電子技術(shù)基礎(chǔ)項目項目三課件

1、項目三 組裝電子助記器任務(wù)1 認識基本放大電路任務(wù)2 分析工作點穩(wěn)定的放大電路任務(wù)3 認識射極輸出器任務(wù)4 學(xué)習(xí)多級放大器操作指導(dǎo)看一看:電子助記器實物示意圖電子助記器組成框圖電路中的話筒能夠把人說話的微弱聲音信號轉(zhuǎn)換成隨聲音強弱變化的電信號，再送入電壓放大器進行四級連續(xù)放大，最后耳機中就能聽到放大后的宏亮聲音，可起到助聽、助記的作用。元器件選擇元器件明細表序號分類名稱型號規(guī)格數(shù)量1VT1VT4晶體管901542R1電阻2.2K13R2電阻51K14R3、R5、R8電阻1.5K35R4電阻47K16R6電阻27017R7電阻33K18R9電阻10019R10電阻39K110C1電解電容1F/1

2、6V111C2電解電容100F/16V112C3C5電解電容10F/16V313BE耳機8114其它BM駐極體話筒電池1.5V屏蔽線印制板任務(wù)1 認識基本放大電路放大電路（簡稱放大器）的功能：是把微弱的電信號（電流、電壓）進行有限的放大，得到所需的電信號，基本特征是對信號進行功率放大。1. 連接基本放大電路 電路原理圖 實物示意圖2. 檢測并觀察現(xiàn)象在電路輸入端送入1KH的正弦波信號，在輸出端用示波器觀察輸出電壓波形，進行如下操作：1）增大RP 時，觀察輸出波形。2）減小RP時，觀察輸出波形。3）RP（即Rb）適當時，觀察輸出波形。結(jié)論：Rb太小，晶體管基極電流太大，進入飽和區(qū)，波形失真飽和失

3、真；Rb太大，晶體管基極電流太小，進入截止區(qū)，波形失真截止失真。a）工作點過高（飽和失真） b）工作點過低（截止失真）一、分析基本放大電路1. 放大器中的符號使用1）直流分量：用大寫字母帶大寫下標表示：簡稱“大大”，如IB。2）交流分量：用小寫字母帶小寫下標表示：簡稱“小小”，如ie。3）交直流疊加（總量）：用小寫字母帶大寫下標表示：簡稱“小大”，如iB。4）交流分量的有效值：用大寫字母帶小寫下標表示：簡稱“大小”，如Ui。2. 各組成元器件的作用3. 放大器的工作狀態(tài)（1）靜態(tài)和靜態(tài)工作點：靜態(tài)是指無信號輸入時的直流工作狀態(tài)，此時晶體管各極直流電壓、電流在輸入輸出特性曲線上對應(yīng)的點叫靜態(tài)工作

4、點，用Q表示；（2）動態(tài)：是指有輸入信號時放大器的工作狀態(tài)，此時電路中的電壓、電流隨輸入信號作相應(yīng)變化。符號VT+VCCRbC1C2Rc名稱放大管直流偏置電源基極偏置電阻輸入耦合電容輸出耦合電容集電極負載電阻作 用起電流放大作用，保證發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏使晶體管工作在放大狀態(tài)給基極提供合適的偏置電流隔直通交隔直通交將集電極電流的放大轉(zhuǎn)化為電壓的放大（1）放大電路的靜態(tài)分析1）畫直流通路：將電容視為開路，其他不變，畫出放大器直流電流流通的路徑，舉例：2）估算放大器的靜態(tài)工作點。 （注意： UBEQ硅管一般取 0.7 V 鍺管一般取 0.3 V）（2）放大電路的動態(tài)分析1）畫交流通路：將容量較大

5、的電容視為短路，將直流電源視為短路，其余元件照畫，可得交流電流的流通路徑，包括輸入交流通路和輸出交流通路。舉例：2）估算放大器的常用指標。晶體管的輸入電阻：指晶體管的B極與E極之間的等效電阻用rbe表示。放大器的輸入電阻和輸出電阻：輸入電阻：是從放大器輸入端看進去的等效電阻，用ri表示輸出電阻：是從放大器輸出端（不包括外接負載電阻）看進去的交流等效電阻。用ro表示。在電壓放大器中希望ri大一些，ro小一些 。 ro=Rc/rce 一般rce Rc，所以roRc ri=Rb/rbe一般Rb rbe，所以， rirbe電壓放大倍數(shù):當放大電路并接上負載RL時，其輸出端等效負載為注意：式中的負號表示

6、輸出電壓uo與輸入電壓ui反相。例題3-1 在圖3-4中，已知 ， k， k， k， ，試求：（1）放大電路的靜態(tài)工作點；（2）輸入電阻 ri和輸出電阻ro；（3）電壓放大倍數(shù)Au。解：（1）求靜態(tài)工作點： A （2）求晶體管輸入電阻： （3）輸入電阻ri為： （4）電壓放大倍數(shù)Au為： （5）輸出電阻Ro為： 學(xué)習(xí)要點1基本放大電路構(gòu)成、各組成部分的作用及靜態(tài)工作點的調(diào)試。2直流通路及交流通路的畫法。3靜態(tài)工作點IBQ、ICQ、UCEQ的計算，交流參數(shù)ri、ro、Au的計算。 1. 放大器的工作原理由uiuBEiBiCuCEuo，只要電路參數(shù)選擇適當，使晶體管工作在放大區(qū)，則uo將比ui的幅

7、值大很多倍，實現(xiàn)了對輸入信號的放大。ui、uBE、iB、iC相位相同，而uCE（uo）與ui的相位相反，所以又稱這種共發(fā)射極的單管放大器為反相放大器。輸入正弦波ui放大后的輸出信號ui任務(wù)2 分析工作點穩(wěn)定的放大電路一、工作點穩(wěn)定的放大電路1.認識分壓式偏置電路Rb1 為上偏置電阻Rb2為下偏置電阻Re為發(fā)射極電阻Ce為射極旁路電容穩(wěn)定工作點的原理畫出直流通路圖如下：例如，溫度上升時，該電路穩(wěn)定工作點的過程可表示為：結(jié)論：集電極電流ICQ增大受到抑制，自動地穩(wěn)定了工作點。如果要重新設(shè)置靜態(tài)工作點，只要調(diào)整上偏置電阻的阻值即可，調(diào)整方法與固定偏置放大電路相同2. 集電極基極偏置放大電路穩(wěn)定工作點

8、的過程：溫度上升 ICQ增大 UCEQ下降 IBQ下降 ICQ減小 注意：Rb將輸出電壓UCEQ的變化反送回到輸入端，來穩(wěn)定靜態(tài)工作點二、估算分壓式偏置電路參數(shù) 分析直流通路圖： 因為，I1=I2+IBQ， 而 I2IBQ， 所以，I1I2，注意 ：基極電壓UBQ由Rb1、Rb2分壓決定，其數(shù)值的大小只與VCC、 Rb1、Rb2有關(guān)，而與晶體管的參數(shù)無關(guān)。估算靜態(tài)工作點 分析交流通路圖：估算交流參數(shù)學(xué)習(xí)要點1. 分壓式偏置電路估算靜態(tài)工作點，估算交流參數(shù)。2. 集電極基極偏置電路的結(jié)構(gòu)特點：Rb將輸出電壓UCEQ的變化反送回到輸入端，來穩(wěn)定靜態(tài)工作點。 比較固定偏置電路和 分壓式偏置放大電路例

9、題3-2 在如圖3-12所示的兩個放大電路中，已知：晶體管 = 50，UBEQ = 0.7 V，電路其他參數(shù)如圖所示。（1）試求兩個電路的靜態(tài)工作點；（2）若兩個晶體管的 = 100，則各自的工作點怎樣變化？ a） b）圖3-12 解：（1）先計算兩個電路的靜態(tài)工作點： 在圖312a所示固定偏置電路中 在圖312b所示分壓式偏置電路中（2）兩個晶體管 = 100 時，在312a中， 在圖312b中，增大一倍， ICQ、UCEQ 不變， 只有IBQ 減少一半。結(jié)論：固定偏置電路在更換晶體管后，因的改變，ICQ、UCEQ也改變，靜態(tài)工作點發(fā)生了變化；分壓式偏置電路能夠穩(wěn)定靜態(tài)工作點。任務(wù)3 認識射

10、極輸出器一、辨認下圖屬于哪種連接方式的放大電路結(jié)論：共集電極放大電路。另外，由于被放大的信號由從發(fā)射極輸出，所以該電路也叫射極輸出器。從基極輸入交流信號放大后的信號從發(fā)射極輸出集電極成為輸入、輸出信號的公共端二、學(xué)習(xí)射極輸出器1. 分析電路特點 （1）輸出電壓與輸入電壓同相且略小于輸入電壓 （2）輸入電阻大 （3）輸出電阻小 ri=rbe+（1+ ） RL在輸入回路中，ui=ube+uo ；而ube=ibrbe，數(shù)值很?。凰裕簎oui ，使得電路的輸出電壓隨著輸入電壓變化而變化，所以該電路也叫射極跟隨器。但是，電路無電壓放大能力，只有電流放大能力。電壓放大倍數(shù)約等于1，射極電流ie是ib的（

11、1+）倍，具有較強的電流放大能力。 分析交流通路2. 計算電路靜態(tài)工作點分析直流通路圖：靜態(tài)工作點學(xué)習(xí)要點射級輸出器的電路特點1.輸出電壓與輸入電壓同相且略小于輸入電壓。2.輸入電阻大。3.輸出電阻小。 1、射極輸出器的應(yīng)用（1）常用作多級放大電路中的輸入級。由于輸入電阻大，在與信號源相接時，能減少從信號源取用的電流，從而減輕信號源的負擔(dān)。（2）常用作多級放大電路的輸出級。因為其輸出電阻小，帶負載能力強，減小了負載變化對放大電路的影響，使輸出電壓基本保持不變。（3）還可用作阻抗變換器，使電路通過它達到阻抗匹配。（4）還可用于兩級共射放大電路之間的隔離級，減少后級對前級電路的影響。2. 比較三種

12、連接方式的放大電路a）共發(fā)射極 b）共集電極 c）共基極圖3-14 晶體管三種基本連接方式(1)共射極放大電路：用作多級放大電路的輸入、輸出和中間級。(2)共集電極放大電路：多用作多級放大電路的輸入級、多級放大器的輸出級或用于兩級之間實現(xiàn)阻抗匹配。(3)共基極放大電路：頻率特性好，多用作高頻放大器 、高頻振蕩器及寬頻帶放大器。任務(wù)4 學(xué)習(xí)多級放大器一、認識多級放大器（1）結(jié)構(gòu)框圖 （2）多級放大器的級間耦合方式1）耦合：多級放大電路中級與級之間的連接方式叫耦合。2）常用的耦合方式：阻容耦合、變壓器耦合、直接耦合、光電耦合。a）阻容耦合 b）變壓器耦合c）直接耦合 d）光電耦合圖3-16 放大器

13、的級間耦合方式二、多級放大器的特點及應(yīng)用1多級放大器的特點電路類型優(yōu)點缺點應(yīng)用阻容耦合各級靜態(tài)工作點互不干擾，彼此獨立，分析和調(diào)整電路方便不適宜傳輸緩慢變化的信號和直流信號，不利于集成分立元件電路中應(yīng)用廣泛變壓器耦合各級靜態(tài)工作點獨立，可進行阻抗變換變壓器制造工藝復(fù)雜、價格高、體積大，不宜集成；高、低頻特性都比較差分立元件功率放大電路中應(yīng)用廣泛直接耦合適用于直流信號或變化及其緩慢的信號，低頻特性好，易于集成各級靜態(tài)工作點相互干擾，有零點漂移現(xiàn)象集成電路中廣泛應(yīng)用光電耦合可傳輸交流信號也可傳輸直流信號，能實現(xiàn)前后級的電隔離，單向傳輸信號、易與邏輯電路連接、體積小、壽命長、無觸點、抗干擾能力強、能

14、隔離雜音、工作溫度寬、便于集成廣泛應(yīng)用在電子技術(shù)領(lǐng)域及工業(yè)自動控制領(lǐng)域中2分析多級放大器（1）電壓放大倍數(shù) 多級放大器的電壓放大倍數(shù)為各級電壓放大倍數(shù)的乘積，即 Au= Au1. Au2Aun 放大倍數(shù)用增益表示時：則總增益為各級增益的代數(shù)和。Gu（dB）= Gu1（dB）+ Gu2（dB）+ Gun（dB）（2）輸入電阻和輸出電阻 多級放大器的輸入電阻就是第一級的輸入電阻，它的輸出電阻就是最后一級的輸出電阻。（3）頻率特性與通頻帶單級放大器的通頻帶兩級放大器的通頻帶中頻區(qū)：在一定頻率范圍內(nèi)，放大器的放大倍數(shù)高且穩(wěn)定，這個頻率范圍稱為中頻區(qū)。下限截止頻率 fL：信號頻率下降到使放大倍數(shù)為中頻時

15、的 0.707 所對應(yīng)的頻率。上限頻率 fH：信號頻率上升到使放大倍數(shù)為中頻時的 0.707 所對應(yīng)的頻率。通頻帶： fL 與 fH 之間的頻率范圍稱為通頻帶。記作BW，即：BW = fH - fL 。 結(jié)論：多級放大器總的通頻帶比任何一級放大器都窄。要想展寬通頻帶，必須把每個單級放大器的通頻帶選得寬一些。學(xué)習(xí)要點1多級放大器級間的阻容耦合、變壓器耦合、直接耦合和光電耦合的特點。2多級放大器的電路結(jié)構(gòu)及Au、ri、ro的計算。 場效應(yīng)晶體管及其放大電路晶體管是利用輸入電流控制輸出電流的半導(dǎo)體器件，稱為電流控制器件。場效應(yīng)晶體管則是利用輸入電壓產(chǎn)生電場效應(yīng)來控制輸出電流的器件，稱為電壓控制器件。

16、場效應(yīng)晶體管分類： 結(jié)型（JFET） 絕緣柵型(MOSFET)兩大類。 1. 結(jié)型場效應(yīng)晶體管（1）符號和分類 a）P溝道 b） N溝道圖3-19 結(jié)型場效應(yīng)晶體管的結(jié)構(gòu)符號牢記：三個電極：漏極（D）、源極（S）、柵極（G）。（2）電壓放大作用分析和實驗證明，N溝道場效應(yīng)晶體管柵源之間只能加負電壓，即UGS0才能使管子正常工作。圖中，柵源電壓UGS的變化，必然會引起ID的變化。只要漏極電阻RD選的合適，即可在RD上獲得被放大的電壓變化量。2. 絕緣柵型場效應(yīng)晶體管 絕緣柵型場效應(yīng)晶體管是輸入電阻高達1012的一種柵極與漏極、源極完全絕緣的場效應(yīng)晶體管。（1）符號和分類a）增強型N溝道 b）增強

17、型P溝道 c）耗盡型P溝道 d）耗盡型N溝道 圖3-21 絕緣柵場效應(yīng)晶體管符號（2）結(jié)構(gòu)和工作原理1）結(jié)構(gòu)：N溝道增強型場效應(yīng)晶體管2）工作原理：a）ID0 b）ID0 圖3-23 NMOS場效應(yīng)晶體管的工作原理圖a）圖中，在柵極沒有外加電壓時, 在源極與漏極之間不會有電流流過,此時場效應(yīng)晶體管處與截止狀態(tài)。b）圖中，有一個正電壓加在N溝道的MOS 場效應(yīng)晶體管柵極上時,由于電場的作用,此時N型半導(dǎo)體的源極和漏極的負電荷被吸引而涌向柵極,但由于氧化膜的阻擋,使得電子聚集在兩個N溝道之間的P型半導(dǎo)體中,從而形成電流,使源極和漏極之間導(dǎo)通。（3）使用注意事項 第一，焊接場效應(yīng)晶體管時，電烙鐵必須

18、有外接地線或切斷電源后利用烙鐵余熱焊接，以防烙鐵漏電損壞管子。而且焊接時應(yīng)先焊源極，最后焊柵極；第二，存放絕緣柵場效應(yīng)晶體管時，要將三個電極短路，以防感應(yīng)電動勢將柵極擊穿，取用管子時應(yīng)注意人體靜電對柵極的影響，可在手腕上套一接地的金屬環(huán)；第三，不允許用萬用表來檢測絕緣柵場效應(yīng)晶體管電極和質(zhì)量，因為這樣易感應(yīng)電荷形成高壓，以致使管子擊穿，但結(jié)型場效應(yīng)晶體管可以用判定晶體管基極的類似方法來判定柵極，而源極和漏極不用區(qū)分。操作指導(dǎo)1. 認識電子助記器電路結(jié)構(gòu)及工作過程（1）電路結(jié)構(gòu) :VT1、VT2、VT3、VT4組成四級放大電路，各級之間用阻容耦合方式連接。前三級為集電極-基極偏置放大電路，能夠穩(wěn)定電路的靜態(tài)工作點，第四級為固定偏置放大電路。原理圖（2）工作過程：信號通路：聲音BMC1VT1C3VT2C4VT3C5VT4BE電路的直流通路：2. 安裝電路（1）元件選擇 具體元件見表3-1，并參照電路原理圖核對元件數(shù)目、型號等，如不符及時調(diào)換。注意，微型駐極體話筒BM的引出線需要用屏蔽線，以減少干擾噪聲。耳機BE要選用頭戴式高阻耳機。（2）元件檢測。 1）晶體管的檢測：將元件檢測情況記錄到表中。晶體管電極 1腳：（ ） 2腳：（ ） 3腳：（ ）晶體管值VT1:（ ）VT2:（ ）VT3:（ ）VT4:（ ）2）駐極體話筒的檢測