中文字符號位bl，在收音機、收錄機、擴音機、電視機、計算機、電話機、報警器和測量儀器等各種電子設(shè)備中被廣泛應(yīng)用。常用電聲器件有：（1）電磁式揚聲器：聲源訊號電流通過線圈后會將（2）電動式揚聲器：電動式揚聲器又稱為動圈式揚聲器；它是應(yīng)用電動原理的電聲換能器件；它是目前運用最多、最廣泛的揚聲器，究其原因主要有三條： （1）電動式揚聲器結(jié)構(gòu)簡單、生產(chǎn)容易，而且本身不需要大的空間，導(dǎo)致價格便宜，可以大量普及。 （2）這類揚聲器可以做到性能優(yōu)良，在中頻段可以獲得均勻的頻率響應(yīng)。 （3）這類揚聲器在不斷改進中，幾十年揚聲器發(fā)展史，就是揚聲器設(shè)計、工藝、材料不

39、斷改進的歷史，也是性能與時俱進的歷史。（3）壓電蜂鳴器：是一種以壓電陶瓷作為電聲換能器的發(fā)聲體，這種器件的核心是以壓電陶瓷薄片粘貼在金屬片上的換能換件，即壓電蜂鳴片。壓電蜂鳴器無射頻噪聲、低功耗等特點使其備受重視，發(fā)展非常迅速。2、聲電元件聲電元件通常是指能將聲音信號轉(zhuǎn)換成音頻信號的元件，如傳聲器、麥克風(fēng)就是把聲音信號轉(zhuǎn)變?yōu)橐纛l信號的聲電元件。3、常用聲電和電聲元件檢測（1）駐極體話筒的性能檢測 利用萬用表r100擋，將萬用表黑表筆接話筒的正極端，紅表筆接話筒的接地端，向話筒吹氣，萬用表表針應(yīng)有偏轉(zhuǎn)。偏轉(zhuǎn)越大，靈敏度越高，質(zhì)量越好；偏轉(zhuǎn)越小，靈敏度越低。（2）駐極體話筒判斷極性由于駐極體話筒內(nèi)

40、部場效應(yīng)管的漏極d和源極s直接作為話筒的引出電極，所以只要判斷出漏極d和源極s，也就不難確定出駐極體話筒的電極。將萬用表撥至“r100”或“r1k”電阻擋，黑表筆接任意一極，紅表筆接另外一極，讀出電阻值數(shù)；對調(diào)兩表筆后，再次讀出電阻值數(shù)，并比較兩次測量結(jié)果，阻值較小的一次中，黑表筆所接應(yīng)為源極s，紅表筆所接應(yīng)為漏極d。進一步判斷：如果駐極體話筒的金屬外殼與所檢測出的源極s電極相連，則被測話筒應(yīng)為兩端式駐極體話筒，其漏極d電極應(yīng)為“正電源/信號輸出腳”，源極s電極為“接地引腳”；如果話筒的金屬外殼與漏極d相連，則源極s電極應(yīng)為 “負(fù)電源/信號輸出腳”，漏極d電極為“接地引腳”。如果被測話筒的金屬

41、外殼與源極s、漏極d電極均不相通，則為三端式駐極體話筒，其漏極d和源極s電極可分別作為“正電源引腳”和“信號輸出腳”（或“信號輸出腳”和“負(fù)電源引腳”），金屬外殼則為“接地引腳”。（3）檢測好壞在上面的測量中，駐極體話筒正常測得的電阻值應(yīng)該是一大一小。如果正、反向電阻值均為，則說明被測話筒內(nèi)部的場效應(yīng)管已經(jīng)開路；如果正、反向電阻值均接近或等于0，則說明被測話筒內(nèi)部的場效應(yīng)管已被擊穿或發(fā)生了短路；如果正、反向電阻值相等，則說明被測話筒內(nèi)部場效應(yīng)管柵極g與源極s之間的晶體二極管已經(jīng)開路。由于駐極體話筒是一次性壓封而成，所以內(nèi)部發(fā)生故障時一般不能維修，棄舊換新即可。4、揚聲器性能檢測和使用注意測喇叭

42、、耳機、動圈式話筒：用r1檔，任一表筆接一端，另一表筆點觸另一端，正常時會發(fā)出清脆響量的“噠”聲。如果不響，則是線圈斷了，如果響聲小而尖，則是有擦圈問題，也不能用。使用時，揚聲器的實際功率不要超過額定功率，否則將燒毀音圈，或?qū)⒁羧φ裆?。電磁式和壓電陶瓷式揚聲器工作電壓不要超過30v，且元件焊接時間不宜過長，否則也宜燒壞喇叭。四、簡易助聽器的制作助聽器實質(zhì)上是一種低頻放大器，可用耳機進行放音，當(dāng)使用者用上耳機后，可提高老年者的聽覺，同時可對青少年的學(xué)習(xí)和記憶能帶來方便。助聽器名目繁多，但所有電子助聽器的工作原理是一樣的。任何助聽器都包括6個基本結(jié)構(gòu)。（1）話筒（傳聲器或麥克風(fēng)） 接收聲音并把它轉(zhuǎn)

43、化為電波形式，即把聲能轉(zhuǎn)化為電能。（2）放大器放大電信號（晶體管放大線路）。（3）耳機（受話器）把電信號轉(zhuǎn)化為聲信號（即把電能轉(zhuǎn)化為聲能）。（4）耳模（耳塞） 置入外耳道。（5）音量控制開關(guān) 調(diào)節(jié)音量。（6）電源供放大器用的干電池。助聽器除有上述6部件外，大多數(shù)型號的助聽器還有3個附件，或稱3個附加電路（音調(diào)控制、感應(yīng)線圈、輸出限制控制）?，F(xiàn)代電子助聽器是一個放大器，它的功能是增加聲能強度并盡可能不失真地傳入耳內(nèi)。因聲音的聲能不能直接放大，故有必要將其轉(zhuǎn)換為電信號，放大后再轉(zhuǎn)換為聲能。輸入換能器由傳聲器（麥克風(fēng)或話筒）、磁感線圈等部分組成。其作用是將輸入聲能轉(zhuǎn)為電能傳至放大器。放大器將輸入電信號放大后，再傳至輸出換能器。輸出換能器由耳機或骨導(dǎo)振動器構(gòu)成，其作用是把放大的信號由電能再轉(zhuǎn)為聲能或動能輸出。電源是供給助聽器工作能量不可缺少的部分，另外還設(shè)有削峰（pc）或自動增益控制（agc）裝置，以適合各種不同程度耳聾病人的需要。（一）工作原理本電路由話筒、前置低放、功率放大電路和耳機等部分組成。它實質(zhì)上是一個由晶體三極管vt1vt3構(gòu)成的多級音頻放大器。vt1與外圍阻容元件組成了典型的阻容耦合放大電路，擔(dān)任前置音頻電壓放大；vt2、vt3組成了兩級直接耦合式功率放大電路，其中：vt