任务二 单管音频放大电路的制作

ui
Au
uo
2.1.1 任务目标
知识点： 知识点： 1.单管音频放大电路的组成及性能指标 1.单管音频放大电路的组成及性能指标 2.三极管的基本知识 2.三极管的基本知识 3.放大电路的组成与分析方法 3.放大电路的组成与分析方法 4.固定偏置放大电路的分析方法 4.固定偏置放大电路的分析方法 5.静态工作点的分析 5.静态工作点的分析 技能： 技能： 1.电阻的识别方法 1.电阻的识别方法 2.三极管资料查阅 2.三极管资料查阅 3.常用仪器的使用 3.常用仪器的使用
2.2.2 三极管
一、三极管的结构与符号 三极管又称晶体管、半导体三极管、双极型三极管、 三极管又称晶体管、半导体三极管、双极型三极管、BJT。是 晶体管 。 放大电路的基本元器件之一。 放大电路的基本元器件之一。 1.结构 结构
NPN型 型
C N P N E
集电极
集电极
C P N P E
PNP型 型
B
基极
B
基极
发射极
发射极
常见的三极管外形
特点
集电区： 集电区： 面积较大
C N P N E
集电极
B
基极
基区：较薄， 基区：较薄， 掺杂浓度低
发射极
发射区： 发射区：掺 杂浓度较高
C N P N E
集电极
集电结
B
基极
发射结
发射极
2.符号 2.符号
C B IB E
IC B IB
C
IC
IE
E
IE
NPN型三极管 型三极管
B
N P N
E
2. 饱和
C
4 3 2 1
IC(mA ) 此区域中U 100µA 此区域中 CE<UBE, µ 集电结正偏， 集电结正偏， βIB>IC，UCE≈0.3V 80µA µ ， 称为饱和区。 称为饱和区。 60µA µ 40µA µ 20µA µ IB=0 12 UCE(V)
B
N P N
该值越小， 该值越小，三极管性能越好
ICEO受温度影响 很大， 很大，当温度上 升时， 升时，ICEO增加 很快。 很快。正常的三 极管ICEO比较小
4. 极限参数
为了保证三极管安全可靠地工作， 为了保证三极管安全可靠地工作，要求三极管工作时 不能超过以下极限参数。 不能超过以下极限参数。
（1） 集电极最大电流 CM ） 集电极最大电流I
E
3
6
9
3. 放大
C B
N P N
此区域满 足IC=βIB β4 称为线性 3 区（放大 区）。 2 1
IC(mA )
100µA µ 80µA µ 60µA µ 40µA µ 20µA µ IB=0 12 UCE(V)
E
3
6
9
输出特性三个区域的特点: 输出特性三个区域的特点:
B
C
N P N
放大区：发射结正偏，集电结反偏。 (1) 放大区：发射结正偏，集电结反偏。 即 ： I C= βI B , 且 ∆ I C = β ∆ I B (2) 饱和区：发射结正偏，集电结正偏。 饱和区：发射结正偏，集电结正偏。 即：UCE<UBE ， βIB>IC，UCE≈0.3V 截止区： 死区电压， (3) 截止区： UBE< 死区电压，IB=0 ，IC=ICEO ≈0
C
UCE =0.5V UCE ≥1V
UCE=0V
IB(µA) µ
B
N P N
E
80 60 死区电 压，硅管 0.5V，锗 ， 管0.1V。 。 40 20 0.4 0.8
工作压降： 工作压降： 硅管 UBE≈0.6~0.7V,锗管 锗管 UBE≈0.2~0.3V。 。
UBE(V)
输出特性曲线（ 2. 输出特性曲线（iC-uCE）
三、放大电路的分类 按元器件——分立元器件（三极管和场效应管）和 分立元器件（ 按元器件 分立元器件 三极管和场效应管） 集成放大电路 ； 放大参数——电压、电流、功率放大电路； 电压、 放大参数 电压 电流、功率放大电路； 电路结构——单级放大和多级放大； 电路结构 单级放大和多级放大； 单级放大和多级放大 信号频率——直流、低频、高频、选频。 直流、 信号频率 直流 低频、高频、选频。
E
六、三极管的四种工作状态
由输出特性曲线知：三极管在不同的工作电流、电压状态下，具有 输出特性曲线知：三极管在不同的工作电流、电压状态下， 曲线知 不同的工作特性。 不同的工作特性。
C
1. 截止
IC(mA ) 4 3 2 1 3 6 9
此区域中 : 100µA µ IB=0,IC≈0, 80µ UBE<µA 死区电 压，称为截 60µA µ 止区。 止区。 40µA µ 20µA µ IB=0 12 UCE(V)
在以后的计算中，一般作近似处理： 在以后的计算中，一般作近似处理：β = β
特征频率f 2. 特征频率fT
定义： 值下降到1时的频率称为三极管的特征频率。 定义：将β值下降到1时的频率称为三极管的特征频率。 值将小于1 表示三极管已失去放大能力 失去放大能力， 当f>fT时， β值将小于1，表示三极管已失去放大能力， 因而不允许三极管工作在这个频率范围。 因而不允许三极管工作在这个频率范围。 一般低频小功率三极管的f 一般低频小功率三极管的fT值约为几兆至几十兆赫兹 高频小功率三极管的fT值约为几十兆至几百兆赫兹。 频小功率三极管的f 值约为几十兆至几百兆赫兹。
IC β= IB
直流电CE=6V时：IB = 40 µA, IC =1.5 mA； 时 ； IB = 60 µA, IC =2.3 mA。 。
___
I C = 1.5 = 37.5 β =I 0.04 B
∆I ∆I C β= = 2.3 − 1.5 = 40 ∆I B 0.06 − 0.04
三、三极管的电特性 （1）电流放大，即IC=βIB ）电流放大， 极相当于开关接通； （2）开关，即三极管饱和时，c、e极相当于开关接通； ）开关，即三极管饱和时， 、 极相当于开关接通 三极管截止时， 、 极相当于开关断开 极相当于开关断开。 三极管截止时，c、e极相当于开关断开。 模拟电子电路中主要利用三极管的电流放大作用 四、三极管的电流放大作用 电流放大主要是指在一定条件下流过集电极的电流 电流放大主要是指在一定条件下流过集电极的电流iC是流过基 在一定条件下流过集电极的电流 极电流i 的若干倍。 极电流 B的若干倍。 下面，通过一个实验来证明此结论。 下面，通过一个实验来证明此结论。
3. 极间反向电流
B
C
N P N
基极反向饱和电流I （1） 集-基极反向饱和电流 CBO ）
E
ICBO µA
该值越小， 该值越小，三极管性能越好
ICBO是集 电结反偏 由少子的 漂移形成 的反向电 流，受温 度的变化 影响。 影响。
射极反向饱和电流I （2）集-射极反向饱和电流 CEO ）
C B N P N E
NPN
PNP
2.共发射极放大电路 2.共发射极放大电路 为满足电流放大作用的外部条件，一般将电源接成共发射极形 为满足电流放大作用的外部条件，一般将电源接成共发射极形 共发射极 其电路有两种基本形式：双电源供电电路、单电源供电电路。 式。其电路有两种基本形式：双电源供电电路、单电源供电电路。
+VCC
任务二 单管音频放大电路的制作
2.1 任务描述 2.2 任务资讯 2.3 任务分析 2.4 任务实施 2.5 评价总结
2.1 任务描述
放大电路的目的是将微弱的变化信号不失真的 放大电路的目的是将微弱的变化信号不失真的 放大成较大的信号。 放大成较大的信号。放大电路一般主要由电压放 大和功率放大两部分组成，这里所讲的主要是电 大和功率放大两部分组成， 压放大电路。 压放大电路。 电压放大电路可以用有输入口和输出口的四 端网络表示，如图： 端网络表示，如图：
E
七、三极管的主要参数 1. 电流放大倍数和 β 电流放大倍数 β 前面的电路中， 前面的电路中，三极管的发射极是输入输出的 公共点，称为共射接法，相应地还有共基、 公共点，称为共射接法，相应地还有共基、共 集接法。 集接法。
___
___
工作于动态的三极管， 工作于动态的三极管，真正的信号是叠加在 直流上的交流信号。基极电流的变化量为∆ 直流上的交流信号。基极电流的变化量为∆IB， 相应的集电极电流变化为∆ 相应的集电极电流变化为∆IC，则交流电流放 大倍数为 大倍数为： ∆IC
双电源供电电路
Rc
+
C1 T Rb VBB 输 入 Rs
+
+
C2
ui
RL
uo 输 出
-
电路改进： 电路改进：采用单电源供电 +VCC Rc C1 输 入 ui Rs
+
Rb
+
+
C2
T Rb VBB RL uo 输 出
可以省去
五、三极管特性曲线
三极管电极电流与极间电源之间的关系曲线。优点是能直观、 三极管电极电流与极间电源之间的关系曲线。优点是能直观、准确地表达 能直观 三极管在一定状态的特性。 三极管在一定状态的特性。 1. 输入特性曲线（iB-uBE） 输入特性曲线（
2.2 任务资讯
放大电路概述（信号放大实质、性能指标） 2.2.1 放大电路概述（信号放大实质、性能指标） 三极管（结构、符号、分类、特性、 2.2.2 三极管（结构、符号、分类、特性、电流放 特性曲线、四种工作状态、主要参数） 大、特性曲线、四种工作状态、主要参数） 2.2.3 三极管放大电路（结构、基本组态、信号失 三极管放大电路（结构、基本组态、 静态工作点） 真、静态工作点） 三极管放大电路的分析方法（图解法、 2.2.4 三极管放大电路的分析方法（图解法、微变 等效法） 等效法） 2.2.5 三极管共集电极放大电路 2.2.6 三极管共基极放大电路