《分立元件放大電路》課件

分立元件放大電路本課件將介紹分立元件放大電路的基礎(chǔ)知識，包括基本放大電路的結(jié)構(gòu)、工作原理、特性分析以及應(yīng)用。課程內(nèi)容概述1放大電路基本概念介紹放大電路的基本概念和工作原理，重點(diǎn)講解三極管放大電路。2常用放大電路類型分析和比較共射、共基、共集三種基本放大電路的特性和應(yīng)用。3差動放大電路介紹差動放大電路的工作原理，重點(diǎn)講解差動放大電路的特性和應(yīng)用。4反饋放大電路分析反饋放大電路的工作原理，重點(diǎn)講解負(fù)反饋和正反饋的特性和應(yīng)用。課程目標(biāo)理解放大電路的基本概念掌握放大電路的基本定義、分類和應(yīng)用掌握常用放大電路的工作原理深入理解共射極、共基極、共集極等放大電路的特性掌握放大電路的設(shè)計方法了解放大電路的設(shè)計流程、參數(shù)選擇和性能指標(biāo)小信號放大電路基本概念晶體管放大電路的核心元件放大電路將微弱信號轉(zhuǎn)換為強(qiáng)信號信號放大提高信號的幅度和功率共射極放大電路的工作原理1輸入信號輸入信號通過電容耦合到放大電路的基極，產(chǎn)生基極電流。2放大基極電流控制集電極電流，由于集電極電流的變化幅度大于基極電流，信號被放大。3輸出信號放大后的信號通過電容耦合到負(fù)載，完成信號放大。共射極放大電路的參數(shù)1電壓增益表示放大倍數(shù)2輸入阻抗決定電路對信號源的匹配程度3輸出阻抗反映電路對負(fù)載的驅(qū)動能力4帶寬決定電路可放大信號的頻率范圍共射極放大電路的設(shè)計確定電路的應(yīng)用場景共射極放大電路主要用于放大音頻、視頻信號等低頻信號，以及其他需要較高電壓增益和低輸出阻抗的應(yīng)用場景。選擇合適的晶體管根據(jù)設(shè)計要求，選擇合適的晶體管類型和參數(shù)，例如，NPN型或PNP型、電流增益、工作電壓等。設(shè)計偏置電路設(shè)計合適的偏置電路，使晶體管工作在放大區(qū)，并保證其穩(wěn)定工作。計算放大電路的增益根據(jù)電路參數(shù)，計算出放大電路的電壓增益、電流增益和功率增益。模擬和測試電路使用仿真軟件或?qū)嶋H電路進(jìn)行模擬和測試，驗(yàn)證設(shè)計結(jié)果并進(jìn)行必要的調(diào)整。共基極放大電路的工作原理1輸入信號從基極輸入2放大電流放大3輸出信號從發(fā)射極輸出共基極放大電路的參數(shù)參數(shù)描述公式電壓放大倍數(shù)輸出電壓與輸入電壓之比Av=-Rc/Rb電流放大倍數(shù)輸出電流與輸入電流之比Ai=-Rb/Re輸入電阻基極與發(fā)射極之間的電阻Rin=Rb+re輸出電阻集電極與發(fā)射極之間的電阻Rout=Rc共基極放大電路的設(shè)計1確定工作點(diǎn)選擇合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，以保證放大器在正常工作范圍內(nèi)工作。2計算元件參數(shù)根據(jù)設(shè)計要求，計算電阻和電容的值，以滿足放大器的性能指標(biāo)。3電路仿真使用仿真軟件對電路進(jìn)行仿真，驗(yàn)證設(shè)計是否滿足預(yù)期要求。共集極放大電路的工作原理1輸入信號輸入信號加在發(fā)射極，基極接地2電流放大輸入信號電流經(jīng)放大后從集電極流出3輸出信號輸出信號出現(xiàn)在集電極共集極放大電路的參數(shù)電壓放大倍數(shù)共集極放大電路的電壓放大倍數(shù)小于1，接近于1。但由于其輸入阻抗高，輸出阻抗低，適合用作阻抗匹配電路。輸入阻抗共集極放大電路的輸入阻抗很高，接近于三極管的輸入阻抗。輸出阻抗共集極放大電路的輸出阻抗很低，接近于三極管的輸出阻抗。共集極放大電路的設(shè)計確定電路類型根據(jù)應(yīng)用需求，選擇共集極放大電路的類型，例如電壓跟隨器或發(fā)射極跟隨器。選擇晶體管根據(jù)電路的電壓、電流和頻率要求，選擇合適的晶體管類型。計算電路參數(shù)根據(jù)電路的性能指標(biāo)，計算電阻和電容等元件的值。搭建電路根據(jù)設(shè)計方案，搭建電路并進(jìn)行調(diào)試。差動放大電路的工作原理1輸入信號差動放大電路接收兩個輸入信號，分別為非反相輸入和反相輸入。2放大電路將兩個輸入信號的差值放大，并輸出至輸出端。3抑制共模信號差動放大電路的設(shè)計可以有效地抑制共模信號的影響，從而提高信號的質(zhì)量。差動放大電路的參數(shù)2輸入阻抗輸入阻抗是差動放大電路的一個重要參數(shù)，它決定了電路對輸入信號的敏感度。1共模抑制比共模抑制比是指差動放大電路對差模信號的放大倍數(shù)與對共模信號的放大倍數(shù)之比。3輸出阻抗輸出阻抗決定了電路輸出信號的負(fù)載能力，通常希望輸出阻抗盡可能低。4增益增益是指差動放大電路的輸出信號幅度與輸入信號幅度之比。差動放大電路的設(shè)計1確定電路參數(shù)包括差模增益、共模抑制比、輸入阻抗、輸出阻抗等2選擇合適的器件根據(jù)電路參數(shù)選擇合適的晶體管、電阻等器件3設(shè)計電路結(jié)構(gòu)確定電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，包括輸入級、差動放大級、輸出級等4進(jìn)行電路仿真利用仿真軟件驗(yàn)證電路性能，并進(jìn)行必要的設(shè)計優(yōu)化5制作電路原型根據(jù)設(shè)計方案制作電路原型，進(jìn)行實(shí)際測試驗(yàn)證操作放大電路的工作原理1高增益操作放大器具有非常高的電壓增益，通常在10萬到100萬之間。2高輸入阻抗操作放大器對輸入信號幾乎沒有負(fù)載，因此可以精確地放大微弱信號。3低輸出阻抗操作放大器可以驅(qū)動多種負(fù)載，即使負(fù)載變化也很穩(wěn)定。操作放大電路的參數(shù)參數(shù)說明開環(huán)電壓增益(AOL)理想情況下，開環(huán)電壓增益為無限大。輸入阻抗(Zin)理想情況下，輸入阻抗為無限大。輸出阻抗(Zout)理想情況下，輸出阻抗為零。共模抑制比(CMRR)衡量操作放大電路抑制共模信號的能力。帶寬(BW)操作放大電路能夠正常工作的頻率范圍。壓擺率(SR)操作放大電路輸出電壓變化速率。操作放大電路的設(shè)計1確定電路類型首先要確定要設(shè)計的運(yùn)算放大器的類型，例如反相放大器、非反相放大器、積分器等。2選擇器件根據(jù)電路類型和性能要求，選擇合適的運(yùn)算放大器芯片，考慮工作電壓、帶寬、輸入阻抗、輸出電流等指標(biāo)。3確定電路參數(shù)根據(jù)設(shè)計要求，確定放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻、頻率響應(yīng)等參數(shù)。4繪制電路圖根據(jù)所選芯片和參數(shù)，繪制完整的運(yùn)算放大電路圖。5電路仿真使用電路仿真軟件對電路進(jìn)行仿真，驗(yàn)證電路功能和性能。6電路測試搭建實(shí)際電路，進(jìn)行測試，確保電路性能符合設(shè)計要求。電流源電路的工作原理1電流源提供穩(wěn)定的電流2輸出電流不受負(fù)載變化影響3應(yīng)用放大電路、濾波電路等電流源電路的參數(shù)輸出電阻電流源的輸出電阻應(yīng)盡可能高，以確保輸出電流穩(wěn)定。輸出電流電流源的輸出電流應(yīng)穩(wěn)定，不受負(fù)載變化的影響。電流源電路的設(shè)計確定電流源類型根據(jù)應(yīng)用需求選擇合適的電流源類型，例如恒流源、可調(diào)電流源等。選擇合適的器件根據(jù)電流源類型和電流值選擇合適的晶體管、運(yùn)算放大器等器件。確定電路結(jié)構(gòu)根據(jù)器件特性和電路功能選擇合適的電路結(jié)構(gòu)，例如單管電流源、雙管電流源等。調(diào)試和優(yōu)化通過實(shí)物測試驗(yàn)證電路性能，并根據(jù)測試結(jié)果對電路進(jìn)行優(yōu)化。反饋放大電路的工作原理1基本概念將放大器輸出的一部分信號反饋到輸入端，形成閉環(huán)系統(tǒng)。2反饋類型正反饋和負(fù)反饋，分別增強(qiáng)和減弱放大器的增益。3反饋信號反饋信號可以是電壓或電流，并根據(jù)其相位可以是正反饋或負(fù)反饋。反饋放大電路的參數(shù)1放大倍數(shù)反饋放大電路的放大倍數(shù)可以很大，但也受限于反饋系數(shù)和開環(huán)放大倍數(shù)。2輸入電阻反饋放大電路的輸入電阻可以很高，但也要考慮反饋網(wǎng)絡(luò)的影響。3輸出電阻反饋放大電路的輸出電阻可以很低，但也要考慮反饋網(wǎng)絡(luò)的影響。4帶寬反饋放大電路的帶寬可以很寬，但也要考慮反饋網(wǎng)絡(luò)的影響。反饋放大電路的設(shè)計1確定反饋類型負(fù)反饋還是正反饋？2選擇反饋網(wǎng)絡(luò)電阻網(wǎng)絡(luò)，電容網(wǎng)絡(luò)？3計算反饋系數(shù)根據(jù)反饋網(wǎng)絡(luò)確定反饋系數(shù)4設(shè)計放大電路根據(jù)反饋系數(shù)和放大電路指標(biāo)設(shè)計電路5調(diào)試測試測試放大電路的性能，進(jìn)行必要的調(diào)整功率放大電路的工作原理1信號放大功率放大電路將輸入信號放大，以驅(qū)動負(fù)載并提供所需的功率輸出。2電流放大功率放大器主要負(fù)責(zé)放大電流，以滿足負(fù)載所需的功率需求。3效率提升功率放大電路旨在將輸入信號的功率轉(zhuǎn)化為輸出功率，并盡可能提高效率。功率放大電路的參數(shù)功率放大電路的設(shè)計確定功率放大電路的類型根據(jù)應(yīng)用需求選擇合適的功率放大電路類型，例如A類、B類、AB類或D類。選擇合適的晶體管考慮晶體管的功率容量、工作頻率、電壓耐受性等因素。設(shè)計偏置電路確定合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，確保晶體管在正常工作范圍內(nèi)。設(shè)計輸出匹配電路實(shí)現(xiàn)最大功率傳輸，并避免信號失真。進(jìn)行熱設(shè)計確保功率放大電路能夠散熱良好，防止溫度過高導(dǎo)致?lián)p壞。測試和調(diào)試驗(yàn)證電路性能，調(diào)整參數(shù)以達(dá)到最佳效果。總結(jié)與思考知識點(diǎn)回顧本課程涵