项目2音频前置放大电路制作

②ICEO定义为基极开路，在集电极与发射极间加上 一定反向电压时的集电极电流，该电流从集电区穿 过基区到达发射区，所以称穿透电流。穿透电流是 反映管子质量的重要参数，ICEO越小越好。
I CBO
-+
uA
Vcc
-
+
uA
I CEO
Vcc
(a) 集电结反向电流
(b) 穿透电流
图2.13 三极管的极间反向电流
参考电路图
音频功率放大电路参考电路和印制电路图如图所示。
u i1 <5mV
u i2 >10 0 mV
R1 330Ω
C1 100uF
C2 10uF
R2 100kΩ R3 2kΩ
R6 2kΩ
R4 300kΩ
VT 1 9011
R7 4. 7kΩ
C4 10uF VT 2 9011
R5 100kΩ
R8 5. 1kΩ
VT
uo
ui
ib
ic
uo
ui
RB
RC
+
+
+
+
O
_
tO
_
tO
_
tO_
t
(a)
(b)
(C)
(d)
(e)
放大电路满足放大条件就需要静态工作时的直流电 源。因此，动态工作情况下的各极电压、电流是在 直流量的基础上叠加交流量，它们的动态波形都是 一个直流量和一个交流量的合成，即交流量驮载在
直流量上，如图2.19。
③集电极最大允许耗散功率 。根据管子工作时允许
的集电结最高温度 ，从而定出集电极的最大允许耗
散功率，使用时应满足
，否则管子将因发
热而损坏。
技能实训 2 放大电路测试 测试电路图
知识点1 基本共射放大电路 1.组成 基本共射放大电路的原理图如图所示。
C1
RS
ui
Vcc
RB
RC
Ic C2
c 集电极
c 集电极
N 集电区
b 基极 P
基区
N 发射区
集电结 发射结
b 基极
P 集电区 N 基区 P 发射区
集电结 发射结
e 发射极
NP N型
三极管结构示意图
e 发射极 PN P型
Leabharlann Baidu
发射区和基区之间的PN结叫发射结，集电区和基区之 间的PN结叫集电结。
c b
c b
e
e
NPN型
P NP 型
三极管的电气符号
分压式偏置共发射极放大电路从两个方面稳定静态 工作点：
O
UCE(V)
（a）输出特性电路模型
(b)输出特性曲线
图2.9 三极管的输出特性
如果在基极与发射极间加入一个电压UBE，通过输入 特性曲线，就可以得到IB，利用关系式
可以求出IC；已知IC，再利用输出特性曲线，就可以 求出UCE。这样，输入电压UBE和输出电压UCE的关 系也就出来了。
4.三极管三种工作状态 由三极管的输出特性曲线可以看出三极管工作时可分 成三个工作区，如图2.11所示，中间线性的区域称放 大区。该区域UCE逐渐增加，IC变化很小，特性曲线 近似水平，在此区域
图2.6三极管放大工作条件
在上述条件下，三极管的三个电极电流如图2.7所示， 具有如下关系：
c I C =β I B
e I E = IC+ I B
b
b
IB
I E = IC+ I B
e
IB
c I C =β I B
（a）NPN三极管
（b）PNP三极管
图2.7 三极管电流分配关系
β称为三极管电流放大系数，其值近似为常数
V IB
u0
RL
US
2.工作过程
基本共射放大电路是由直流电源和交流信号共同作用 的，在分析其工作过程时，可以把直流电源和交流信 号分开单独分析。
①静态工作情况
直流电源单独作用、输入交流信号为0时的工作状态
叫静态。为了使放大电路能够正常工作，在静态时三
极管的发射结必须处于正偏，集电结必须处于反偏。
U BE(V)
（2）输出特性
输出特性曲线是指基极电流IB为一定值时，加在三极
管集电极和发射极之间的电压UCE 与集电极电流 IC
的关系
IC (mA)
IC=β IB
IB=250uA
IB
c
30 25
b
NPN
U CE
20
e
15
10
5
IB=200uA IB=150uA IB=100uA IB=50uA IB=0uA
则说明穿透电流大，性能不好；若阻值慢慢变小， 说明管子性能不稳定。 β值的检测。当对β值要求不是很高时，用万用表 进行测量即可。
知识点1 半导体三极管 1.结构和符号 半导体三极管最主要的功能是电流放大和开关作用。 三极管由两个PN结构成，两个PN结把一块半导体分
成三部分，中间共用的部分是基区，两侧部分是发射 区和集电区，从三个区引出相应的电极，分别为基极 b、发射极e和集电极c，根据PN结类型可分为PNP型 和NPN型两种三极管。
数字万用表：对于PNP管，当黑表笔在基极上，红 表笔去测另两个极时一般为相差不大的较小读数 （一般0.5-0.8），如表笔反过来接则为一个较大的 读数（一般为1）。对于NPN表来说则是红表笔 （连表内电池正极）连在基极上。
（2）判别发射极和集电极
若管子为NPN型管，已知基极后，剩下两个电极， 对于模拟万用表，假定一个管脚为集电极，用黑表 笔接在该管脚上(如图2.3(b)所示)，红表笔接另一管 脚，再在所假设的集电极和基极之间加100kΩ的电 阻，万用表测得的电阻阻值将变小，将两个要判别 的管脚对换，用同样的方法再测一次，阻值变小幅 度大的一次，则黑表笔所接的管脚为集电极；若管 子为PNP型，则应调换表笔。
工作点。静态工作点选取不合适，将使波形
产生严重失真。
图2.20 共射放大电路的直流通路
基极电阻RB、集电极电阻RC、电源电压VCC三者决 定了静态工作点的位置。在实际的放大电路中，一 般情况下，VCC和集电极电阻RC是不可调的，因此 设置静态工作点实际上是由基极电阻RB来调节的。 为了使静态工作点处于直流负载线中点附近，基极 电阻RB的近似阻值可设为：
在该管脚上(如图2.3（a）所示)，用黑表笔分别接 另外两个管脚，测得两个阻值，如果阻值一大一小， 则所假设的不是基极，应重新假设另一管脚，直到 所测两个阻值同大(或同小)，将表笔对换，再测一 次，阻值将变为同小(或同大)，这时，所假设的管 脚即为基极。 在此基础上，还可判定管子是NPN 型还是PNP型：若两阻值同大时，即NPN型(红表 笔接基极)；若两阻值同小时，即PNP 型(红表笔接 基极)。
ic
ic
80uA
60uA
60uA Q
40uA
Q 40uA
I CQ
I CQ
20uA
20uA
0uA
u CE
0uA
u CE
0
T= 20 0C
0
T= 60 0C
T＝20℃
T＝60℃
图2.23 温度对静态工作点的影响
分压式偏置共发射极放大电路与前述基本共射放大 电路相比，不同之处在于基极的偏置采用电阻RB1和 RB2的分压形式，而且发射极接一个反馈电阻RE， 该结构能使电路有稳定的静态工作点。
VCC
RB RC C 2
u BE
C1
uo
ui
VT u CE
O
(a)
(b)
iB
tO (C)
iC
uCE
tO
tO
(d)
图2.19 动态工作（等于直流电源叠加交流信号）
t (e)
结论：
放大电路要正常工作，必须给三极管提供合适的静 态电压和电流值，即合适的静态工作点。
信号在放大过程中，其频率不变。
交流信号的输入和输出波形的极性相反，或者说， 共射放大电路具有反相的作用。
知识点2 分压式偏置共射放大电路
三极管构成的放大电路有很多形式，分压式偏置共发 射极放大电路是最常见的一种形式，电路如图2.22所 示。
+Vcc
I CQ
R B1
I1
RC
C2
uB
VT
C1 I BQ
ui
R B2 I 2
RE
u0 RL CE
图2.22 分压式偏置电路
(1)静态工作点
三极管的参数都会随着环境温度的改变而发生变化， 温度对静态工作点的影响如图2.23所示。
3.三极管的特性
（1）输入特性。输入特性是指在三极管集电极和发
射极之间的电压UCE一定时，加在三极管的基极和发
射极之间的电压UBE和它所产生的基极电流IB的关系，
如图2.8(a)所示。
IB(u A)
UCE=0V UCE>1V
IB b
U BE
c NPN e
0
（a）输入特性电路模型
(b)输入特性曲线
图2.8 三极管的输入特性
开关来使用时，就是工作在截止状态和饱和状态的。
5. 三极管主要参数
（1）电流放大系数
三极管的电流放大系数分直流电流放大系数和交流 电流放大系数两种，用 和 表示。其中，共射极（射 极作为公共输入输出端）直流电流放大系数为 ； 当三极管输入交流量时，共射极交流电流放大系数 为。
（2）极间反向电流 三极管的极间反向电流指集电结反向电流ICBO和集 电极、发射极间的穿透电流ICEO，如图2.13所示。 ①ICBO定义为发射极开路，在集电极和基极间加反向 电压时，流过集电结的电流。它的大小反映集电结质 量的好坏，ICBO越小越好。
3.静态工作点
三极管放大电路的静态工作点是指没有信号输入，只
在直流电源的作用下，三极管各极的直流电压和直流
电流的数值，因为这些数值在输入输出特性上表现为
一点，故称静态工作点（
）。
为了确定静态工作点，可以先画出直流通路。
+Vcc
RB
RC
I CQ
根据以上各式，可以估算出放大电路的静态
U CEQ
I BQ
对于数字万用表，用三极管hFE档去测，对于NPN， 将三极管插入NPN的小孔上，对于PNP，将三极 管插入PNP的小孔上，B极对上面的B字母，读数， 再把三极管的另两脚调换位置，再读数。读数较大 的那次极性就对应万用表上所标的字母，这时就对 着字母去认三极管的C，E极。
2.管子性能的判别： （1）PN结的好坏。方法同二极管。 （2）模拟万用表测穿透电流 如图2.4所示，阻值应在几十千欧，若阻值太小，
R 10 3kΩ
R9 100Ω
C3
47uF
RP 1 470kΩ
R 17 5. 1kΩ
R11 100kΩ
C7 0. 1uF
R 21 C 8 200Ω 100uF
C 6 10uF
+1 5V
VT 3 9011
C 15 10uF
R 16 100Ω
R 14 5. 1kΩ
9
R13 51kΩ
R15 2kΩ
C5 47uF
2.电流控制关系
要使三极管具有放大作用，必须满足以下两个条件：
发射结加正向电压(一般小于1V)
集电结加反向电压(一般为几伏至几十伏)
为了满足上述两个条件，需要在基极加电源VBB，在集
电极加电源VCC，如图2.6所示，且VCC应大于VBB。
c
b
VBB
e
e
VBB
b
VCC
VCC
c
（a）NPN三极管
（b）PNP三极管
IC (mA)
30 25 20 15 10 5
O
饱和区
IB=250uA
放大区
IB=200uA IB=150uA
IB=100uA
ICEO 截止区
IB=50uA IB=0uA
UCE(V)
图2.11 三极管的三种工作状态
三极管的三种工作状态是指三极管工作在三个区域的 状态：截止状态、放大状态和饱和状态。三极管当作
项目2 音频前置放大电路制作
学习目标
通过本项目的练习，了解三极管的结构特点，掌握 三极管的电流放大作用，掌握共射放大电路的组成、 原理和分析方法，了解共集放大电路的作用；掌握 多级放大电路的安装、调试、测试技巧。
工作任务
制作分立元件组成的音频前置放大电路（输入信号约 为5mV，输出信号不低于0.2V），撰写项目制作报告。
uO
RL 2kΩ
1
2
3
4
图2.1 音频功率放大电路原理图
图2.2 音频功率放大电路印制电路图
技能训练1 三极管检测
×1K
－
+
红
黑
1 00 k Ω
NPN管
红黑
×1K
－
+
（a）基极的判别
(b) 发射极和集电极判别
图2.3 模拟万用表三极管管脚判别
NPN管 黑 红
×1K
－
+
图2.4 测穿透电流
1.管脚的判别 （1）判别基极 模拟万用表：先假定一个管脚为基极并把红表笔接
此时，在电源VCC作用下，三极管各极的直流电压、
直流电流分别为
，如图2.17所示的波形。实
际上就是一个直流的电压或电流。
VCC
RB
RC
u BE UBEQ
iB I BQ
iC
I CQ
uCE U CEQ
VT O
(a)
tO (b)
tO (C)
tO (d)
t (e)
图2.17直流电源单独作用
②动态工作情况 放大电路有交流信号输入时的工作状态叫动态。如果放 大电路满足放大条件，则在交流信号作用下单独电 压 ，电流波形 如图2.18所示。
（3）三极管的极限参数
三极管的极限参数就是当三极管正常工作时，最大的 电流、电压、功率等的数值。
①集电极最大允许电流 。当集电极的电流过大时， 晶体管的电流放大系数将下降，一般把下降到规定的 允许值时的集电极最大电流叫集电极最大允许电流。
②集电极-发射极间击穿电压 。基极开路时，加 于集电极和发射极间的反向电压逐渐增大，当增大到 某一电压值时开始击穿，其电压叫集电极-发射极间 击穿电压。