放大電路及運(yùn)算放大器

1、電工電子技術(shù)與技能 -電子教案顯一168A、復(fù)習(xí)晶體管的三種工作狀態(tài)。新授課B、新授課第一節(jié)共發(fā)射極單管放大電路一、放大電路的概念及分類1 .放大電路的用途自動(dòng)控制、信號檢測、通信等電子設(shè)備中最基本的組成部分。 例：擴(kuò)音系統(tǒng)的四個(gè)主要組成部分。(提問)(講解)(1)(2)(3)(4)輸入O-放大電路傳感器(麥克風(fēng))，將聲音轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓信號。 放大器，將麥克風(fēng)輸出的微弱電壓信號放大到所需要的值。 再生器(揚(yáng)聲器)，將放大后的電信號還原成聲音。 電源，提供放大器工作所需要的直流電壓。2 .什么是放大電路 同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件的電路：(1) 輸出信號的功率大于輸入信號的功率。(2) 輸出信號波形

2、與輸入信號波形相同(不失真) 用框圖表示：(1)按放大器的頻率高低分(2)按被放大信號的類型分輸入端：加入需要放大的信號。 輸出端：得到放大的輸出信號。組成：一個(gè)放大電路必須含有晶體管(或電子管)這樣的器件，同時(shí)還包含電阻、 電感、變壓器等元器件。3 .放大器的分類直流放大器 低頻放大器 高頻放大器 電流放大器 電壓放大器 功率放大器169負(fù)4（3）按放大信號的強(qiáng)弱分小信號放大器大信號放大器（4）按晶體管連接方式分共發(fā)射極放大器 共基極放大器共集電極放大器（5）按元器件的集成化程度分分立元件放大器 集成電路放大器二、共發(fā)射極放大電路共發(fā)射極單管放大器又稱單極低頻小信號放大電路。 它是最基本的放

3、大電路，也是復(fù)雜電子電路的基礎(chǔ)。工作頻率：20 Hz - 20 kHz的低頻范圍內(nèi)。 適用范圍：用于放大較小的電流、電壓。1 .電路結(jié)構(gòu)如圖所示為單管共發(fā)射極放大電路丄Ch.RbWJJ（講解）(c)(b)（a）雙電源供電；（b）單電源供電；（6是（b）圖的習(xí)慣畫法（不畫出集電極電 源）。各元器件的作用: 晶體管V :工作在放大狀態(tài)，起電流、電壓放大作用。Ib （又稱偏 基極偏置電阻Rb :它使電源UE給晶體管提供一個(gè)合適的基極電流 流），保證晶體管工作在合適的狀態(tài)。取值范圍在幾十千歐到幾百千歐。它的取值范 集電極負(fù)載電阻 Rc :作用是把晶體管的電流放大轉(zhuǎn)換為電壓放大。 圍一般在幾千到幾十千歐

4、。 耦合電容Ci和C2 :起隔直流通交流的作用。交流信號從Ci輸入經(jīng)過放大從C2輸出，同時(shí)Ci把晶體管的輸入端與信號源之間，C2把輸出端和負(fù)載之間的直流通路隔斷。一般選用電解電容，使用時(shí)注意極性的區(qū)分。 集電極電源Ue：作用一是給晶體管一個(gè)合適的工作狀態(tài)（保證發(fā)射結(jié)正偏，集 電結(jié)反偏），二是為放大電路提供能源。2 .靜態(tài)工作點(diǎn)的建立（1）靜態(tài)：當(dāng)放大電路無交流信號輸入時(shí)，此時(shí)的直流狀態(tài)稱為靜態(tài)，如圖所示。170電工電子技術(shù)與技能 -電子教案BOfW?此1|心+(*)（講解）這時(shí)晶體管的直流電壓：Ube、Uce和對應(yīng)的直流電流Ib、Ic統(tǒng)稱為靜態(tài)工作點(diǎn) Q ,通常與成 U bEq、U ceq、1

5、 BQ、1 CQ。如上圖（b）所示是放大電路的直流通路，由于耦合電容的作用，直流只在直流通路內(nèi)流動(dòng)，所以將耦合電容 Ci、C2看作斷路的部分去掉，剩下的即為直流通路。（2）放大工作條件：晶體管工作在放大狀態(tài)條件：發(fā)射結(jié)加正偏電壓（Vbc.v 0），并且各極都有合適的直流電流和直流電壓。（3）靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算由于C對于直流相當(dāng)于開路，求Ibq可依據(jù)（b）圖計(jì)算:IU E U beqIbq rr"UeRbVbe.> 0），集電結(jié)加反向電壓（詳細(xì)介紹）式中U be Q0.7 V硅管0.3V鍺管若 UbeqU e， U e U beqUe求Uceq由晶體管的放大原理有:I CQI BQ

6、1713再根據(jù)直流通路可得U ceq U eRc I CQ例 1在下圖中，設(shè) Ue=12 V，Rb=200 k ，Rc= 24 k50，試計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)。（通過例 題詳細(xì)講 解）電工電子技術(shù)與技能 -電子教案百+繩Uqeq1Ono-4V Uqq解：根據(jù)靜態(tài)工作點(diǎn)計(jì)算公式U e U beqRb1 BQUeU CEQUe1 CQ1 BQRcl CQ例2在上題中,若設(shè)j 60 lARb200 10350 60 jiA 3 mA(122.4 103 3 10 3) V 5.8 VUE = 12 V ,Rc= 2 k50 ,要求Icq = 4 mA ;問偏流電阻Rb取值多大?解:1 BQ1 CQ10 3

7、lA 82jiA(2)靜態(tài)工作點(diǎn)126 Q 150 k Q80 10 6Q設(shè)置的意義和調(diào)整方法RbUel BQ意義：Q合適與否關(guān)系到信號被放大后是否會(huì)出現(xiàn)波形失真。Q點(diǎn)設(shè)置過低，Ibq太小，晶體管進(jìn)入截止區(qū)，造成截止失真。Q點(diǎn)設(shè)置過高，Ibq太大，晶體管易進(jìn)入飽(詳細(xì)講解)172和區(qū)，造成飽和失真。 調(diào)整方法：將放大器的輸入端短路， 使電路無信號輸入，保持電源電壓Ue不變,調(diào)整偏置電阻Rb的阻值，用萬用表測量集電極電流Ic,使其達(dá)到技術(shù)要求。三、放大電路的工作原理前一節(jié)介紹了放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的建立， 要使放大器處于工作狀態(tài)， 需在輸入端 加入交流信號Ui放大電路，如圖所示電路。電工電子技術(shù)與

8、技能 -電子教案We（詳細(xì)講 解）1 .輸入交流信號Ui經(jīng)過耦合電容Ci加到三極管基極b和發(fā)射極e之間，與靜態(tài)基 極直流電壓U BEQ疊加得：UBE U BEQ Ui式中Ubeq為直流分量,U為交流分量。調(diào)整靜態(tài)工作點(diǎn)適當(dāng), 工作在放大狀態(tài)。使疊加后的總電壓為正且大于晶體管的導(dǎo)通電壓,使晶體管2. Ube使晶體管出現(xiàn)對應(yīng)的基極電流iB，iB是Ibq和iB疊加形成的，即iB 1 BQ ib3 .集電極電流受基極電流控制，所以集電極總電流為i CiB( 1 BQ ib)1 BQiB1CQic可以看出，集電極電流也是由靜態(tài)電流Icq和信號電流ic疊加形成的。UCE 的變化， UCE 也是由靜態(tài)電4

9、. ic的變化引起晶體管集電極和發(fā)射極之間總電壓 壓UcEQ和信號電壓Uce疊加而成的，即UCE U CEQ Uce5.在集電極回路中，電壓關(guān)系為 的電壓降，所以其中Rc ic是集電極總電流在 RcUCE U EUeRcicUe Rc(lcQRcicU CEQpicRciCQic)Rcic由以上UcE的兩個(gè)式子比較可得UceRc ic6 .由于電容C2的隔直流、通交流的作用, 輸出端輸出，所以輸出電壓為只有交流信號電壓Uce才能通過C2并從Uo Uce輸出電壓U。與Ui反相，這種特性稱為共發(fā)射極放大電路的反相作用。173如圖所示，為上述各極電流和電壓的波形圖。numIta結(jié)論：(1) 放大電路

10、工作在動(dòng)態(tài)時(shí)，是設(shè)置的所謂靜態(tài)工作點(diǎn)。只有當(dāng)直流分量的值大于交流分量的峰值(即最大值) 整個(gè)信號周期內(nèi)才能保證晶體管工作在放大狀態(tài)，信號才不失真。(2) 共發(fā)射極放大電路兼有放大和反相作用。同時(shí)存在著直流分量和交流分量，這個(gè)直流分量就，在(提問，學(xué) 生總結(jié)歸 納)練習(xí)小結(jié)1 .放大電路應(yīng)滿足的條件。2 .靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置的意義及方法。3 .晶體管的放大作用是指較小的基極電流來控制較大的集電極電流。4 C4b4 .放大倍數(shù)布置作業(yè)174電工電子技術(shù)與技能 -電子教案新課第十二章放大電路及集成運(yùn)算放大器 第一節(jié)共發(fā)射極單管放大電路176授課班級授課時(shí)數(shù)教學(xué)目標(biāo)1了解放大電路的波形失真及其調(diào)整方法。2

11、 了解放大電路的放大倍數(shù)。通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象觀察失真波形現(xiàn)象。教學(xué)重點(diǎn)三種失真的原因的理解。教學(xué)難點(diǎn)學(xué)情分析教學(xué)效果教后記電工電子技術(shù)與技能 -電子教案A、復(fù)習(xí)（提問）示波器的使用。新授課B、新授課第一節(jié)共發(fā)射極單管放大電路四、放大電路的波形失真及其調(diào)整方法（通過實(shí) 驗(yàn)理解放 大電路的 波形失真 及其調(diào)整 方法）當(dāng)放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置不得當(dāng)時(shí)，會(huì)造成放大電路的波形失真， 本節(jié)通過實(shí)驗(yàn)來觀察波形失真的現(xiàn)象。（一）操作產(chǎn)生 120 kHz的1.框圖：信號源：低頻信號發(fā)生器， 正弦波信號加到放大器的輸入端。單管共發(fā)射極放大電路：電路如圖。輸出端：接入一臺(tái)雙蹤示波器。罔J +%*2 .連接：將輸入端、輸出

12、端信號分量接示波器的Ya、YB端，經(jīng)過調(diào)整后，便可看到示波器顯示的輸入信號和 輸出信號波形，如圖所示波形。AMPH lIJO minZHr:®V/divXI X3rtrlb2030H時(shí)悶點(diǎn)血Itu.21W稈豎一VdivAC'xinr :At! dcL麼桓置350ACXWI hg 爾i “ ?0 pF '(gjr 從DC176機(jī)亍I乜& 一二電工電子技術(shù)與技能-電子教案3 .現(xiàn)象：(1) 由于靜態(tài)工作點(diǎn)已經(jīng)調(diào)整適當(dāng)，此時(shí)觀察到的波形圖并無失真。(2) 通過兩個(gè)信號輸入調(diào)節(jié)旋鈕Ya和Yb上標(biāo)示的電壓刻度(V /格)以及熒光屏上的波形幅度可以測出輸入電壓和輸出電壓的

13、幅值，并可以算出放大器的電壓放大倍數(shù)。(3) 兩波形的相位相差為 180，這是單管發(fā)射極放大電路的倒相作用。(二)分析1 .截止失真(1) 現(xiàn)象調(diào)節(jié)Rb，使阻值變大，輸出電壓波形的上方開始出現(xiàn)平頂， 長一一這就是截止失真。(2) 原因Rb阻值增大后，Q點(diǎn)Ubeq、Ibq降低，在輸入信號負(fù)半周時(shí)，晶體管工作在截止 區(qū)，使Ib = 0,1c 0,輸出電壓近似等于電源電壓，保持不變，所以出現(xiàn)平頂。 大，Ib = o的時(shí)間越長，平頂期越長。2 .飽和失真(1) 現(xiàn)象調(diào)節(jié)Rb使其阻值減小到一定值時(shí)，輸出波形的下方又出現(xiàn)了平頂，且 頂部分越長一一這就是飽和失真。(2) 原因Rb減小后，Q點(diǎn)升高，Ubeq和

14、Ibq增大，輸入信號的正半周期時(shí)，因?yàn)镽b越大，平頂部分越Rb越(畫圖，結(jié) 合圖形講 解)Rb越小，平iB增大,使晶體管進(jìn)入飽和區(qū)，當(dāng)ic = I CES后，ic不再增大，同時(shí)輸出電壓等于晶體管的飽和壓 降Uces，不再下降，所以輸出波形的下方出現(xiàn)平頂。結(jié)論(1) 共發(fā)射極單管放大電路的輸出波形的正半周(波形上半周)出現(xiàn)平頂，是截 止失真；若輸出波形的負(fù)半周(即波形下半部)出現(xiàn)平頂，是飽和失真。(2) 出現(xiàn)失真的原因：Q點(diǎn)設(shè)置不當(dāng)，應(yīng)調(diào)整基極偏置電阻Rb，使靜態(tài)工作點(diǎn)處于適當(dāng)?shù)奈恢谩? .雙向失真(1) 現(xiàn)象(演示調(diào) 整過程)Rb適中，輸出波形無失真，增大信號源的電壓幅度，使放大器的輸入信號增

15、大， 這時(shí)輸出電壓信號波形的上、下部分都出現(xiàn)平頂，同時(shí)產(chǎn)生了飽和失真和截止失真一一 稱為雙向失真。(2) 原因輸入信號的電壓幅度太大，在信號的正半周造成飽和失真，負(fù)半周造成截止失真。(3) 解決辦法： 降低輸入信號的電壓幅值。 將放大電路的電源電壓增大，再調(diào)節(jié)Rb建立適當(dāng)?shù)撵o態(tài)工作點(diǎn) Q,便可消除雙向失真。178電工電子技術(shù)與技能 -電子教案180打五、放大電路的放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻放大電路的輸入端需與信號源連接，輸出端與負(fù)載連接。因此,負(fù)載之間是相互影響相互聯(lián)系的。1 輸入電阻Ri(1) 等效電路如圖所示，將放大器看作信號源負(fù)載，它是與信號源輸出電阻 放大器輸入電阻相當(dāng)于信號源的負(fù)載

16、電阻。(2) 定義從放大電路輸入端向右看進(jìn)去的交流等效電阻放大電路與信號源、Ro串聯(lián)的，因此,R,。(講解)(3) 討論輸入電阻越大越好，以減小對信號源的影響。(4) 計(jì)算由上圖可知輸入電阻 Rj2.輸出電阻Ro(1) 等效電路 如圖所示，放大電路對于負(fù)載(2) 定義 從放大電路的輸出端向左看進(jìn)去，必放大電搟Ri = Ui /liRl來說相當(dāng)于一個(gè)信號源。放大電路就相當(dāng)于一個(gè)內(nèi)阻為的等效電源，這個(gè)內(nèi)阻 Ro就是放大電路的輸出電阻。放大電路Ro和電動(dòng)勢為Eo(3)討論放大電路的輸出電阻 Ro越小，放大器帶負(fù)載的能力越強(qiáng)。即使是阻值較小的R,蠶I E電工電子技術(shù)與技能 -電子教案Eo。Io,再利用

17、全電路歐姆定律公式Rl)Rl，測出此時(shí)的輸出電流Io Eo/(RoRoEo / I oRl3 電壓放大倍數(shù)(1)定義輸出電壓變化量Ao(結(jié)合概 念講解)(即交流成分)Uo或有效值Uo與輸入電壓變化量(也是交流成分)也能得到較大的輸出電壓 Uo和較大的輸出電流Io。所以放大電路的輸出電阻越小越好。(4) 計(jì)算 先斷開負(fù)載電阻 R，測出此時(shí)的輸出電壓即電動(dòng)勢 接上負(fù)載電阻就能得到182住一Ui或有效值Ui之比，即A Uo/Ui或 AUo/Ui(2) 意義為反映放大電路放大能力的重要參數(shù)。(3) 討論帶載下降，而且 Rl越小Ao會(huì)越小。隨輸出端負(fù)載情況而改變，空載時(shí)Ao最大，4 小結(jié)(1) Ri、R

18、o、Ao統(tǒng)稱放大電路的外部特性，這些參數(shù)在工程上具有重要的意義。(2) 放大電路根據(jù)組成可以分為單級的、多級的；從放大元件上看可以是晶體管、 場效應(yīng)管或集成電路，雖然種類繁多，但均可通過上述參數(shù)對外等效來測量。(3) 應(yīng)用工程上，放大電路主要用于對信號進(jìn)行放大處理，從而實(shí)現(xiàn)各種工程控制。放大電路的信號源和輸出負(fù)載之間有一定的相互作用和影響，這是設(shè)計(jì)過程中必要考慮的因素。練習(xí)1 單管共發(fā)射極放大電路波形失真。當(dāng)輸入正弦波信號時(shí)，輸出波形正半周出現(xiàn)平頂為截止失真；而輸出波形負(fù)半周出現(xiàn)平頂為飽和失真；而輸出波形的正半小結(jié)周都出現(xiàn)平頂為雙向失真。2 放大電路的外部特性三個(gè)重要參數(shù)：輸入電阻、輸出電阻、

19、電壓放大倍數(shù)。布置作業(yè)電工電子技術(shù)與技能 -電子教案負(fù)反饋共集電極放大電路射極輸出器新課第十二章放大電路與集成運(yùn)算放大器知識(shí)拓展知識(shí)拓展184授課班級授課時(shí)數(shù)教學(xué)目標(biāo)1 了解負(fù)反饋的概念及其對放大電路的影響。2 了解負(fù)反饋的類型判斷。負(fù)反饋類型。教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)1 反饋類型的判斷。2 射極輸出器的電路特性。學(xué)情分析t,教學(xué)效果教后記ni乜電工電子技術(shù)與技能 -電子教案（提問）A、復(fù)習(xí) 單管共發(fā)射極放大電路的三種波形失真。186C.十、-亠 -I.新授課B、新授課知識(shí)拓展 負(fù)反饋及其對放大電路性能的影響（講解）接收機(jī)距發(fā)射臺(tái)的距離有遠(yuǎn)有近，為了保持對不同強(qiáng)弱信號能有效一致的接收,把輸出信號引入到

20、輸入端，控制接收器的增益使其輸出基本不變，這就需要負(fù)反饋。一、負(fù)反饋的概念1 .定義將信號全部或者部分從輸出端反方向送回輸入端，來實(shí)現(xiàn)反方向信號傳輸?shù)碾娐贩Q為反饋電路，帶有反饋電路的放大電路稱為反饋放大電路。2 .方框圖A :基本放大電路。F :反饋電路連接輸出端到輸入端。:比較環(huán)節(jié)。3 反饋過程：輸出信號Xo （部分或全部）7通過 F 7與Xi進(jìn)行比較7得 Xi 7進(jìn)入A。（講解）比較是指反饋信號 Xf與輸入信號Xi進(jìn)行相加或相減，從而得到比 Xi加強(qiáng)或削弱的 凈輸入信號X i。4 反饋類型（1 ）反饋極性 正反饋：反饋使凈輸入加強(qiáng)，放大倍數(shù)升高，用于振蕩器。 負(fù)反饋：反饋使凈輸入減弱，放大

21、倍數(shù)降低?？梢愿纳品糯箅娐返脑S多性能。（2）輸入端連接方式與Xf相并聯(lián)串聯(lián)反饋：信號Xi與Xf相串聯(lián) 并聯(lián)反饋：信號Xi（3）輸出端取樣信號電流反饋：反饋信號電壓反饋：反饋信號Xf與輸出電流成正比的為電流反饋Xf與輸出電壓成正比的為 電壓反饋反饋類型框圖:It） ibJK甲聯(lián)恒販M£k）電流申聯(lián)1A反笛V（d電氓井戦孰反慟二、負(fù)反饋對放大電路性能的影響放大倍數(shù)下降，但可換取放大電路的性能改負(fù)反饋雖然使放大電路的凈輸入減少，善：1 .提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性放大倍數(shù)Ao會(huì)因、更換晶體管、負(fù)載Rl等因素變化而產(chǎn)生變化，引入負(fù)反饋可 以減小此種變化。例如放大器輸出信號Xo T加入負(fù)反饋F T反

22、饋信號Xf T凈輸入信號Xi輸出信號 Xo 2 .減小非線性失真“非線性”是指輸出信號的變化與輸入信號的變化不是成正比的, 非線性器件。正常的信號放大后都會(huì)產(chǎn)生非線性失真。例如一個(gè)正常的正弦波信號經(jīng)放大后產(chǎn)生了非線性失真， 于負(fù)反饋信號與輸出信號相同，二者輸入回路相減后，周變大，再經(jīng)過非線性非后，輸出波形就得到一定的改善。晶體管就是一個(gè)正半周較大，負(fù)半周較小，由 使凈輸入信號正半周變小，負(fù)半（講解）3 .展寬通頻帶電工電子技術(shù)與技能 -電子教案放大電路的頻率特性： 放大電路中有電容器、 電感器這類電抗元件， 這類電抗元件 的阻抗與信號的頻率有關(guān)。當(dāng)信號的頻率過低或過高時(shí)會(huì)使放大倍數(shù)降低。0.7

23、07倍時(shí)放大電路的通頻帶：如圖所示，將放大電路的放大倍數(shù)由正常值下降到對應(yīng)的較低頻率fL與對應(yīng)的較高頻率 fH之間的頻率范圍，用 BW表示1：Af,它在0.707 Af時(shí)對應(yīng)的低頻為fL <（講解）引入負(fù)反饋后，放大電路的放大倍數(shù)下降為fL,對應(yīng)高頻為fH < fH,使通頻帶得到擴(kuò)展。4 .改變輸入電阻和輸出電阻（1）對輸入電阻的影響： 串聯(lián)反饋信號輸入電阻。輸入端反饋信號與輸入信號以電壓形式串聯(lián)相減時(shí)，輸入電流li會(huì)減小，即輸入信號的電壓不變而提供的電流減小，說明輸入端加入反饋電阻后增大了。 當(dāng)輸入端的反饋信號在輸入端以并聯(lián)（對信號源而言）形式接入時(shí)，由于輸入 信號電壓不變而提供

24、的總電流增大，說明放大電路的輸入電阻減小了。（2）對輸出電阻的影響： 當(dāng)電壓反饋時(shí)，負(fù)反饋時(shí)使輸出電壓穩(wěn)定，即輸出端負(fù)載變化而輸出端電壓不變，電源內(nèi)阻減小。 當(dāng)電流反饋時(shí)，負(fù)反饋時(shí)使輸出電流穩(wěn)定，即負(fù)載變化而輸出端電流不變，所 以輸出電阻很大。知識(shí)拓展共集電極放大電路一一射極輸出器、電路結(jié)構(gòu)如圖所示。（簡單介 紹）1 . Rb :基極偏置電阻，向晶體管提供基極電流IBQ，使晶體管工作在放大狀態(tài)。2 .射極輸出器：輸入信號 Uj經(jīng)過Ci耦合后加入晶體管的基極和地之間，輸出信號183電工電子技術(shù)與技能 -電子教案Uo從晶體管的發(fā)射極與地之間取出，即是發(fā)射極Re兩端電壓，故稱射極輸出器。對于交流信號

25、來說，晶體管集電極所接的電源相當(dāng)于短路，所以晶體管的集電極在交流時(shí)相當(dāng)于接地，即集電極對輸入回路和輸出回路來說是公共端，因此射極輸出器是一個(gè)共集電極放大電路。集電極是公共端，此電路阻態(tài)為功集電極總之，信號從基極輸入，從發(fā)射極輸出， 電路，又稱射極輸出器。二、電路特性(1)輸出電壓Uo略稍小于輸入電壓Ui UbeUbe 晶體管b、e之間的凈輸入信號電壓Uf Re兩端的信號電壓， 壓，削弱了凈輸入信號。F負(fù)反饋系數(shù)Ui，且同相。Uf Ube UoUfReie，此電壓即是輸出電壓Uo，同時(shí)也是反饋電(介紹外 特性)184Uf /U。F Uf / Uo 1輸出電壓與輸入電壓同相變化，故射極輸出器又稱射

26、極跟隨器。(2)輸入電阻很大輸入端為串聯(lián)反饋，所以輸入電阻升高，可理解為：反饋信號Uf使凈輸入電壓Ui Ui Uf Ube減小，從而使ib減小，所以輸入電阻增大， 射極輸出器的輸入電阻比無反饋的共發(fā)射極放大電路的輸入電阻要大得多，其值可達(dá)幾十千歐至幾百千歐。射極輸出器的輸入電阻約為RRb/(1 )Rf其中，Rf Re/Rf。(3)輸出電阻很小輸出電阻一定很小。一般為幾十歐至幾百歐。輸出端信號為電壓，穩(wěn)定輸出電壓， 射極輸出器的輸出電阻約為Ro (Rs其中，Rs為信號源內(nèi)阻，其值很小，Rbe)/(1)Rbe/Rbe為晶體管發(fā)射極電阻，其值大約為1 k 。三、射極輸出器的應(yīng)用射極輸出器輸入電阻很大

27、，輸出電阻很小，其應(yīng)用十分廣泛，例如：(重點(diǎn)講 述其應(yīng)用)(1) 用于多級放大電路的第一級。由于射極輸出器的輸入電阻很大，向信號源取 用的電流很小，因而對信號源的影響小。(2) 用于多級放大電路的最后一級。由于射極輸出器的輸出電阻很小，帶載能力 強(qiáng)，即使負(fù)載較小，對輸出電壓影響不大，能保證輸出電壓的穩(wěn)定。(3) 用于兩級共發(fā)射極放大電路之間，利用射極輸出器的輸入電阻大減小對前級 放大電路的影響；利用其輸出電阻小，使它與后級輸入電阻較小的共發(fā)射極放大電路配 合。起到了阻抗變換作用。(4) 雙電源互補(bǔ)對稱電路 如圖所示為雙電源互補(bǔ)對稱電路。電工電子技術(shù)與技能 -電子教案VI、V2分別為NPN管和P

28、NP管，兩管基極連在一起，作為信號輸入端，而兩管 的發(fā)射極連在一起，作為信號輸出端，集電極則是輸入、輸出信號的公共端，即兩只晶 體管均為射極輸出器的組合形式。該電路工作在乙類放大狀態(tài)。靜態(tài)時(shí)，無基極電流，兩管均截止。輸入交流信號，在輸入信號正半周，輸入端上正下負(fù)，兩管的基極電位一起升高， V1正偏導(dǎo)通，V2截止。在輸入信號負(fù)半周， 輸入端下正上負(fù)，兩管基極電位一起下降, V2正偏導(dǎo)通，V1截止。在輸入信號的一個(gè)周期內(nèi)VI、V2均導(dǎo)通半個(gè)周期，使負(fù)載獲得一個(gè)完整的輸出信號。V1、V2兩管的 值、飽和壓降等參數(shù)要求一致，兩管工作時(shí)，輪流交替，互相補(bǔ) 充，所以這類電路叫乙類互補(bǔ)對稱電路。應(yīng)用：功率放

29、大輸出（收音機(jī)、擴(kuò)音機(jī)輸出電路）。練習(xí)1.在放大電路中，把輸出信號饋送到輸入回路的過程稱為反饋。2 反饋放大器主要由基本放大電路和反饋電路兩部分組成。3 負(fù)反饋對放大器性能有廣泛影響，可穩(wěn)定放大倍數(shù)、展寬通頻帶、減小非 線性失真、增大或減小輸入和輸出電阻。小結(jié)4 .負(fù)反饋是以損失放大倍數(shù)為代價(jià)，換取放大電路性能的改善。5.負(fù)反饋放大電路主要四種類型：電壓并聯(lián)、電壓串聯(lián)、電流并聯(lián)、電流串 聯(lián)負(fù)反饋放大電路。布置作業(yè)185與電弓技朮 電子ft案新課第十二章放大電路與集成運(yùn)算放大器 第二節(jié)集成運(yùn)算放大器授課班級授課時(shí)數(shù)教學(xué)目標(biāo)1 了解運(yùn)算放大器結(jié)構(gòu)、符號、主要性能。2 了解4種基本運(yùn)算電路。集成運(yùn)算

30、放大器的運(yùn)算電路的分析。教學(xué)重點(diǎn)基本運(yùn)算電路的分析。教學(xué)難點(diǎn)學(xué)情分析教學(xué)效果教后記186里jE與電弓技朮電子教案188/ * 更*-（提問）A、復(fù)習(xí) 放大電路的基本原理和各種參數(shù)。新授課B、新授課第二節(jié)集成運(yùn)算放大器、運(yùn)算放大器基礎(chǔ)（一）集成電路與集成運(yùn)算放大器1 集成電路概念把具有某項(xiàng)功能的電路元件（二極管、晶體管、小電阻、小電容等）和連接導(dǎo)線集 中制作在一塊半導(dǎo)體芯片上，組成具有該功能的整體。2 .分類模擬集成電路、數(shù)字集成電路。（1）模擬集成電路用于處理模擬信號，即用于放大或改變連續(xù)變化的電壓或電流信號。 是模擬集成電路中重要產(chǎn)品之一。優(yōu)點(diǎn)：體積小、可靠性高、成本低、溫度特性好、通用性和

31、靈活性強(qiáng)。（2）數(shù)字集成電路用于處理數(shù)字信號的電路，即處理不連續(xù)變化的電壓或電流信號。數(shù)字集成電路是用量最大的集成電路。運(yùn)算放大器就（講解）（二）運(yùn)算放大器的內(nèi)部和外部電路1 內(nèi)部電路輸入級:組成：中間級:輸出級:一般采用差分放大阻抗變頻采用射極輸出放大器。 等。器的形式。使用時(shí)將它視為一個(gè)整體，注意了解它的外部特性和各個(gè)引出線的用途。2.外部電路外部接線如圖所示（展示實(shí) 物、結(jié)合實(shí) 物講解）（1）反相輸入端，用“-”標(biāo)示，表示輸出信號與輸入信號相位相反。（2）同相輸入端，用“+”標(biāo)示，表示輸出信號與輸入信號相位相同。與電弓技朮 電子教案li ri（3）（4）（5）（6）（7） A g+GO新

32、標(biāo)準(zhǔn)ib舊標(biāo)褂信號輸出端，用 Uo表示。正、負(fù)電源端，用 Up和Un標(biāo)示。 外接直流零點(diǎn)調(diào)節(jié)電位器。外接相位補(bǔ)償電路端。接地端。3 .運(yùn)算放大器的圖形符號（三）運(yùn)算放大器的基本特性運(yùn)算放大器電路復(fù)雜，精確計(jì)算十分困難，但只要突出其主要性能，使其理想化, 就可大大簡化分析與計(jì)算。開環(huán)差分電壓增益 開環(huán)差分輸入電阻 輸出電阻 Ro 0 頻帶寬度 BW 7 溫度引起的電壓漂移（1）（2）（3）（4）（5）AoRi0V（講解）Up= Un。綜合上述特性可得到理想運(yùn)放的兩個(gè)結(jié)論：1 “虛短”：運(yùn)算放大器兩輸入端電位相等2 “虛斷”：理想運(yùn)算放大器的輸入電流等于零In = Ip = 0。這兩個(gè)結(jié)論可以大大

33、簡化運(yùn)算放大電路的分析過程，在實(shí)際中運(yùn)算放大器的特性很接近理想特性，所以來分析實(shí)際電路是可行的。二、運(yùn)算放大器的基本運(yùn)算電路（一）反相比例運(yùn)算電路電路（畫圖、講 解）Rf 反饋電阻，接在輸出端與反相端之間，構(gòu)成深度負(fù)反饋。R1 輸入電阻，Rb為輸入平衡電阻，且 Rb = Ri/ Rf。保證兩個(gè)輸入端的外接188電丞與電弓技朮 電子教案電阻平衡，使電路處于平衡對稱的工作狀態(tài)，信號從反相輸入端與地之間加入。Auf反相比例運(yùn)算電路的電壓放大倍數(shù)亦稱為閉環(huán)放大倍數(shù)。2 .分析根據(jù)理想運(yùn)放的結(jié)論 2 （虛斷），所以Un = 0,反相輸入端可看作是地，稱為虛地。（據(jù)圖分析）In = I P = 0 ,兩輸

34、入端電流為 0，即In = 0,可得出：If = I1和Un = 0,根據(jù)結(jié)論1 , Up =Un，因?yàn)?Up = 0 可得關(guān)系式I1 Ui /R1(虛地)If (Uo/Rf)(虛地)所以Auf Uo / Ui(Rf lf)/(Ri li)aufRf / R1（虛斷，If = ii）小結(jié)：（1）反相比例運(yùn)算電路的放大倍數(shù)僅由外接電阻身參數(shù)無關(guān)。（2）輸出電壓與輸入電壓相位相反，大小成一定比例關(guān)系，即完成了對輸入信號 的比例運(yùn)算。（3） 對反相比例運(yùn)算放大器，根據(jù)理想條件Up = Un = 0,即反相端電位等于 稱為“虛地”。虛地并非真正接地，不能將反相端看作與地短路，那樣信號就無法輸入 到運(yùn)放

35、中去了。 “虛地”是反相輸入運(yùn)算放大器的重要特點(diǎn)。Rf和Ri的比值決定，與運(yùn)放本（師生共 同歸納總 結(jié)）0，189（二）同相比例運(yùn)算電路1 .電路2亠> gUp+（畫圖講 解）信號從同相端輸入，反饋信號加在反相端,Rb為平衡電阻且 Rb = R1 / Rf2 .根據(jù)理想運(yùn)放的兩個(gè)特點(diǎn)有Up = Un = Ui （虛短、虛斷）Ml與電弓技朮電子拗6If = (Ui- Uo) /RfI1 = - (Ui /R1)11 = If(虛斷)（據(jù)圖分析）可得Uo = (Ri + Rf) / Ri UiAjf Uo/Ui (Ri Rf)/Ri 1 Rf/Ri3 .小結(jié)（1）（2） 只要保證輸出電壓與輸

36、入電壓成比例，且相位相同，所以稱同相比例運(yùn)算放大器。 同相比例運(yùn)算放大器電路的閉環(huán)電壓放大倍數(shù)只與外接電阻Rf和Ri有關(guān),Rf和R1的值精確，就能得到精確和穩(wěn)定性能都很高的閉環(huán)放大倍數(shù)。Rf / R1比值必為正，所以閉環(huán)增益大于或等于1 （Kf = 0時(shí)）。（三）加法運(yùn)算1電路特點(diǎn)在反相比例運(yùn)算放大器的基礎(chǔ)上增加幾個(gè)輸入支路所構(gòu)成。UjO'n2 .分析根據(jù)理想運(yùn)放特點(diǎn)，IN 0和Un 0 ,可得如下關(guān)系式If I1 I2 I3 I4 (虛斷)其中,11(Ui1 Un)/R1 Ui1/R1(虛地)同理Ui2/R2,l3 Ui3/R3,l4 Ui4/R4所以UoIf Rf(Rf/R1)Ui

37、1上式表明，（l1 I2 I3 l4）Rf（Rf/R2）Ui2 （Rf/R3）Ui3 （Rf/R4）Ui4輸出電壓等于各輸入電壓按不同比例相加之和，如果取R1R2R3R則可化簡為（師生共 同歸納總 結(jié)）（畫圖講解）（據(jù)圖分 析）191理與電弓技朮 電子ft案193r ,-Uo Rf / R(U i1 Ui2 Ui3 Ui4)若取R R，則Uo(Ui1 Ui2 Ui3 Ui4)上式說明，輸入電壓等于各輸入電壓之和，完成了信號的加法運(yùn)算，輸入電阻RbR1/R2/R3/R4/Rf例1用反相加法器實(shí)現(xiàn) 丫（5X1 X2k ，試選定電阻的值。解：將式丫 比較可得4X3）的運(yùn)算，要求輸入電阻不低于Rf /

38、Ri 5Rf /R21X2 4X3)與式 Uo(Rf/R1)Ui1 (Rf/R2)Ui2 (Rf/R3)Ui3（結(jié)合例 題詳細(xì)講 解）Rf/R3即取R1Rf 15R2RfR3Rf/4選定 R110k Q，貝U Rf50kQR250 k QR312.5k Q則 RbR1 / R2/ R3 / Rf4.545kQ（四）減法運(yùn)算1 .電路2 .分析在運(yùn)算放大器的同相輸入端和反相輸入端都加入信號時(shí), 例運(yùn)算同時(shí)進(jìn)行，根據(jù)理想運(yùn)算放大器的兩個(gè)結(jié)論，可得則反相比例運(yùn)算和同相比整理后兩式得I1 I2 (Ui1 Un)/R1 (Un Uo)/R1Up Ui2 R3/(R2R3)（虛斷）Uo Ui2 R3/(R

39、2R3) (RfR1)/R1Ui1 Rf/R1（畫圖講解）£”-,沖電丞與電弓技朮 電子教案當(dāng)外電路的電阻滿足平衡對稱條件尺 R2，Rf R4時(shí)化簡上式為Uo (Uii Ui2)Rf/R（師生共 同歸納總 結(jié)）3 .結(jié)論上式說明，輸出電壓Uo與兩個(gè)輸入電壓的差值（Uii Ui2）成正比，即電路實(shí)現(xiàn)了減法運(yùn)算。所以電路又稱為差分比例運(yùn)算放大器。練習(xí)小結(jié)1 .集成運(yùn)算放大器性能理想化后可利用其理想特性簡化運(yùn)算電路的分析 特性有5條）。2 .理想運(yùn)算放大器的兩個(gè)重要結(jié)論：Un = Up, In = |p= 0 （虛短、虛斷）。3 反相比例運(yùn)算電路的閉環(huán)電壓放大倍數(shù)：Auf = - Rf /

40、 Ri。4 虛地的概念：反相輸入運(yùn)算放大器的反相輸入端電位為“零”5.同相比例運(yùn)算放大電路的閉環(huán)放大倍數(shù)：Auf = 1 + Rf / Ri。（理想化，稱“虛地”。布置作業(yè)192電丞與電弓技朮 電子教案、課題1第十二章放大電路及運(yùn)算放大器閱讀材料差分放大器>1課型新課授課班級授課時(shí)數(shù)Q 1 r 11教學(xué)目標(biāo)1 了解直流放大器的電路特性及其局限。2 了解差分放大器抑制零漂原理。3 了解電壓放大倍數(shù)的計(jì)算方法。教學(xué)重點(diǎn)抑制零漂原理。教學(xué)難點(diǎn)電壓放大倍數(shù)的求解。學(xué):情分析L-,教學(xué)效果W 奎1934 -電丞與電弓技朮 電子教案教后記194阻容耦合交流放大電路電路圖結(jié)構(gòu)及其原理。A、復(fù)習(xí)新授課B

41、、新授課知識(shí)拓展差分放大器一、直流放大電路1 .阻容耦合與直接耦合放大電路如圖（a）,交流信號經(jīng)過耦合電容 Ci加在晶體管的基極，經(jīng)過放大后經(jīng)輸出耦合電容C2傳送給下一級。優(yōu)點(diǎn)：電容起到隔直流通交流的作用，前后極工作相互獨(dú)立，互不影響。缺點(diǎn)：由于電容器容抗的存在。 放大器對直流信號和變化極其緩慢的電信號不能放大。解決辦法：為此取消 Ci、C2，得到如圖（b）所示的直接耦合放大器一一直流放大 器。flh嘰o十Fee +12VUiiokfl=¥ Q3 ki】閒is*%皿廈報(bào)熾%出Wtll «E1L1T一0 + 怙KV2h n If (K=I0(a)( b)2 .直流放大器與交流

42、放大器相比不足之處：(1) 級間存在直流量的相互影響。(2) 零點(diǎn)漂移，是直接耦合最突出的問題。3 .零點(diǎn)漂移現(xiàn)象將放大器的輸入端對地短路，輸出端接入一個(gè)電壓表。理論上，電表的指針應(yīng)該停， 保留某個(gè)數(shù)值不變，并以此值為放大器的輸出端的靜態(tài)起始值。 實(shí)際上，指針可能偏離 起始值，忽大忽小，忽快忽慢的不規(guī)則擺動(dòng)，如圖所示。0.500,5/；h零漂：直流放大器輸入為零時(shí)，輸出電壓不為起始值的現(xiàn)象稱為零點(diǎn)漂移。 導(dǎo)致零漂的主要原因：溫度。放大器級數(shù)越多，零漂越嚴(yán)重。解決辦法：使用差分電路。二、差分放大器1 .電路構(gòu)成%VI V2“1由個(gè)特性相同的基本放大電路組合而成。輸入信號ui經(jīng)R和R2分壓為ui1

43、和ui2，分別加到兩管基極；輸出信號U。是兩管集電極電壓之差，即U。 Uc1 Uc2這樣的形式稱為雙端輸入、雙端輸出連接。其他連接方式如圖所示。195IOI 亡三*里亞與電呂技朮 電子教案V21卜E -%(a)單端輸入取端輸出VI(門中端輸入單惴輸川2 .抑制零漂的原理VI、V2兩管對稱，在沒有加入輸入信號時(shí)Uc1Uc2 , Uo Uci Uc2 0當(dāng)溫度變化時(shí)，根據(jù)對稱原則，兩管作相同變化，輸出信號電壓也相等，所以U。 Uci Uc2 0可見，兩管的零漂正好在輸出端得到抵消，從而有效的抑制了零漂。3 .電壓放大倍數(shù)(1)差模放大倍數(shù) A D如圖所示，因Ri R2，輸入信號被分成大小相等，極性

44、相反的兩個(gè)信號，Uii Ui/2 ,Ui2Ui/2，分別輸入兩管基極。此種方式稱為差模輸入。兩個(gè)大小相等，極性相反的信號稱為差模信號。eZh+ ¥V2代2IZZHni 武4T-"Fee196璧B與電弓技朮 電子ft案Aud的推導(dǎo):則稱為共模信號，這種輸入R當(dāng)放大器以差模方式工作時(shí)，uo uc1Auc1(uc2Auc2) 2 Auc1 ,設(shè)兩基本放大器0 Uc1的放大倍數(shù)為AU1、AU2且AJ1 = AU2。整個(gè)差分放大倍數(shù)為uo 2uc1AJDAU1Ui 2Ui1AUDAUlAU 2所以，差分放大器的差模放大倍數(shù)等于電路的單管放大電路的放大倍數(shù)。 結(jié)論：零點(diǎn)漂移是以犧牲一個(gè)

45、單管放大電路的電壓放大倍數(shù)而得到抑制的。(2)共模放大倍數(shù) 代C如果差分放大電路中的兩個(gè)輸入信號大小和極性相同, 方式為共模輸入?？偟妮敵鰹閁o Uci Uc2 0由此可見，一個(gè)完全對稱的差分放大器其共模放大倍數(shù)為零。實(shí)際上，差分放大器不可能完全對稱，共模放大倍數(shù)也并不為零，單通常較小。 從上面分析可知，輸入信號有差別，輸出信號才不為零。所以稱差分放大器。4 .共模抑制比衡量差分放大器抑制零漂的能力用共模抑制比Kcmr來表示，其定義為K 如K CMRAJC此比值越大，表明性能越好，一般為6080 dB，較高的為120 dB。注意對于電壓放大倍數(shù) A,其分貝值(dB) = 20 Ig A5.實(shí)用電路圖示為一種更實(shí)用的差分放大器，它是在差模放大器的基礎(chǔ)上加一個(gè)調(diào)零電位器 Rp、一個(gè)共