三極管與集成運(yùn)算放大器演示文稿

三極管與集成運(yùn)算放大器演示文稿現(xiàn)在是1頁\一共有93頁\編輯于星期四三極管與集成運(yùn)算放大器現(xiàn)在是2頁\一共有93頁\編輯于星期四§5-1三極管1．了解三極管的結(jié)構(gòu)、類型和符號(hào)。2．掌握三極管的電流放大作用。3．了解三極管的主要參數(shù)。4．掌握用萬用表簡易檢測(cè)三極管的方法。學(xué)習(xí)目標(biāo)現(xiàn)在是3頁\一共有93頁\編輯于星期四一、三極管的結(jié)構(gòu)和類型

常見三極管的外形現(xiàn)在是4頁\一共有93頁\編輯于星期四三極管有兩個(gè)PN結(jié)，對(duì)應(yīng)的三個(gè)半導(dǎo)體區(qū)分別為發(fā)射區(qū)、基區(qū)和集電區(qū)，從三個(gè)區(qū)引出的三個(gè)電極分別為發(fā)射極、基極和集電極，分別用E、B、C或e、b、c表示。發(fā)射區(qū)與基區(qū)之間的PN結(jié)稱為發(fā)射結(jié)，集電區(qū)與基區(qū)之間的PN結(jié)稱為集電結(jié)?，F(xiàn)在是5頁\一共有93頁\編輯于星期四三極管結(jié)構(gòu)示意圖及圖形符號(hào)a)NPN型b)PNP型現(xiàn)在是6頁\一共有93頁\編輯于星期四幾種常見三極管封裝形式與管腳排列現(xiàn)在是7頁\一共有93頁\編輯于星期四二、三極管的電流放大作用三極管集電極電流與相應(yīng)的基極電流之比，稱為三極管的直流電流放大系數(shù)（）。將三極管看作一個(gè)廣義節(jié)點(diǎn)，根據(jù)基爾霍夫節(jié)點(diǎn)電流定律，可知,所以三極管三個(gè)電極的電流關(guān)系為現(xiàn)在是8頁\一共有93頁\編輯于星期四的大小反映了三極管放大電流的能力。必須強(qiáng)調(diào)的是，這種電流放大能力實(shí)質(zhì)是對(duì)的控制能力，因?yàn)闊o論還是都是來自電源，如果沒有電源，三極管本身是不能放大電流的?，F(xiàn)在是9頁\一共有93頁\編輯于星期四三、三極管的工作電壓

NPN型三極管放大電路現(xiàn)在是10頁\一共有93頁\編輯于星期四發(fā)射結(jié)加正向偏置電壓，集電結(jié)加反向偏置電壓，這是三極管電流放大的外部條件。這時(shí)三極管三個(gè)電極的電位有如下關(guān)系：

如果流過發(fā)射極、基極和集電極的電流分別用IE、IB和IC表示，則有：

（1）（2）（3）現(xiàn)在是11頁\一共有93頁\編輯于星期四四、三極管的輸出特性1．三極管的輸出特性曲線三極管輸出特性曲線現(xiàn)在是12頁\一共有93頁\編輯于星期四2．三極管的三個(gè)工作區(qū)根據(jù)三極管的工作狀況，我們可以在三極管輸出特性曲線族上劃分為放大區(qū)、截止區(qū)和飽和區(qū)。三極管的三個(gè)工作區(qū)現(xiàn)在是13頁\一共有93頁\編輯于星期四（1）放大區(qū)在本區(qū)域里，每條輸出特性曲線近似為一條水平直線，且相鄰曲線間隔均勻；三極管的集電極電流遠(yuǎn)大于基極電流，并且與基極電流成正比。（2）截止區(qū)在本區(qū)域里，基極電流大小為零，集電極電流很小，接近于零?，F(xiàn)在是14頁\一共有93頁\編輯于星期四（3）飽和區(qū)在本區(qū)域里，集-射極之間電壓較小，集電極電流與基極電流不成正比，但與集-射極電壓有著明顯的關(guān)系。我們把這個(gè)區(qū)域稱為飽和區(qū)。現(xiàn)在是15頁\一共有93頁\編輯于星期四3．三極管的開關(guān)特性a）集-射極近似于斷開的開關(guān)b）集-射極近似于接通的開關(guān)三極管的開關(guān)特性現(xiàn)在是16頁\一共有93頁\編輯于星期四五、三極管的主要參數(shù)1．共發(fā)射極直流電流放大系數(shù)共發(fā)射極直流電流放大系數(shù)用符號(hào)（或）表示，它是指集電極電流與基極電流的比值，即現(xiàn)在是17頁\一共有93頁\編輯于星期四2．共發(fā)射極交流電流放大系數(shù)共發(fā)射極交流電流放大系數(shù)用符號(hào)（或）表示，它是指集電極電流增量與基極電流增量的比值，即現(xiàn)在是18頁\一共有93頁\編輯于星期四3．集-基反向飽和電流集-基反向飽和電流用符號(hào)表示，它是指在發(fā)射極懸空、集電結(jié)處于反向偏置情況下流過集電極的電流。

ICBO示意圖

現(xiàn)在是19頁\一共有93頁\編輯于星期四4．集-射反向飽和電流集-射反向飽和電流用符號(hào)ICEO表示，它是指在基極懸空、集-射處于反向偏置情況下流過集電極的電流。

ICEO示意圖現(xiàn)在是20頁\一共有93頁\編輯于星期四5．集電極最大允許電流集電極最大允許電流用ICM符號(hào)表示，它是指下降到正常值的2/3時(shí)的集電極電流。6．集-射反向擊穿電壓集-射反向擊穿電壓用符號(hào)或來表示。現(xiàn)在是21頁\一共有93頁\編輯于星期四7．集電結(jié)最大允許耗散功率集電結(jié)最大允許耗散功率用符號(hào)表示，當(dāng)集電極電流與集-射極電壓的乘積達(dá)到或超過該值時(shí)，三極管極易過熱燒毀。根據(jù)三極管的極限參數(shù)，我們可以在三極管輸出特性曲線族上劃分為安全工作區(qū)、限制區(qū)、限制區(qū)和擊穿區(qū)。現(xiàn)在是22頁\一共有93頁\編輯于星期四三極管的工作區(qū)和限制區(qū)現(xiàn)在是23頁\一共有93頁\編輯于星期四六、用萬用表檢測(cè)三極管1．確定基極和管型確定三極管的基極三極管的檢測(cè)現(xiàn)在是24頁\一共有93頁\編輯于星期四2．確定集電極和發(fā)射極在確定基極后，如果是NPN型管，可將紅、黑表筆分別接在兩個(gè)未知電極上，表針應(yīng)指向無窮大處。測(cè)試任意兩個(gè)電極間電阻現(xiàn)在是25頁\一共有93頁\編輯于星期四再用手把基極和黑表筆所接管腳一起捏緊（注意兩極不能相碰，即相當(dāng)于接入一個(gè)電阻，記下此時(shí)萬用表測(cè)得的阻值。用手將基極和黑表筆所接管腳捏緊現(xiàn)在是26頁\一共有93頁\編輯于星期四然后對(duì)調(diào)管腳，用同樣的方法再測(cè)得一個(gè)電阻，比較兩次結(jié)果，讀數(shù)較小的一次黑表筆所接的管腳為集電極，紅表筆所接為發(fā)射極。若兩次測(cè)試表針均不動(dòng)，則表明三極管已失去放大能力。對(duì)調(diào)三極管管腳再次測(cè)量現(xiàn)在是27頁\一共有93頁\編輯于星期四§5-2基本放大電路1．掌握基本共射放大電路的組成和工作原理。2．了解分壓式共射放大電路穩(wěn)定工作點(diǎn)的原理。3．了解共集放大電路（射隨器）的特點(diǎn)和應(yīng)用。學(xué)習(xí)目標(biāo)現(xiàn)在是28頁\一共有93頁\編輯于星期四一、基本共射放大電路

1．電路組成基本共射放大電路由三極管V、基極電阻、集電極負(fù)載電阻，輸入耦合電容C1、輸出耦合電容C2和直流電源等組成?；竟采浞糯箅娐番F(xiàn)在是29頁\一共有93頁\編輯于星期四2．電路中各元件的作用（1）三極管VT它是放大電路的核心，起電流放大作用，可將微小的基極電流變化量轉(zhuǎn)換成較大的集電極電流變化量。電路中基極→發(fā)射極為輸入回路，集電極→發(fā)射極為輸出回路，以發(fā)射極為公共端，所以稱為共射放大電路?，F(xiàn)在是30頁\一共有93頁\編輯于星期四（2）直流電源為三極管和負(fù)載提供能源，同時(shí)為三極管提供實(shí)現(xiàn)電流放大的外部條件，即發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。（3）基極偏置電阻和配合為三極管提供一個(gè)合適的靜態(tài)偏置電流使三極管能不失真地放大交流信號(hào)。（4）集電極負(fù)載電阻將集電極電流的變化量轉(zhuǎn)換成集電極電壓電壓的變化量，從而實(shí)現(xiàn)電壓放大。現(xiàn)在是31頁\一共有93頁\編輯于星期四（5）耦合電容C1、C2起“隔直通交”的作用：隔直——隔離直流電源對(duì)信號(hào)源和負(fù)載的影響，同時(shí)也隔離信號(hào)源和負(fù)載對(duì)三極管直流工作狀態(tài)的影響。通交——當(dāng)C1，C2足夠大時(shí)，它們的容抗很小，可近似看做短路，這樣可讓交流信號(hào)順利通過?，F(xiàn)在是32頁\一共有93頁\編輯于星期四3．電路工作原理（1）直流偏置（2）電流放大和電壓放大共射放大電路的電流和電壓波形現(xiàn)在是33頁\一共有93頁\編輯于星期四4．放大電路的估算分析法（1）靜態(tài)工作點(diǎn)的估算放大電路的直流通路a)共射放大電路b)直流通路現(xiàn)在是34頁\一共有93頁\編輯于星期四（2）放大電路交流參數(shù)的估算1)三極管的輸入電阻2）放大電路的輸入電阻

放大電路的交流通路放大電路的輸入電阻現(xiàn)在是35頁\一共有93頁\編輯于星期四3）放大電路的輸出電阻4）交流電壓放大倍數(shù)放大電路的輸出電阻現(xiàn)在是36頁\一共有93頁\編輯于星期四二、分壓式共射放大電路1．電路組成分壓式共射放大電路a)分壓式電路b)直流通路c)交流通路現(xiàn)在是37頁\一共有93頁\編輯于星期四2．穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的原理適當(dāng)選擇Rb1和Rb2的值，使Rb1上所流過的直流電流I1遠(yuǎn)大于IBQ（一般選5~10倍）。這時(shí)基極電壓UBQ就由UCC和Rb1與Rb2的分壓比確定，即現(xiàn)在是38頁\一共有93頁\編輯于星期四三、共集放大電路（射隨器）1．電路組成共集放大電路a)原理電路b)直流通路c)交流通路現(xiàn)在是39頁\一共有93頁\編輯于星期四2．電路特點(diǎn)（1）電壓放大倍數(shù)小于1、且接近于1。（）（2）輸出電壓與輸入電壓同相位。（3）輸入電阻較大。（4）輸出電阻較小?，F(xiàn)在是40頁\一共有93頁\編輯于星期四3．電路應(yīng)用（1）用作輸入級(jí)，因其輸入電阻大，可以減輕信號(hào)源的負(fù)擔(dān)。（2）用作輸出級(jí)，因其輸出電阻小，可以提高帶負(fù)載的能力。（3）用在兩級(jí)共射放大器之間作為隔離級(jí)（或稱緩沖級(jí)），因其輸入電阻大，對(duì)前級(jí)影響小；因其輸出電阻小，對(duì)后級(jí)的影響也小?，F(xiàn)在是41頁\一共有93頁\編輯于星期四§5-3反饋與振蕩1．理解和掌握反饋的基本概念，了解反饋的類型。2．了解負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響。3．了解和正弦波振蕩器的基本組成和振蕩條件。4．了解LC正弦波振蕩器的組成，會(huì)判斷電路能否起振。學(xué)習(xí)目標(biāo)現(xiàn)在是42頁\一共有93頁\編輯于星期四一、反饋1．反饋的定義輸出量（電壓或電流）的一部分或全部通過一定的電路形式送回到輸入回路，并對(duì)輸入量產(chǎn)生影響的過程稱為反饋。

反饋放大電路方框圖現(xiàn)在是43頁\一共有93頁\編輯于星期四2．反饋的類型（1）正反饋和負(fù)反饋根據(jù)反饋極性的不同，可將反饋分為正反饋和負(fù)反饋。反饋極性的判斷a)正反饋b)負(fù)反饋現(xiàn)在是44頁\一共有93頁\編輯于星期四（2）電壓反饋和電流反饋根據(jù)負(fù)反饋信號(hào)從輸出端取樣方式的不同，可分為電壓反饋與電流反饋。反饋電路在輸出端的取樣分析a)電壓反饋b)電流反饋現(xiàn)在是45頁\一共有93頁\編輯于星期四（3）串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋根據(jù)反饋信號(hào)與輸入信號(hào)連接方式（也稱比較方式）的不同，可分為串聯(lián)反饋與并聯(lián)反饋。反饋信號(hào)與輸入信號(hào)的連接方式a)串聯(lián)反饋b)并聯(lián)反饋現(xiàn)在是46頁\一共有93頁\編輯于星期四在放大電路中主要是引入負(fù)反饋，若同時(shí)考慮反饋電路與輸入、輸出回路的連接方式，負(fù)反饋放大器可以歸納為以下四種類形：（1）電流串聯(lián)負(fù)反饋。（2）電壓串聯(lián)負(fù)反饋。（3）電流并聯(lián)負(fù)反饋。（4）電壓并聯(lián)負(fù)反饋?，F(xiàn)在是47頁\一共有93頁\編輯于星期四3．負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響（1）放大倍數(shù)下降，但穩(wěn)定性能提高（2）減小了非線性失真負(fù)反饋減小非線性失真現(xiàn)在是48頁\一共有93頁\編輯于星期四（3）展寬了通頻帶（4）改變了放大器的輸入、輸出電阻1）對(duì)輸入電阻的影響2）對(duì)輸出電阻的影響負(fù)反饋對(duì)輸入電阻的影響a)串聯(lián)負(fù)反饋b)并聯(lián)負(fù)反饋現(xiàn)在是49頁\一共有93頁\編輯于星期四二、正弦波振蕩器1．正弦波振蕩器的基本組成正弦波振蕩電路框圖現(xiàn)在是50頁\一共有93頁\編輯于星期四2．自激振蕩的條件（1）振幅平衡條件AF=1（考慮到能量損耗，實(shí)際應(yīng)取AF≥1）（2）相位平衡條件根據(jù)反饋信號(hào)與輸入信號(hào)相位相同的要求，則基本放大電路與反饋網(wǎng)絡(luò)的總相移必須等于2的整數(shù)倍，即現(xiàn)在是51頁\一共有93頁\編輯于星期四3．變壓器反饋式LC振蕩電路只要三極管的電流放大系數(shù)合適，L1與L的匝數(shù)比合適，即可滿足振幅平衡條件。該電路振蕩頻率為共射變壓器反饋式LC振蕩電路現(xiàn)在是52頁\一共有93頁\編輯于星期四4．三點(diǎn)式LC振蕩電路三點(diǎn)式LC振蕩電路分電感三點(diǎn)式和電容三點(diǎn)式兩種。它們的共同點(diǎn)是：在交流通路中，LC諧振回路的三個(gè)引出端分別與三極管的三個(gè)極相連。其與發(fā)射極相連的為兩個(gè)相同性質(zhì)電抗，與基極相連的為兩個(gè)相反性質(zhì)電抗。這一接法俗稱“射同基反”，凡是按這一法則連接的三點(diǎn)式振蕩器，必定滿足相位平衡條件，否則不可能起振。

現(xiàn)在是53頁\一共有93頁\編輯于星期四（1）電感三點(diǎn)式振蕩電路電感三點(diǎn)式振蕩電路a)分立元件組成的電路b)交流通路c)集成運(yùn)放組成的電路振蕩頻率：

現(xiàn)在是54頁\一共有93頁\編輯于星期四（2）電容三點(diǎn)式振蕩電路電容三點(diǎn)式振蕩電路a)分立元件組成的電路b)交流通路c)集成運(yùn)放組成的電路振蕩頻率：

現(xiàn)在是55頁\一共有93頁\編輯于星期四反饋與振蕩在汽車電路中的應(yīng)用

一、開環(huán)控制與閉環(huán)控制1．開環(huán)控制系統(tǒng)如果控制系統(tǒng)的輸出量對(duì)系統(tǒng)沒有控制作用，即系統(tǒng)無反饋，這個(gè)系統(tǒng)稱為開環(huán)控制系統(tǒng)。開環(huán)控制系統(tǒng)方框圖現(xiàn)在是56頁\一共有93頁\編輯于星期四2.閉環(huán)控制系統(tǒng)閉環(huán)控制系統(tǒng)是把輸出量檢測(cè)出來，經(jīng)過物理量的轉(zhuǎn)換，再反饋到輸入端去與輸入量進(jìn)行比較，并利用比較后的偏差信號(hào)，經(jīng)過控制器（調(diào)節(jié)器）對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行控制，以抑制內(nèi)部或外部擾動(dòng)對(duì)輸出量的影響，減少輸出量的誤差。閉環(huán)控制系統(tǒng)方框圖現(xiàn)在是57頁\一共有93頁\編輯于星期四汽車空調(diào)示意圖現(xiàn)在是58頁\一共有93頁\編輯于星期四二、點(diǎn)火電路的振蕩波形汽車示波器顯示的點(diǎn)火波形現(xiàn)在是59頁\一共有93頁\編輯于星期四§5-4多級(jí)放大電路1．理解和掌握反饋的基本概念，了解反饋的類型。2．了解負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響。3．了解和正弦波振蕩器的基本組成和振蕩條件。學(xué)習(xí)目標(biāo)現(xiàn)在是60頁\一共有93頁\編輯于星期四多級(jí)放大電路由多個(gè)單級(jí)放大電路連接而成。多級(jí)放大電路的第一級(jí)為輸入級(jí)，也稱為前置級(jí)，最后一級(jí)為輸出級(jí)，也稱為功放級(jí)。多級(jí)放大電路的組成現(xiàn)在是61頁\一共有93頁\編輯于星期四一、級(jí)間耦合方式多級(jí)放大電路中各單級(jí)電路之間的連接稱為耦合。1．阻容耦合阻容耦合放大器現(xiàn)在是62頁\一共有93頁\編輯于星期四2．變壓器耦合耦合變壓器的作用是隔斷前后級(jí)的直流聯(lián)系，同時(shí)把前級(jí)輸出的交流信號(hào)通過電磁感應(yīng)傳送到后級(jí)。變壓器耦合放大器現(xiàn)在是63頁\一共有93頁\編輯于星期四3．直接耦合所謂直接耦合，就是把前一級(jí)放大電路的輸出端直接連接到后一級(jí)放大電路的輸入端。直接耦合放大器現(xiàn)在是64頁\一共有93頁\編輯于星期四4．光電耦合光電耦合多級(jí)放大電路是以光電耦合器為媒介來實(shí)現(xiàn)信號(hào)的耦合和傳輸?shù)?。光電耦合器簡稱光耦。光電耦合放大器a)電路原理圖b)光電耦合器現(xiàn)在是65頁\一共有93頁\編輯于星期四二、電壓放大倍數(shù)和輸入、輸出電阻1．電壓放大倍數(shù)三級(jí)放大電路方框圖現(xiàn)在是66頁\一共有93頁\編輯于星期四第一級(jí)電壓放大倍數(shù)第二級(jí)電壓放大倍數(shù)第三級(jí)電壓放大倍數(shù)多級(jí)放大電路總的電壓放大倍數(shù)2．輸入電阻和輸出電阻多級(jí)放大電路的輸入電阻就是第一級(jí)（輸入級(jí)）放大電路的輸入電阻，多級(jí)放大器的輸出電阻就是最后一級(jí)（輸出級(jí)）放大電路的輸出電阻。現(xiàn)在是67頁\一共有93頁\編輯于星期四三極管在汽車電路中的應(yīng)用一、在風(fēng)窗玻璃洗滌液液位報(bào)警器中的應(yīng)用風(fēng)窗玻璃洗滌液液位報(bào)警器電路現(xiàn)在是68頁\一共有93頁\編輯于星期四二、在汽車電壓調(diào)節(jié)器中的應(yīng)用電壓調(diào)節(jié)電路器圖現(xiàn)在是69頁\一共有93頁\編輯于星期四三、在光電式車速傳感器中的應(yīng)用汽車光電式車速傳感器a）光電式車速傳感器外形b）是車速傳感器光電轉(zhuǎn)換電路現(xiàn)在是70頁\一共有93頁\編輯于星期四§5-5集成運(yùn)算放大器1．了解集成運(yùn)放的電壓傳輸特性。2．掌握理想集成運(yùn)放工作于線性和非線性狀態(tài)時(shí)的特點(diǎn)。3．了解集成運(yùn)放的典型應(yīng)用電路。4．了解集成運(yùn)放在汽車電路中的應(yīng)用。學(xué)習(xí)目標(biāo)現(xiàn)在是71頁\一共有93頁\編輯于星期四一、集成運(yùn)算放大器的基本結(jié)構(gòu)、外形及符號(hào)集成運(yùn)算放大器簡稱“集成運(yùn)放”，它是一種高增益的多級(jí)直流放大器。主要由輸入級(jí)、中間級(jí)和輸出級(jí)等組成。集成運(yùn)放的結(jié)構(gòu)框圖現(xiàn)在是72頁\一共有93頁\編輯于星期四集成運(yùn)放有金屬圓殼式封裝、塑料雙列直插式封裝、單列直插式封裝、貼片式封裝等形式。集成運(yùn)放的常見封裝形式a)金屬圓殼式b)雙列直插式c)單列直插式d)貼片式現(xiàn)在是73頁\一共有93頁\編輯于星期四集成運(yùn)放的電路符號(hào)a）新國際符號(hào)b）舊符號(hào)現(xiàn)在是74頁\一共有93頁\編輯于星期四二、集成運(yùn)放的電壓傳輸特性根據(jù)輸出特性的不同，可分為線性工作區(qū)和非線性工作區(qū)兩個(gè)區(qū)。集成運(yùn)放的電壓傳輸特性曲線集成運(yùn)放的電壓傳輸特性現(xiàn)在是75頁\一共有93頁\編輯于星期四1．線性工作區(qū)2．非線性工作區(qū)當(dāng)時(shí)，；當(dāng)時(shí)，；現(xiàn)在是76頁\一共有93頁\編輯于星期四3．理想集成運(yùn)放工作在線性區(qū)的特點(diǎn)“虛斷”——兩輸入端與集成電路內(nèi)部近似斷開?！疤摱獭薄獌奢斎攵穗娢唤葡嗤?。“虛地”——如有一個(gè)輸入端接地，則另一個(gè)輸入端電位近似接地。理想集成運(yùn)放工作在非線性區(qū)時(shí)，無“虛短”和“虛地”特性，但作為理想集成運(yùn)放，“虛斷”始終存在。現(xiàn)在是77頁\一共有93頁\編輯于星期四三、集成運(yùn)放的線性應(yīng)用1．反相放大器反相放大器又稱為反相輸入比例運(yùn)算器。反相放大器基本電路集成運(yùn)放及其線性應(yīng)用現(xiàn)在是78頁\一共有93頁\編輯于星期四2．同相放大器同相放大器又稱同相輸入比例運(yùn)算器。同相放大器電壓跟隨器現(xiàn)在是79頁\一共有93