项目2 三级管及其单管放大电路
单管放大电路 ppt课件
2020/12/2
1
内容提要
晶体管放大器电路是模拟电子技术课程的基础 部分。本章介绍了单管放大器、多级放大器电路、 负反馈放大器电路、射极跟随器、差动放大器、 OTL低频功率放大器、单调谐放大器、双调谐回路 谐振放大器的工作原理、主要性能指标、特性以及 计算机仿真设计方法。
20
图2.1.4 Potentiometer对话框
2020/12/2
21
调整图2.1.1中的电位器RP确定静态工作点。电 位器RP旁标注的文字“Key=a”表明按动键盘上 a键，电位器的阻值按5％的速度减少：若要增 加，按动Shin+a键，阻值将以5％的速度增加。 电位器变动的数值大小直接以百分比的形式显 示在一旁。启动仿真电源开关，反复按键盘上 的a键。双击示波器图标，观察示波器输出波形 如图2.1.5（节点8的波形）所示。
2020/12/2
7
uo ui
图2.1.1电阻分压式工作点稳定放大电路
2020/12/2
8
在图2.1.1电路中，当流过偏置电阻RB11和RB12 的
电流远大于晶体管的基极电流IB时（一般5～10倍）， 则它的静态工作点可用下式估算
UB
RB1 RB1RB2
VCC
IE
UB
UBE RE
IC
2020/12/2
9
UCE＝VCC－IC（RC＋RE）
电压放大倍数： Au βRCr/b/eRL
输入电阻： Ri＝RB11 // RB12 // rbe 式中rbe为三极管基极与发射极之间的电阻
输出电阻 RO≈RC
2020/12/2
10
由于电子器件性能的分散性比较大，因此在 设计和制作晶体管放大电路时，离不开测量和调 试技术。在设计前应测量所用元器件的参数，为 电路设计提供必要的依据，在完成设计和装配以 后，还必须测量和调试放大器的静态工作点和各
单管放大电路原理
单管放大电路原理单管放大电路是一种基本的电子电路，常用于音频放大器和电视机等电子设备中。
它的主要原理是利用晶体管的放大作用，将输入信号放大后输出到负载上，以实现信号的放大和增强。
下面我们来一起详细了解一下单管放大电路的原理及其应用。
单管放大电路的基本原理是利用晶体管的三种工作状态：截止状态、放大状态和饱和状态。
其中，放大状态是最常用的工作状态。
在放大状态下，晶体管的发射极和基极之间的电流变化可以被控制，从而实现信号的放大。
具体来说，当输入信号加到晶体管的基极上时，会引起基极电流的变化，进而导致晶体管的发射极电流的变化。
通过适当的电路设计，可以使得输入信号的小变化能够放大到较大的幅度，并输出给负载。
单管放大电路常用的电路结构有共射极放大电路、共基放大电路和共集放大电路。
其中，共射极放大电路是最常见的一种结构，也是应用最广泛的一种。
它的基本原理是将输入信号加到晶体管的基极上，输出信号从晶体管的集电极上获取。
通过适当的电路设计，可以实现输入信号的放大和相应增益的控制。
单管放大电路的应用非常广泛。
例如，它常用于音频放大器中，将低幅度的音频信号放大到足够的功率，以驱动扬声器发出高质量的声音。
它还可以用于电视机和无线电接收机等设备中，用于接收和放大来自外部天线或信号源的电频信号。
此外，单管放大电路还可用于传感器信号的放大和处理，以及医疗仪器和实验设备中的各种测量和控制系统中。
在设计和应用单管放大电路时，需要注意一些关键因素，如电路的电压和电流要求、输入和输出阻抗的匹配、负载的适配以及信号的失真和噪声控制等。
同时，还应考虑晶体管的工作参数和特性，如最大电压和电流、频率响应和温度稳定性等。
总之，单管放大电路是一种重要的电子电路，具有广泛的应用领域。
通过理解其基本原理和注意相关因素，我们可以设计和应用出高性能的单管放大电路，以满足各种电子设备的需求。
电子电路实验二 单管放大电路
实验二、单管放大电路一、实验目的1、掌握单管放大电路的静态和动态测试方法，及其对放大器性能的影响；2、巩固单管放大电路的基本工作原理。
一、 实验仪器1、 双踪示波器2、 信号发生器3、 多功能数字信号发生器4、 数字万用表 二、 预习要求1、 三极管及单管放大器工作原理；2、 放大器动态及静态测量方法。
三、 实验内容及步骤1、装接电路如图2.1所示图2.1单管放大电路（1）、用万用表判断实验箱上三极管V1 的极性及好坏，放大倍数以及电解电容C的极性和好坏。
记录Ic 为0.5mA,1mA,1.5mA 时的β值。
（2）、按图2.1所示连接电路（注意接线前先测量+12V 电源，关断电源后再接线），将Rp 调到电阻最大位置。
（3）、接线后仔细检查，确认无误后接通电源。
2、静态调整调整Rp 使V E =1。
9V ，计算并填表2.1GND(+12V)表2.13、动态研究（1）、将信号发生器调到f=1KHz，Vi=1mV的交流信号（一般采用实验箱上加衰减的办法，即信号源用一个较大的信号。
例如100mV，在实验板上经100：1衰减电阻降为1mV），接到放大器输入端，观察Vi和Vo段波形，并比较相位。
表2.2RL= ∞时，（3）、保持Vi=1mV不变，放大器接入负载R L，在改变Rc数值情况下测量，并计算（4）、保持Vi=1mV不变，增大和减小Rp，观察Vo波形变化，测量并填表2.4。
注意：若失真观察不明显可增大或减小Vi幅值重测。
4、测放大器输入、输出电阻。
（1）、输入电阻测量在输入端串接一个5.1K电阻如图1.2，测量Vs和Vi，即可计算r i。
Vi图2.2输入电阻测量（2）、输出电阻测量图2.3输出电阻测量在输出端接入可调电阻作为负载，选择合适的R L 值使放大器输出不失真（接示波器监视），测量有负载和空载时的Vo ，即可计算Ri 。
将上述测量及计算结果填入表2.5中表2.5五、实验报告1、 注明你所完成的实验内容和思考题，简述相应的基本结论。
三级管放大电路讲解
三级管放大电路讲解三级管放大电路是一种常见的放大电路，适用于许多电子设备中。
它是由三个晶体管组成的级联放大电路，通过将输入信号放大到所需的水平来增强信号。
三级管放大电路的基本结构包括输入级、中间级和输出级。
输入级接收和放大输入信号，中间级将信号进一步放大并匹配到输出级，输出级将信号放大到所需的输出水平。
每个级别都有一个晶体管和相关的电路组件。
输入级是整个电路的第一级，它负责接收和放大输入信号。
它通常包括一个PNP型或NPN型晶体管和与之相关的滤波器和偏置电路。
输入信号经过滤波器后，通过基极电流驱动晶体管，使其工作在放大区域。
晶体管的放大作用可以将输入信号增大几倍，并将信号传递给下一个级别。
中间级是整个电路的第二级，其主要作用是将输入信号进一步放大并调整其频率响应特性。
它通常采用共射放大电路，并与适当的偏置电路相结合。
中间级的输出信号经过进一步放大和频率调整后，传递给输出级。
输出级是整个电路的最后一级，负责将信号放大到所需的输出水平。
它通常采用共射放大电路，并与适当的功放电路相结合。
在输出级中，输出信号经过进一步放大和调整，将信号传递给输出设备，如喇叭或扬声器。
三级管放大电路的优点之一是其较高的放大增益和较低的失真率。
由于级联放大的特性，信号在每个级别都会得到放大，从而增强了整个电路的放大效果。
此外，三级管放大电路还可以根据需要进行调整和改进，以满足不同的应用需求。
然而，三级管放大电路也存在一些缺点。
由于每个级别都会对输入信号进行放大，因此处理复杂信号时可能会出现失真问题。
此外，由于三个级别的存在，电路的复杂性相对较高，需要更复杂的设计和调整。
总结起来，三级管放大电路是一种常见的放大电路，用于增强信号的强度和质量。
它有着较高的放大增益和较低的失真率，但也有一定的复杂性和设计难度。
掌握三级管放大电路的原理和设计方法，对于电子工程师和爱好者来说是很重要的。
项目二 单管原理图电路设计
项目二 单管放大电路原理图设计
2．认识原理图编辑器界面
项目面板
菜单栏
工具栏
工作窗口
面板标签
面板标签
标签栏
图2-2 原理图编辑器界面
8
项目二 单管放大电路原理图设计
1）菜单栏
在原理图编辑器界面中的菜单栏有10个菜单，即
File（文件）菜单、Edit（编辑）菜单、View（视图）
菜单、Project（项目）菜单、Place（放置）菜单、
19
项目二 单管放大电路原理图设计
图2-10 “Document Options”对话框
20
项目二 单管放大电路原理图设计
1）设置图纸为A4
在的“Standard Style”区域中，用鼠标左键单击
“Standard Styles”框右侧的下拉按钮，选择A4。
2）设置图纸为横放
在 “Options”区域中用鼠标左键单击
“Orientation”框右侧的下拉按钮，选择Landscape。
“Orientation”有下列两个选项。
（1）Landscape：横放。
（2）Portrait：竖放。21源自项目二 单管放大电路原理图设计
3）设置可视栅格为10mil 选中 “Grids”区域中“Visible”前的复选框，则图纸中显示栅
表示显示图纸参考边框，选中“Show Border”选项表示显示图 纸边框，两者都要选中。
图2-13 图纸 参考边框
24
项目二 单管放大电路原理图设计
7）启动电气栅格，将电气栅格设置为4 “Electrical Grid”区域是电气栅格区域，选中“Enable”选项， 将“Grid Range”的值设置为4。
实验二 单管放大电路
实验二单管放大电路（8学时）一、实验目的1 了解晶体管及相关器件的基本特性；2 熟悉常用仪器的使用方法；3 掌握放大电路的主要指标和测试方法；4 掌握放大电路指标与电路参数的相互关系。
二、实验仪器及器件设备条件：万用表，示波器，函数发生器，直流稳压电源实验器材表2.1三、预习要求1 三极管有哪些主要参数？2 放大电路有哪些主要参数？3 什么是静态工作点，如何测量静态工作点，如何调节静态工作点；4 电路放大倍数的定义和测量方法；5 输入电阻、输出电阻的测量方法；6 最大不失真输出电压的测量方法；7 实验电路器件布局。
8 填写下表：（认为其他条件不变，填写增大、减小、或无关）四、实验原理基本放大电路有共射极、共基极、共集电极三种构成方式，本次实验采用共射极放大电路,如图1.1所示。
三极管是一个电流控制电流源器件（即I C＝βI B），通过合理设置静态工作点，实现对交流电压信号的放大。
放大电路的主要参数有电压放大倍数A v、输入电阻r i 、输出电阻r o 。
o Li bev R Av v r β'-==..............................................(1) ||i be b r r R = .......................................................(2) o C r R = . (3)式（1）中：||LC L R R R '= R C 为集电极电阻，R L 为负载电阻。
26300(1)be Er I β=++ (4)由式（1）（2）（4）可以看出：I B ↑→I E ↑→r be ↓→r i ↓→A V ↑ 由式（1）（3）可以看出：R C ↑→r O ↑→A V ↑在负载开路（R L ＝∞）时： LC o R R r '== ,忽略偏置电路对输入电流的影响r i ＝r be式（1）可以写成：o ir Av r β-=上式表明电路放大倍数A v 与输出电阻r o 成正比，与输入电阻r i 成反比。
实验二晶体管共射极单管放大电路-模拟电子技术
实验二 晶体管共射极单管放大电路一、实验目的1.学习如何设置放大电路静态工作点及其调试方法。
2.掌握放大电路的静态测试和动态测试的方法。
3.研究静态工作点对动态性能的影响。
4.掌握低频信号发生器、晶体管毫伏表、电子示波器等常用电子仪器的正确使用方法。
二、原理说明在实践中，放大电路的用途是非常广泛的，单管放大电路是最基本的放大电路。
共射极单管放大电路是电流负反馈工作点稳定电路，它的放大能力可达到几十到几百倍，频率响应在几十赫兹到上千赫兹范围。
不论是单级或多级放大器它的基本任务是相同的，就是对信号给予不失真的、稳定的放大。
1.放大电路静态工作点的选择当放大电路仅提供直流电源，不提供输入信号时，称为静态工作情况，这时三极管的各电极的直流电压和电流的数值，将在三极管的特性曲线上确定一点，这点常称为Q 点。
静态工作点的选取十分重要，它影响放大器的放大倍数、波形失真及工作稳定性等。
静态工作点如果选择不当会产生饱和失真或截止失真。
一般情况下，调整静态工作点，就是调整电路有关电阻(如R Bl)，使U CEQ达到合适的值。
由于放大电路中晶体管特性的非线性或不均匀性，会造成非线性失真(又称固体失真)，在单管放大电路中不可避免，为了降低这种非线性失真，必须使输入信号的幅值较小。
2.放大电路的基本性能当放大电路静态工作点调好后，输入交流信号u i，这时电路处于动态工作情况，放大电路的基本性能主要是动态参数，包括电压放大倍数、频率响应、输入电阻、输出电阻。
这些参数必须在输出信号不失真的情况下才有意义。
基本性能测量的原理电路如图1-2-1所示。
图1-2-1交流放大电路实验原理图(1)电压放大倍数A u的测量用晶体管毫伏表测量图1-2-1中U i和U o的值。
即:A u =U o /U i(2)输入电阻r i 的测量如图1-2-1所示，放大器的输入电阻r i 就是从放大器输入端看进去的等效电阻。
即:r i =U i /I i通常测量r i 的方法是:在放大器的输入回路串一个己知电阻R，选用R≈r i (这里的r i为理论估算值)。
项目二半导体三极管及其放大电路讲解
IE IC IB
晶体管的电流放大作用 从表5-1中的实验数据还可以看出：I >
C
I， B
而且当调节电位器RP使 引起
I B 有一微小变化时，会
I C较大的变化，这表明基极电流 I B （小电
流）控制着集电极电流
I C（大电流），所以晶体
管是一个电流控制器件，这种现象称为晶体管的
电流放大作用。
U ri i Ii
ri Rb∥ rbe
一般 Rb >> rbe
ri rbe
言，是一个信号源，其内阻即为放大电路的输出电阻 ro 。它
3）输出电阻 ro
放大电路对负载（或后一级放大电路）而
=0）和输出端开路 U 是一个动态电阻。在输入信号短路（ i
，若产生的电 （ RL = ∞）的条件下，在输出端加上电压 U ，则 流为 I U ro I I
用其微变等效电路代替，即得到放大电路的微变等效电路， 如图b所示。
图 共射基本放大电路的等效电路 a）交流通路 b）微变等效电路
（3）交流参数的计算
1）电压放大倍数
Au
放大电路输出电压与输入电压的比值
叫作电压放大倍数，定义为
U Au o Ui
I r U i b be
I ( R // R ) I R U o c L C b L
U i
Rb
Rc
U o
RL
6-4的交流通路如图6-6
所示。 交流通路的作用
图6-6
交流通路
将微弱的输入信号，按一定要求放大后，从输出端输出。
（3）放大原理分析
图7 放大器的电压、电流波形
（4）各元件的作用 1）晶体管V 放大电路的核心，起电流放大作用，反映晶体 管的电流控制作用。 2）直流电源U CC 使晶体管的发射结正偏，集电结反偏，确 保晶体管工作在放大状态。它又是整个放大电路的能量提供者。 3) 集电极电阻 R 将晶体管的集电极电流变换成集电极电压 决定静态基极电流的大小。也称偏置
项目二单管音频放大电路的制作
工程二单管音频放大电路2.1工程描述放大电路的作用就是将小的或微弱的电信号（电压、电流、电功率）转换成较大的电信号。
例如传声器工作时将声信号转变为电信号时的幅度一般只有几个毫伏，不足以推动较大功率的扬声器（喇叭）发声，只有经过扩音器放大后，将微弱的电信号转换成较大功率的电信号，才能送入扬声器发出较大的声音。
放大电路（如扩音器）一般主要由电压放大和功率放大两部分组成，先由电压放大电路将微弱的电信号放大去推动功率放大电路，再由功率放大电路输出足够的功率去推动执行元件（如扬声器）。
电压放大电路按构成的器件分，可分为分立器件放大电路和集成电路放大电路。
2.1.1任务目标2.1.2工程学习情境：单管音频放大电路的制作与调试图2-1所示为单管音频放大电路原理图，该电路包括三极管直流偏置电路，信号输入、输出电路，负载电路，音频信号源，音频功率放大电路五部分。
图2-1 单管音频放大电路原理图（附）TDA2030功率放大器（功放）模块2.1.3电路元器件参数及功能单管音频放大电路（三极管共射放大电路）元器件参数及功能如下表所示。
单管音频放大电路（三极管共射放大电路）元器件参数及功能如表2.2知识链接本工作任务主要体现知识点是放大电路和放大元件---三极管两个方面。
2.2.1放大电路的概述（1）放大电路中信号放大的实质放大电路中 “放大”的实质并不是能量的增加，而是能量的控制与转换。
放大的目的是将微弱的变化信号放大成较大的信号。
放大的实质: 是用小能量的信号通过三极管的电流控制作用，将放大电路中直流电源的能量转化成交流能量输出。
（2）放大电路的主要性能指标放大电路的主要性能指标是衡量放大器性能优劣的主要技术参数。
一般小信号电压放大电路的主要性能指标有： a. 电压放大倍数u Ai o u u u A /=，用来衡量放大电路不失真电压的放大能力。
b. 输入电阻i Ri i i i u R /=，即从放大电路输入端看进去的等效交流电阻。
半导体三级管与基本放大电路
方式 2 ib
b
e
T1 T2 ic
c
e ib b
ic c
复合管构成方式很多。不论哪种等效方式，等效 后晶体管的性能均如下确定：
1 2 {
晶体管的类型由复合管中的第一支管子决定。
§2.2 场效应晶体管
场效应管与双极型晶体管不同，它 是多子导电，输入阻抗高，温度稳定 性好。
场效应管有两种: 结型场效应管JFET 绝缘栅型场效应管MOS
集电结正偏，
3
IB>IC，UCE称80为A 饱和区。
60A
2
40A
1
20A
IB=0
3 6 9 12 UCE(V)
IC(mA ) 4 3
2
此1区00域A中 :
I,UB=B80E0<,ICA死=I区CEO 电压60，A称为 截止40区A。
1
20A
IB=0
3 6 9 12 UCE(V)
（3）主要参数 1.电流放大倍数
基区空
穴向发
射区的
扩散可
B
忽略。
进入PR区B的电子
少部分与基区的
空穴复E合B ，形成
电流IBE ，多数 扩散到集电结。
C
N
P
IBE
N
E IE
发射结正 偏，发射 区电子不 断向基区
扩 成E散 发c ， 电结反偏， 有少子形成的
反向电流ICBO。B
RB
EB
IC=ICE+ICBOICE C
号放大成较大的信号。这里所讲的主要是电 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。
ui
Au
uo
放大电路的性能指标
模拟电路应用实验—晶体管单级放大电路实验报告
1 实验二晶体管单级放大电路实验一、实验目的1、熟悉分压式偏置共射极单管放大电路和射极输出器的组成。
2、掌握放大电路静态工作点的调试方法，加深静态工作点对放大电路性能的影响。
3、进一步熟悉常用电子仪器的使用方法。
二、预习要求1、熟悉分压式偏置共射极单管放大电路的构成。
2、熟悉共射放大电路静态工作点及调试方法。
3、什么是信号源电压u s ？什么是放大器的输入信号u i ？什么是放大器的输出信号u o ？如何用示波器和交流毫伏表测量这些信号？4、如何通过动态指标的测量求出放大器的电压放大倍数A V 、输入电阻R i 和输出电阻R o ？5、了解负载变化对放大器的放大倍数的影响。
6、观察静态工作点选择得不合适或输入信号u i 过大所造成的失真现象，从而掌握放大器不失真的条件。
三、实验设备及仪器模拟电子技术实验台、数字存储示波器、数字万用表、函数信号发生器、数字交流毫伏表。
四、实验内容及步骤1、连线如图1.1所示的分压式偏置共射放大电路。
2、共射放大电路静态工作点的测量图1.1 三极管共射放大电路接通电源V CC ，调节电位器RP1RP1，使发射极电位，使发射极电位U E ＝2.6V 2.6V，用直流电压表测量，用直流电压表测量U B 、U C 以及电阻R C1上的电压U Rc 的值，填入表1.1中。
中。
表1.1 静态直流工作点参数测量测 量 值 （V ） 计 算 值U E U B U C U Rc I E （mA ） I C （mA ） U CE （V ）共射放大电路交流参数测量共射放大电路交流参数测量维持已调好的静态工作点不变，在输入端加入f ＝1kHz 1kHz、、u s ＝100mVrms 的正弦波信号，分别用交流毫伏表和双踪示波器测量u s 、u i 、u o 的值，并观察输入、输出波形及其相位，将结果填入表1.2中。
中。
表1.2 动态交流参数测量条件条件 测量值（mV ） 计 算 值 波 形R L u su iu oA V A VS R i R o 输入（u i ） 输出（u o ）∞2k Ω输入电阻和输出电阻的计算方法如下：∵ s s i ii u R R R u += ∴ is i s i u u u R R -=∵ L Lo oo o R R R u u +=∴ L o o oo o R u u u R -=式中：式中：u u oo 为R L ＝∞时的输出开路电压，＝∞时的输出开路电压，u u o ＝2k Ω时的输出负载电压。
实验二 单管放大电路
表 2-5 放大器的频率特征 频率 f 5HZ 10HZ 100HZ 500HZ 1kHZ 10kHZ 20kHZ 100kHZ 500kHZ 输出电压 Uo 曲线
测试条件
增大 RP 减小 RP
表 2-6 放大与失真
静态工作点
IC=(UCC-UC)/ Rc
UCE/V
输出波形
失真类型
６．放大器频率特性的测试 1 . 保持输入信号的幅度为１０mV，改变信号频率，用毫伏表测量 Uo 的值，同时用示 波器监视输出信号不产生失真，将数据记录在表２－５中。 2 . 将所测各频率点的输出电压值连成曲线，即为该放大器的频率响应。
７．放大与失真 1 . 增大Ｒp，使工作点偏低，适当加大输入信号 Ui，观察输出波形的失真情况，用万 用表测量ＵC、ＵCE,将数据和波形填入表２－６中。 2 . 减小Ｒp，使工作点偏高，适当加大输入信号 Ui，观察输出波形的失真情况，用万 用表测量ＵC、ＵCE,将数据和波形填入表２－６中。 3 . 判断失真类型，填入表２－６中。
每一条是相通的，用它们作为公共信号线、地线和电源线时不必加短路线，使用起来比较方 便。面包板具有使用方便和多次重复使用的优点，但应注意，陈旧的面包板插孔中的弹簧片 可能变形、移动、松动、弹性变差，或插孔中污物阻塞，造成接触不良，而且不易查找。因 此面包板要注意保管，要定期用酒精清洗。
此外，要注意面包板的使用场合。体积大、重量大或功率大的元器件无法在面包板上 插接，因为面包板插孔很小，这类大元器件的引线较粗，此时只能将元器件放在板外，用单 股硬导线焊在引线上，再插入面包板。面包板不适合于频率很高的电路，因为面包板的引线 电感和分布电容都比较大，对高频电路性能影响很大。面包板最适用集成电路，特别适用于 数字集成电路，因为数字集成电路通常工作频率不高而且功率较小，所用阻容元器件也小。 分立元器件电路采用面包板就比较困难，特别是频率高、功率大的电路更不能应用面包板。 2． 电子元器件的检验与筛选
三级管的放大原理
功率放大
三级管能够将小信号放大为大 功率信号，常用于音频放大和 功率放大。
开关作用
三级管具有开关作用，通过基 极电流控制三级管的导通与截
止，实现信号的开关控制。
三级管的选择
类型选择
根据电路需求选择合适的三级管类型，如 NPN、PNP等。
稳定性选择
选择稳定性好的三级管，以减小温漂和噪声 干扰。
参数选择
总结词
共发射极放大电路是最常用的三级管放大电路，具有电压放大能力强、输出电压与输入电压反相等特 点。
详细描述
共发射极放大电路由三级管、输入电阻、输出电阻和负载电阻等元件组成。当输入信号加在基极和发 射极之间时，会在集电极和发射极之间产生输出信号。由于三级管的电流放大作用，输出信号的电流 比输入信号的电流大得多，从而实现信号的放大。
共集电极放大电路
总结词
共集电极放大电路是一种常用的三级管放大电路，具有电压放大倍数小于1、输出电压与输入电压同相等特点。
详细描述
共集电极放大电路由三级管、输入电阻和输出电阻等元件组成。输入信号加在基极和发射极之间，输出信号则从 集电极和发射极之间取出。由于三级管的电流放大作用，输出信号的电流比输入信号的电流大得多，从而实现信 号的放大。
两个PN结
三级管内部包含两个PN结，分别是基 极与集电极之间的集电结和基极与发 射极之间的发射结。
三级管的种类
NPN型和PNP型
根据基极与集电极的极性不同，三级 管可以分为NPN型和PNP型两种类 型。
硅管和锗管
根据材料的不同，三级管可以分为硅 管和锗管。
三级管的主要参数
010203Fra bibliotek04电流放大倍数
根据电路指标选择合适的三级管参数，如放 大倍数、截止频率、功耗等。
电压放大电路的设计与调试
２.２ 单管放大电路的分析
• 在直流电源和偏置电阻Ｒｂ、Ｒｃ的共同作用下， 三极管ＶＴ 可获得 “发射结正偏、集电结反偏” 的放大条件， 发射结正偏导通区较小 ， 交流电源叠加在发射结， 若信号幅度过大时， 就可能使发射结进 入死区甚至反向偏置区， 因此交流信号应只是小信号。在实践中， 交流信号往往来自传感器检测送来的电信号。可以这样来理解共射极 小信号电压放大电路的工作原理： 直流电源ＵＣＣ 经电阻分压在发射 结上有压降ＵＢＥ， 正弦交流信号电压ｕｉ 通过耦合电容Ｃ１ 同样 作用在发射结， 因此加在发射结上的电压为ｕＢＥ ＝ＵＢＥ＝ｕｉ， 如图２－８ （ａ） 所示， 为使脉动的ｕＢＥ始终处于发射结的导通 区， ｕｉ的幅值应小于１００ｍＶ。根据输入伏安特性曲线可知， 在ｕＢＥ的作用下， 基极电流ｉＢ也将产生同向脉动， 如图２－８ （ ｂ） 所示， ｉＢ由静态值ＩＢ和变化量ｉｂ组成。发射结正偏， 三极 管具有电流放大作用，集电极电流ｉＣ ＝β（ＩＢ ＋ｉｂ）＝ ＩＣ ＋ｉｃ， 如图２－８ （ｃ） 所示。
上一页
返回
２.２ 单管放大电路的分析
• ２.２.１ 共射极小信号电压放大电路的分析
• 通过前面的学习了解到， 只要为三极管提供合适的偏置电压， 三极 管即可组成放大电路。那么， 当用电源、电阻和三极管等组成放大 电路后， 电路中实际的工作参数是多少？ 应采用什么方式分析电路 呢？ 任何电路均将满足基尔霍夫电流定律， 同样必须遵循能量守恒 定律。
上一页 下一页 返回
２.１ 三极管的工作特性
• ２） 输出特性曲线 • 三极管输出特性曲线是指当基极电流ＩＢ一定时， 输出回路中Ｃ、Ｅ
极间的电压ＵＣＥ和集电极电流ＩＣ之间的关系。在不同的ＩＢ下， 可测得不同的输出特性曲线， 所以三极管的输出特性是一组曲线， 如图２－５ 所示。 • 并不是在任何状态下都能实现三极管的电流放大作用， 只在放大状 态才能实现。 • （１） 截止区。ＩＢ＝０ 这条曲线以下的阴影部分为三极管的截止 区。三极管工作在截止区的条件为： 集电结与发射结处于反向偏置 状态。从图２－５ 中可以看到， 截止状态的特征是ＩＢ≤０、ＩＣ≈０， 相当于集电极与发射极之间断开， 三极管无电流放大作用。
单管放大电路 ppt课件
2020/12/2
9
uo ui
图2.1.1电阻分压式工作点稳定放大电路
2020/12/2
10
在图2.1.1电路中，当流过偏置电阻RB11和RB12 的
电流远大于晶体管的基极电流IB时（一般5～10倍）， 则它的静态工作点可用下式估算
UB
RB1 RB1RB2
VCC
IE
UB
UBE RE
IC
2020/12/2
2020/12/2
40
图2.1.11 噪声分析图2.1.1节点2的仿真分析结果
2020/12/2
41
6. 电路失真分析 失真分析用于分析电子电路中的谐波失真和内
部调制失真（互调失真），通常非线性失真会导致 谐波失真，而相位偏移会导致互调失真。若电路中 有一个交流信号源，该分析能确定电路中每一个节 点的二次谐波和三次谐波的复值。失真分析操作方 法请看第1章中的1.7.7小节。本例分析了图2.1.1电 路中的节点“2”，分析结果如图2.1.12所示。
11
UCE＝VCC－IC（RC＋RE）
电压放大倍数： Au βRCr/b/eRL
输入电阻： Ri＝RB11 // RB12 // rbe 式中rbe为三极管基极与发射极之间的电阻
输出电阻 RO≈RC
2020/12/2
12
由于电子器件性能的分散性比较大，因此在 设计和制作晶体管放大电路时，离不开测量和调 试技术。在设计前应测量所用元器件的参数，为 电路设计提供必要的依据，在完成设计和装配以 后，还必须测量和调试放大器的静态工作点和各
2020/12/2
34
2. 恢复默认值 点击Reset to default按钮，即可恢复默认 值。 3. 分析节点的频率特性波形 按下“Simulate”（仿真）按钮，即可在显 示图上获得被分析节点的频率特性波形。交流 分析的结果，可以显示幅频特性和相频特性两 个图，仿真分析结果如图2.1.9所示。
单管放大电路原理
单管放大电路原理单管放大电路是一种常见的电子电路，用于放大信号。
其原理是利用晶体管的放大作用，将输入信号放大到较大的幅度。
本文将从晶体管的基本工作原理、单管放大电路的构成和工作过程、以及其应用等方面进行详细介绍。
晶体管是一种半导体器件，由三层材料构成，分别是发射区（Emitter）、基极区（Base）和集电区（Collector）。
在正常工作状态下，发射区的电子通过基极区向集电区流动，形成一个电流通道。
当在基极区加上一个小的输入信号时，就可以控制这个电流通道的导电程度。
这个小的输入信号就是要放大的信号。
单管放大电路由晶体管、输入电容、输出电容和电阻等元器件组成。
其中输入电容用于隔离输入信号和直流偏置，输出电容用于隔离放大后的信号和直流偏置，以保证输出信号的稳定性。
而电阻则用于限制电流和提供偏置电压。
在单管放大电路中，输入信号首先经过输入电容进入晶体管的基极区。
由于输入电容的存在，输入信号只影响晶体管的交流工作点，而不影响直流工作点。
晶体管根据输入信号的大小和正负来调整自身的导电程度，从而改变集电区的电流。
这个变化的电流通过输出电容传递到输出电路，得到放大后的信号。
单管放大电路具有很多应用。
其中一个重要的应用是在音频放大器中。
音频信号是一种交流信号，通过单管放大电路可以将低幅度的音频信号放大到足够的幅度，以驱动扬声器发出声音。
此外，单管放大电路还广泛应用于调制解调器、无线电收发机、电视机等电子设备中。
总结起来，单管放大电路利用晶体管的放大作用，将输入信号放大到更大的幅度。
通过合理选择元器件的参数，可以实现不同的放大倍数和频率响应。
单管放大电路在电子领域有着广泛的应用，是现代电子设备中不可或缺的部分。
通过深入了解其原理和工作过程，可以更好地理解和应用该电路。
三级管的放大电路原理,基本特性,静态工作点分析,极限参数的资料概述
三级管的放大电路原理,基本特性,静态工作点分析,极限参数的
资料概述
二极管不能放大电流或电压，能与其他电路元件连接在一起放大电流的电子器件是晶体管。
很多初学者都会认为三极管是两个 PN 结的简单凑合，如下图
这种想法是错误的，两个二极管的组合不能形成一个三极管，我们以 NPN 型三极管为例，如下图：
两个PN 结共用了一个P 区（也称基区），基区做得极薄，只有几微米到几十微米，正是靠着它把两个PN 结有机地结合成一个不可分割的整体，它们之间存在着相互联系和相互影响，使三极管完全不同于两个单独的PN 结的特性。
三极管在外加电压的作用下，形成基极电流、集电极电流和发射极电流，成为电流放大器件。
1、三极管的放大原理
三极管的电流放大作用与其物理结构有关，三极管内部进行的物理过程是十分复杂的，初学者暂时不必去深入探讨。
从应用的角度来讲，可以把三极管看作是一个电流分配器。
一个三极管制成后，（以NPN为例）它的三个电流之间的比例关系就大体上确定了，如左图所示：
β 和α 称为三极管的电流分配系数，其中β 值大家比较熟悉，都管它叫电流放大系数。
三个电流中，有一个电流发生变化，另外两个电流也会随着按比例地变化。
例如，基极电流的变化量ΔI b ＝10 μA ，β ＝ 50 ，根据ΔI c ＝βΔI b 的关系式，集电极电流的变化量ΔI c ＝50×10 ＝500μA ，实现了电流放大。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2.1.3 晶体三极管的主要参数
一、电流放大系数
1. 共发射极电流放大系数 — 直流电流放大系数
4 iC / mA 3
3 I IC 2CN .45 10 A I CBO I C 6 82 I30 I BA I CBO I B BN 10
Q
2
1 O 2 4
扩音机的原理图
放大电路的本质是能量的控制和转换；是在输入信号 作用下，通过放大电路将直流电源的能量转换成负载所获 得的能量，使负载从电源获得的能量大于信号源提供的能 量。 因此，电子电路放大的基本特征是功率放大，即负载 上总是获得比输入信号大得多的电压或电流，有时兼而有 之。
扩音机的原理图
2.2.1放大电路的组成 一、组成框图
IE
3. 三极管内部载流子的传输过程
I CBO
三极管内载流子运动
IC
I CN
IB
I BN
1) 发射区向基区注入多子电子， 形成发射极电流 IE。 2)电子到达基区后 3) 集电区收集扩散过来的载 流子形成集电极电流 IC I C = ICN + ICBO ICN IB = IBN – ICBO IBN
UO = UCE = – IC RC = 1.2 mA 1 k = 1.2 V
1.2V U O 40 Au 30mV U I
2.1.2 晶体三极管的特性曲线 一、输入特性
iB f ( uBE ) u
CE常数
uCE 0 与二极管特性相似
iB
VBB
RB + + uBE
IE
4. 三极管的电流分配关系： I E I C I B
4. 三极管的电流分配关系
I E IC I B
当管子制成后，发射区载流子浓度、基区宽度、集 电结面积等确定，故电流的比例关系确定，即：
IC ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ IB I E (1 ) I B
BJT 的放大作用
IC + IC IB + IB c b + Rb + UI UBE e VBB
温度对特性曲线的影响
1. 温度升高，输入特性曲线向左移。
iB
T2 > T1
温度每升高 1C，UBE (2 2.5) mV。
温度每升高 10C，ICBO 约增大 1 倍。
uBE
O
2. 温度升高，输出特性曲线向上移。
iC
T2 > T1
温度每升高 1C， (0.5 1)%。 输出特性曲线间距增大。
E ui B 共基极
发射结正偏 集电结反偏
E B uo C
C
uo
B
C uo
ui
E 共发射极
ui
共集电极
RB RC
实现电路 ui RE RC uo ui
uo
3. 三极管内部载流子的传输过程
I CBO
I CN
三极管内载流子运动
IB
I BN
1) 发射区向基区注入多子电子， 形成发射极电流 IE。 )电子到达基区后 (2 基区空穴运动因浓度低而忽略 ) 少数与空穴复合，形成 IBN 。 多数向 BC 结方向扩散形成 ICN。 基区空 基极电源提供(IB) 穴来源 集电区少子漂移(ICBO) 即： IBN IB + ICBO IB = IBN – ICBO
B常数
20 µ A 10 µ A 截止区
ICEO
特点：IC IB O 2 4 6 8 uCE /V 临界饱和时： u CE = uBE 1. 截止区： IB 0 深度饱和时： IC = ICEO 0 0.3 V (硅管) UCE(SAT)= 条件：两个结反偏 0.1 V (锗管)
IB = 0
+ us
–
RS
信 号 源
RS
放大 电路 直流电源
负 载
RL
is
二、多级放大电路
信号输入
第 一 级
第 二 级
第 三 级
信号输出
三、放大电路的四端网络表示
１ii io 2
RS + us
–
+ ui
–
放大 电路
RL 2
+ uo
–
1
us — 信号源电压
Rs — 信号源内阻
ui — 输入电压
uo — 输出电压 ii — 输入电流 io — 输出电流
BJT是双极结型晶体管 （Bipolar Junction Transistor— BJT）的缩写，又常称为双载 子晶体管。
UCE
UCE IE + IE
+
Rc
VCC
I C >> 1 I B
输入回路与输出回路
电压放大倍数: 的公共端：共射电路
IC = IB IE = IC + IB = (1+ ) IB UCE = – UR = – IC RC
2 2 i
RS us =0
1
测量： uot R L uo Ro RL
放大 电路
2
+ u
–
uot Ro ( 1) RL uo
Ro
uot — 负载开路时的输出电压； Ro 越小，uot 和 uo 越接近。 uo — 带负载时的输出电压，
小结： 放大电路的输入、输出电阻
补充：半导体器件的命名方式
第三部分 第四部分 第五部分 字母(汉拼) 数字 字母(汉拼) 器件类型 序号 规格号 P — 普通管 A — 锗材料 N 型 2— W — 稳压管 二极管 B — 锗材料 P 型 C — 硅材料 N 型 Z — 整流管 K — 开关管 D — 硅材料 P 型 U — 光电管 A — 锗材料 PNP X — 低频小功率管 3— 三极管 B — 锗材料 NPN G — 高频小功率管 C — 硅材料 PNP D — 低频大功率管 D — 硅材料 NPN A — 高频大功率管 例如： 2CP 2AP 2CZ 2CW 3AX31 3DG12B 3DD6 3CG 3DA 3AD 3DK 常用小功率进口三极管 9011 9018 第一部分 数字 电极数 第二部分 字母(汉拼) 材料和极性
B + RC + 输出 RB E uCE + 输入 回路 u + BE VCC 回路 VBB IE
iB
C
iC
RB +
iB
VBB
uCE 0 uCE 1 V
uBE
uCE 0 特性右移(因集电结开始吸引电子) uCE 1 V 特性基本重合(电流分配关系确定) 硅管： (0.6 0.8) V 取 0.7 V 导通电压 UBE(on) 锗管： (0.2 0.3) V 取 0.2 V
U O Au U I I C RC U I
例 输入电压UI = 30 mV, 引起 IB = 30 A,设 = 40， RC = 1 k，求 IC、Au。
IC IB c b Rb + UBE e
+ UCE IE
Rc
VCC
VBB
解： IC = IB = 40 30 A = 1.2 mA
红表笔是(表内)负极，黑表笔是(表内)正极。 在 R 1 k 挡进行测量。
测量时手不要接触引脚。
1k
1k
C E B B
C E
数字万用表 1. 可直接用电阻挡的 挡，分别测量判断两个结 的好坏。 2. 插入三极管挡(hFE)，测量 值或判断管型及管脚。
注意事项：
• 红表笔是(表内电源)正极； 黑表笔是(表内电源)负极。 • NPN 和 PNP 管分别按 EBC 排列插入不同的孔。 • 需要准确测量 值时，应先进行校正。
— 交流电流放大系数
50 µ A 40 µ A 30 µ A 20 µ A 10 µ A IB = 0uCE /V
6 8
iC ( 2.45 1.65) 103 A 0.8 一般为几十 80 几百 6 10 i B 10 10 A
2. 共基极电流放大系数 1 一般在 0.98 以上。
三、晶体三极管的选用 1. 根据电路工作要求选择高、低频管。 2. 根据电路工作要求选择 PCM、 ICM 、 U(BR)CEO， 应保证： PC > PCm ICM > ＩCm U(BR)CEO > VCC 3. 一般三极管的 值在 40 ~ 100 之间为好，9013、 9014 等低噪声、高 的管子不受此限制 。 4. 穿透电流 ICEO 越小越好，硅管比锗管的小。
Ri
6 000 600
ii
3 A 16.7 A
ui
18 mV 10 mV
60
30 A
1.82 mV
三、输出电阻 放大电路的输出相当于 负载的信号源，该信号源的 内阻称为电路的输出电阻。 计算：
RS + us
–
1
2
+ Ri ui
–
Ro + + R u uot L –o
–
1 1
u us 0 Ro i RL
第2部分 单管放大电路
放大电路的基础知识
放大电路的组成 放大电路的主要性能指标
一般得说，信号是信息的载体。例如， 声音信号
可以传递语言、音乐或其他信息，图像信号可以传达 人类视觉系统能够接受的图像信息。声音或图像信号 无法直接传递给电子电路系统，需要先用传感器把它 转换为电信号，然后送到电子电路系统中去进一步放 大处理。
VCC
三、极限参数
iC ICM
ICEO O
安 全 PCM 工 作 区