05 模块2 模拟电子技术2-晶体管放大电路.pptx

第1页：晶体管放大电路项目封面

晶体管放大电路项目封面

集成运算放大器项目5晶体管放大电路项目4半导体器件电工电子技术项目教程模块二模拟电子技术

第2页：项目5 晶体管放大电路任务导览

项目5 晶体管放大电路任务导览

5.2设计酒精检测报警控制电路5.1无线话筒的工作原理与制作项目5晶体管放大电路

第3页：任务5.1 无线话筒的工作原理与制作

任务5.1 无线话筒的工作原理与制作

5.1无线话筒的工作原理与制作

• （1）掌握基本放大电路及特点；
• （2）掌握放大电路的分析方法；
• （3）了解温度对放大电路的影响；
• （4）了解电子制作知识最初的晶体管（1947年12月23日发明）

第4页：无线话筒电路组成引入

无线话筒电路组成引入：无线话筒任务引入页，源文件仅提取到电路组成图示，建议对照原课件图补充文字说明。

电路的组成

本页源文件提取到的文字较少，内容以课件原图为准，建议对照原图补充要点说明。

第5页：基本共射放大电路

基本共射放大电路

一、基本共射放大电路根据输入和输出回路公共端的不同，放大电路有三种基本形式：共射放大电路、共基放大电路和共集放大电路。

晶体管V：放大元件,iC=iB。

要保证集电结反偏,发射结正偏,使晶体管工作在放大区。

电源VCC与基极电阻RB：使发射结处于正偏，并提供大小适当的基极电流。

耦合电容C1和C2：一般为几微法至几十微法，利用其通交隔直作用，既隔离了放大器与信号源、负载之间的直流干扰，又保证了交流信号的畅通。

电阻RC：将集电极的电流变化变换成集电极的电压变化，从而引起UCE的变化。

电源VCC：提供能量和保证晶体管工作在放大状态；1.基本共射放大电路的组成

第6页：电压施加方法与电流流向

电压施加方法与电流流向：共射电路图示页，展示电路中直流电压的施加方法与各支路电流的流向。

电压的施加方法和电流的流向

本页源文件提取到的文字较少，内容以课件原图为准，建议对照原图补充要点说明。

第7页：交直流共存的动态分析

交直流共存的动态分析

放大电路分析有交流信号输入时，电路中的电流、电压随输入信号作相应变化的状态。

由于动态时放大电路是在直流电源VCC和交流输入信号ui共同作用下工作，电路中的电压uCE、电流iB和iC均包含两个分量。

放大电路输入加ui后，晶体管的UBE就变成了ui+UBE；同时iB=ib+IB；iC=ic+IC，晶体管输出电压uCE=UCC-ICRC;经电容C2滤波后得到放大器输出电压：u0=UCC-iCRC由于iCRC是随ui的增加而增加，因此u0随ui增加而减小，即输出、输入电压是反相关系。

第8页：静态工作点与直流分析

静态工作点与直流分析

流信号ui=0时，电路所处的工作状态

称为“静态”。1)静态直流分析静态时三极管各极电流和电压值称为静态工作点Q，主要指IBQ、ICQ和UCEQ。静态分析主要是确定这些值。例：已知图中VCC=10V，RB=250KΩ，RC=3KΩ，β=50，求放大电路的静态工作点Q。解：

第9页：饱和状态与Q点调整

饱和状态与Q点调整

状态判别及特点，集电极与发射极间电压

称为饱和电压若≤0.3V，说明三极管已处于或接近饱和状态，此时称为集电极饱和电流一般，硅管的取0.3V，锗管取0.1V。RB增大IB减小，Q点降低，三极管趋向于截止；RB减小IB增大，Q点升高，三极管趋向于饱和。这两种情况三极管均会失去放大作用。

第10页：图解法与交流通路

图解法与交流通路

2)、动态交流分析在分析电路时，一般用交流通路来研究放大电路的动态性能。

所谓交流通路，就是交流电流流通的途径，在画法上遵循两条原则:

• ①将电路图中的耦合电容视为短路；
• ②电源的内阻很小，对交流信号视为短路。
• (1)图解法
• （1）根据静态分析方法，求出静态工作点Q。
• （2）根据ui在输入特性上求uBE和iB。
• （3）作交流负载线。
• （4）由输出特性曲线和交流负载线求iC和uCE。

第11页：输出电压与电压放大倍数

输出电压与电压放大倍数

，输出电压uo的负半周出现平顶畸变，

称为饱和失真；若Q点偏低，则Q"进入截止区，输出电压uo的正半周出现平顶畸变，称为截止失真。饱和失真和截止失真统称为非线性失真。从图解分析过程中可得出如下重要结论：u0上削波出现截止失真u0下削波出现饱和失真

第12页：晶体管的微变等效

晶体管的微变等效

(2)微变等效电路法

第13页：输出端的微变等效电路

输出端的微变等效电路

输出端的微变等效 输出特性曲线在放大区域内可认为呈水平线，集电极电流的微小变化ΔIC仅与基极电流的微小变化ΔIB有关，而与电压uCE无关，故集电极和发射极之间可等效为一个受ib控制的电流源，即：在小信号情况下，也是一个常数。

由于很高，在计算中常常忽略。

第14页：共射电路的微变等效分析

共射电路的微变等效分析

晶体三极管微变等效电路得共发射极放大电路的微变等效电路对该微变等效电路进行分析：

• ①电压放大倍数：式中RL'=RC//RL
• ②输入电阻Ri：当RL=∞（开路）时：
• ③输出电阻R0：共射极电压放大器由于rbe较小而使输入电阻Ri不大；而输出电阻R0=RC，显然不够小。由

第15页：输入电阻与输出电阻

输入电阻与输出电阻

输入电阻Ri的大小决定了放大电路从信号源吸取电流的大小。

为了减轻信号源的负担，总希望Ri越大越好。

另外，较大的输入电阻Ri，也可以降低信号源内阻RS的影响，使放大电路获得较高的输入电压。

在共发射极放大电路中，由于RB比rbe大得较多，Ri近似等于rbe，一般在在几百欧至几千欧，因此是比较低的，即共射放大器输入电阻不理想。

输入、输出电阻对放大器有何影响？

对负载而言，总希望放大电路的输出电阻越小越好。

因为放大器的输出电阻Ro越小，负载电阻RL的变化对输出电压的影响就越小，使得放大器带负载能力越强。

共发射极放大电路中的输出电阻Ro在几千欧至几十千欧，一般认为是较大的，也不理想。

共发射极电压放大器的电压放大倍数与晶体管的电流放大倍数β、动态转入电阻rbe及集电极电阻RC、负载电阻RL均有关。

由计算式可看出，当rbe和RL一定时，Au与β成正比。

共发射极电压放大器的电压放大倍数与哪些参数有关？

与晶体管的β值成正比吗？

第16页：温度对静态工作点的影响

温度对静态工作点的影响

二、分压式射极偏置放大电路 温度T升高UBE减小ICBO增大β增大IC增大对于固定偏置式共发射极放大电路而言，静态工作点由UBE、和ICEO、ICB0决定，这几个参数均随温度的变化而发生变化。

Q变ICEO增大

第17页：分压式射极偏置电路

分压式射极偏置电路

与温度基本无关具有工作点稳定的放大电路当：I1≈I2>>IB调节过程：则1.静态分析

第18页：分压式偏置电路分析

分压式偏置电路分析

分压式偏置共发射极电压放大器的分析虽然分压式偏置电路能适应不同β值的晶体管来维持直流工作点的相对稳定，但不等于电路中晶体管的β值可随意选择，因为β值还会影响到诸如电压放大倍数、输入输出电阻等参数。

第19页：分压式偏置动态分析

分压式偏置动态分析：动态分析讲解页，给出分压式偏置共射放大电路的微变等效电路。

2.动态分析微变等效电路

本页源文件提取到的文字较少，内容以课件原图为准，建议对照原图补充要点说明。

第20页：共集电极放大电路

共集电极放大电路

。集电极是输入、输出回路的公共端，故

称为共集电极电路。由于被放大的信号从发射极输出，故又名“射极输出器”。1.电路组成及特点

第21页：射极输出器静态分析

射极输出器静态分析：静态分析讲解页，给出射极输出器静态工作点的求解过程。

2.静态分析

本页源文件提取到的文字较少，内容以课件原图为准，建议对照原图补充要点说明。

第22页：射极输出器动态分析

射极输出器动态分析：动态分析讲解页，给出射极输出器电压放大倍数与输入输出电阻的计算。

3.动态分析①电压放大倍数②输入电阻③输出电阻

本页源文件提取到的文字较少，内容以课件原图为准，建议对照原图补充要点说明。

第23页：射极输出器的特点与用途

射极输出器的特点与用途

4．射极输出器的特点和用途特点：

• ①电压放大倍数小于1，但约等于1，即电压跟随。
• ②输入电阻较高。
• ③输出电阻较低。用途：常用作多级放大器的第一级或最末级，也可用于中间隔离级。用作输入级时，其高的输入电阻可以减轻信号源的负担，提高放大器的输入电压。用作输出级时，其低的输出电阻可以减小负载变化对输出电压的影响，并易于与低阻负载相匹配，向负载传送尽可能大的功率。

第24页：无线话筒电路实施

无线话筒电路实施

话筒采集到的交流声音信号通过C2耦合和R2匹配后送到三极管的基极。

D1和D2两个二极管反向并联，起双向限幅作用。

LED指示工作状态，话筒得电工作时点亮，R6是限流电阻。

C8、C9是电源滤波电容(大电容一般是采用卷绕工艺制作的，等效电感较大，并联一个小电容C8可以使电源的高频内阻降低)。

该电路还可作无线发射器使用。

第25页：元件选用与调试

元件选用与调试

元件选用话筒电感线圈L可用直径0.5毫米的漆包线在元珠笔芯上密绕10圈，用小刀将线圈两端刮去漆皮后用电烙铁上锡。

可点上一些石蜡油固定线圈然后抽出元珠笔芯，形成空心线圈。

调试

• ①先检查印刷电路板焊接情况。应无短路和虚、假焊现象，然后可接通电源。
• ②用万用表直流电压档测量晶体三极管V基极发射极间电压，应为0.7伏左右。将线圈两端短路，电压应有一定变化，说明电路已经振荡。
• ③打开收音机，拉出收音机天线，波段开关置于FM波段，将无线话筒天线搭在收音机上。
• ④慢慢转动收音机调谐旋钮，同时，对话筒吹气或讲话，直到收音机收到信号声为止。若收音机在调谐范围内收不到信号，可拉伸或压缩线圈L，改变其宽度，再仔细调谐直至收到清晰的信号。然后逐渐拉开无线话筒和收音机间的距离再进行调整。注意在调试中无线话筒发射频率应避开调频波段内的广播电台频率。
• ⑤将无线话筒印刷板装入机壳。机壳可以自制，但要注意把开关、插座、发光二极管露在壳外，以方便使用。

第26页：任务5.2 酒精检测报警控制电路

任务5.2 酒精检测报警控制电路

5.2酒精检测报警控制电路

• （1）了解多级放大电路；
• （2）理解差动放大电路的意义及作用；
• （3）了解功率放大电路。

第27页：酒精检测电路组成引入

酒精检测电路组成引入：酒精检测任务引入页，源文件仅提取到电路组成图示，建议对照原课件图补充。

电路的组成

本页源文件提取到的文字较少，内容以课件原图为准，建议对照原图补充要点说明。

第28页：多级放大电路的耦合方式

多级放大电路的耦合方式

一、多级放大电路1.基本耦合方式及其特点

• ①直接耦合
• ②阻容耦合
• ③变压器耦合
• ④光电耦合

第29页：多级放大电路的指标估算

多级放大电路的指标估算

2.指标的估算

• ①前一级的输出电压认为是后一级的输入电压。在通讯及音响系统中，人耳对声音的感觉远远小于放大倍数的增加，或者说，多级放大器的电压放大倍数增加速率极不符合人的感观体验。为了解决这一矛盾，人们把电压放大倍数用“分贝”(dB))表示。
• ④电路总输入电阻就是第一级的输入电阻。
• ⑤电路总输出电阻是最后一级的输出电阻。
• ②后一级的输入电阻是前一级的负载电阻。
• ③总的电压放大倍数等于各级电压放大倍数的乘积。

第30页：频率特性与频率失真

频率特性与频率失真

3.频率特性和频率失真BWAvAvm0.707AvmffLfHOBWAv(dB)3dBf(Hz)fLfH10010110210340302010中频段：电压放大倍数近似为常数。

低频段：耦合电容和发射极旁路电容容抗增大，不能视为短路，因而电压放大倍数减小。

高频段：晶体管结电容以及电路中分布电容等的容抗减小，不能视为开路，使电压放大倍数降低。

本页含连排数字或图表数据，源文件未保留行列与公式结构，数值以原课件为准，建议对照原图核对。

第31页：直接耦合与零点漂移

直接耦合与零点漂移

二、差动放大电路 1.直接耦合及零点漂移如果传输的信号频率较低或者说是直流的话，只能采用直接耦合方式。

但直接耦合使得各级静态工作点(Q点)互相影响。

第一级微弱变化的信号经多级放大器的放大，输出端会产生很大的变化。

零点漂移：输入信号电压为零时，输出电压发生缓慢地、无规则地变化的现象。

uotO原因：晶体管参数随温度变化、电源电压波动、电路元件参数的变化。

第32页：差动放大电路抑制零漂

差动放大电路抑制零漂

零点漂移的危害直接影响对输入信号测量的准确程度和分辨能力。

严重时，可能淹没有效信号电压，无法分辨是有效信号电压还是漂移电压。

差动放大电路是抑制零点漂移最有效的电路结构。

带调零的差动放大电路差动放大电路uo=VC1－VC2=0uo=(VC1+VC1)－(VC2+VC2)=0此时，ui1=ui2=0当温度升高时ICVC（两管变化量相等）对称差动放大电路对两管所产生的同向漂移都有抑制作用。

1)静态分析

第33页：共模信号与差模信号

共模信号与差模信号

2)动态分析两管集电极电位呈等量同向变化，所以输出电压为零，即对共模信号没有放大能力。

• (1)共模信号ui1=ui2大小相等、极性相同差动电路抑制共模信号能力的大小，反映了它对零点漂移的抑制水平。两管集电极电位一减一增，呈等量异向变化
• (2)差模信号ui1=–ui2大小相等、极性相反uo=(VC1－VC1)－(VC2+VC１)=－2VC1即对差模信号有放大能力。
• (3)比较输入ui1、ui2大小和极性是任意的。

第34页：差模信号的分解与共模抑制比

差模信号的分解与共模抑制比

这种输入常作为比较放大来应用，在自动控制系统中是常见的。

可分解成:ui2=8mV－2mVui1=8mV+2mV放大器只放大两个输入信号的差值信号—差动放大电路。

共模抑制比（CommonModeRejectionRatio)全面衡量差动放大电路放大差模信号和抑制共模信号的能力。

例:ui1=10mV,ui2=6mV

第35页：共模抑制比KCMR

共模抑制比KCMR

差模放大倍数共模放大倍数KCMR越大，说明差放分辨差模信号的能力越强，而抑制共模信号的能力越强。

共模抑制比

第36页：差动电路的四种输入形式

差动电路的四种输入形式

(4)其它输入形式双端输入单端输出双端输入双端输出单端输入双端输出单端输入单端输出

第37页：功率放大电路的特点

功率放大电路的特点

三、功率放大电路 作用：是放大电路的输出级，去推动负载工作。

例如使扬声器发声、继电器动作、仪表指针偏转、电动机旋转等。

1．特点和要求

• ①非线性失真要比小信号电压放大电路严重得多；
• ②从电源取用功率较大，必须尽可能提高功率放大电路的效率(负载得到的交流信号功率与直流电源供出功率的比值)。
• ③因三极管可能工作在非线性区，故只能用图解。2．类型

第38页：OTL与OCL互补对称电路

OTL与OCL互补对称电路

电容器与负载耦合，而不用变压器耦合的

称为OTL(OutputTransformerLess)无输出变压器互补对称功率放大器；采用双电源不需要耦合电容的直接耦合互补对称电路，称为OCL（OutputCapacitorLess）无输出电容耦合互补对称功率放大器。1)OCL当输入信号ui为正弦波时，输出信号在过零前后出现的失真称为交越失真。原因由于晶体管特性存在非线性，ui<死区电压晶体管导通不好。

第39页：交越失真的克服

交越失真的克服

克服交越失真采用各种电路以产生有不大的偏流，使静态工作点稍高于截止点，即工作于甲乙类状态。

静态时V1、V2两管发射结电压分别为二极管D1、D2的正向导通压降，致使两管均处于微弱导通状态。

动态时，设ui加入正弦信号。

正半周V2截止，V1基极电位进一步提高，进入良好的导通状态。

负半周V1截止，V2基极电位进一步降低，进入良好的导通状态。

第40页：OTL电路的结构特点

OTL电路的结构特点

V1、V2的特性一致；一个NPN型、一个PNP型两管均接成射极输出器；输出端有大电容；单电源供电。

静态时(ui=0),IC10，IC20电容两端的电压2)OTL

第41页：集成功率放大LM386

集成功率放大LM386

3)集成功率放大电路LM386输出功率：1W（VCC=16V，RL=32Ω）电路类型：OTL电压增益：20-200(26~46dB)。

电源电压范围：5~18V带宽：300kHz静态电源电流：4mA总谐波失真：0.2%输入阻抗：50kΩ1)主要参数

第42页：LM386引脚图与应用

LM386引脚图与应用

2)引脚图51846327VCCVOUTIN+GAININ-GAINBYPASGND电源同向输入反向输入去耦输出增益调节增益调节地3)应用LM386最少元件用法和最大增益用法(20倍)(200倍)

第43页：酒精检测报警实施

酒精检测报警实施

当酒敏传感器检测到酒精气体后，A、B两端之间的电阻值变小，B极的电压升高，使RP中心抽头变为高电平，当该信号电压达到1.6V时，IC2内部电子开关接通，IC3得电，输出连续不断的“酒后别开车”语音警示信号，不过非常微弱。

经4.7μF电容C3输入IC4：LM386加以放大，由扬声器SP发出响亮的报警声，并驱动D3闪烁发光报警；同时继电器K通电吸合，常闭触头断开。

点火系统工作电源被切断，发动机无法起动或强制熄火。

第44页：核心器件选用清单

核心器件选用清单

ICl选用LM7805型三端集成稳压器。

IC2选用TWH8778型大功率电子开关集成电路。

IC3选用内储“酒后别开车”语音信息的语音集成电路IC4选用LM386型音频功率放大集成电路核心器件酒敏传感器使用QM-NJ9型酒敏传感器件。

其技术性能为：适用范围：检测空气中散发的酒精加热电压：5V±0.2V消耗功率：<0.75w响应时间：<10秒；恢复时间≤60秒环境条件：-20℃～+50℃测试前应先接通电源，预热5—10分钟。

待其工作稳定后测一下A~B之间的电阻，看其在洁净空气中的阻值和含有酒精空气中的阻值差别是否明显，一般要求越大越好。