电子技术基础项目项目三课件.ppt

1、项目三项目三 组装电子助记器组装电子助记器任务任务1 认识基本放大电路认识基本放大电路任务任务2 分析工作点稳定的放大电路分析工作点稳定的放大电路任务任务3 认识射极输出器认识射极输出器任务任务4 学习多级放大器学习多级放大器操作指导操作指导看一看看一看:电子助记器实物示意图电子助记器组成框图 电路中的话筒能够把人说话的微弱声音信号转换成随声音强弱变化的电信号，再送入电压放大器进行四级连续放大，最后耳机中就能听到放大后的宏亮声音，可起到助听、助记的作用。元器件选择元器件选择 元器件明细表序号分类名称型号规格数量1VT1VT4晶体管901542R1电阻2.2K13R2电阻51K14R3、R5、R

2、8电阻1.5K35R4电阻47K16R6电阻27017R7电阻33K18R9电阻10019R10电阻39K110C1电解电容1F/16V111C2电解电容100F/16V112C3C5电解电容10F/16V313BE耳机8114其它BM驻极体话筒电池1.5V屏蔽线印制板任务1 认识基本放大电路放大电路（简称放大器）的功能：放大电路（简称放大器）的功能：是把微弱的电信号（电流、电压）进行有限的放大，得到所需的电信号，基本特征是对信号进行功率放大。1.连接基本放大电路连接基本放大电路 电路原理图电路原理图 实物示意图实物示意图 2.检测并观察现象检测并观察现象在电路输入端送入1KH的正弦波信号，在

3、输出端用示波器观察输出电压波形，进行如下操作：1）增大RP 时，观察输出波形。2）减小RP时，观察输出波形。3）RP（即Rb）适当时，观察输出波形。结论：Rb太小，晶体管基极电流太大，进入饱和区，波形失真饱和失真；Rb太大，晶体管基极电流太小，进入截止区，波形失真截止失真。a）工作点过高（饱和失真）b）工作点过低（截止失真）一、分析基本放大电路 1.放大器中的符号使用放大器中的符号使用1）直流分量：）直流分量：用大写字母带大写下标表示：简称“大大大大”，如IB。2）交流分量：）交流分量：用小写字母带小写下标表示：简称“小小”，如ie。3）交直流叠加（总量）：）交直流叠加（总量）：用小写字母带大

4、写下标表示：简称“小大”，如iB。4）交流分量的有效值：）交流分量的有效值：用大写字母带小写下标表示：简称“大小”，如Ui。2.各组成元器件的作用各组成元器件的作用 3.放大器的工作状态放大器的工作状态（1）静态和静态工作点：）静态和静态工作点：静态是指无信号输入时的直流工作状态，此时晶体管各极直流电压、电流在输入输出特性曲线上对应的点叫静态工作点，用Q表示；（2）动态：）动态：是指有输入信号时放大器的工作状态，此时电路中的电压、电流随输入信号作相应变化。符号VT+VCCRbC1C2Rc名称 放大管直流偏置电源基极偏置电阻输入耦合电容输出耦合电容集电极负载电阻作 用起电流放大作用，保证发射结正

5、偏，集电结反偏使晶体管工作在放大状态给基极提供合适的偏置电流隔直通交隔直通交将集电极电流的放大转化为电压的放大（1）放大电路的静态分析）放大电路的静态分析1）画直流通路：）画直流通路：将电容视为开路，其他不变，画出放大器直流电流流通的路径直流电流流通的路径，举例：2）估算放大器的静态工作点。）估算放大器的静态工作点。（注意：UBEQ硅管一般取 0.7 V 锗管一般取 0.3 V）bCCRUVIBEQBQBQCQIIcCCRIVUCQCEQ（2）放大电路的动态分析）放大电路的动态分析1）画交流通路：）画交流通路：将容量较大的电容视为短路，将直流电源视为短路，其余元件照画，可得交流电流的流通路径，

6、包括输入交流通路和输出交流通路。举例：2）估算放大器的常用指标。）估算放大器的常用指标。晶体管的输入电阻：指晶体管的B极与E极之间的等效电阻用rbe表示。EQIrmV26)1(300be放大器的输入电阻和输出电阻：输入电阻：输入电阻：是从放大器输入端看进去的等效电阻，用ri表示输出电阻：输出电阻：是从放大器输出端（不包括外接负载电阻）看进去的交流等效电阻。用ro表示。在电压放大器中希望ri大一些，ro小一些。ro=Rc/rce 一般一般rce Rc，所以，所以roRc ri=Rb/rbe一般一般Rb rbe，所以，所以，rirbe 电压放大倍数电压放大倍数:当放大电路并接上负载RL时，其输出端

7、等效负载为注意：式中的负号表示输出电压注意：式中的负号表示输出电压uo与输入电压与输入电压ui反相。反相。LcL/RRRLBRiRiuLcobeLbebLbiorRriRiuuAuLR 例题3-1 在图3-4中，已知，k，k，k，试求：（1）放大电路的静态工作点；（2）输入电阻 ri和输出电阻ro；（3）电压放大倍数Au。解：（1）求静态工作点：A （2）求晶体管输入电阻：（3）输入电阻ri为：（4）电压放大倍数Au为：（5）输出电阻Ro为：40mA30012CCbCCbBEQBQRVRUVImA204.050mAIIBQCQV63212CCCVVRIVUCQCEQkIrEQ963.0963)

8、mA(2mV)(26)501(300)mA(mV)(26)1(300bekkrRrbi96.0963.0/300/be78963.0333350beLrRAukRr3Co学习要点 1基本放大电路构成、各组成部分的作用及静态工作点的调试。2直流通路及交流通路的画法。3静态工作点IBQ、ICQ、UCEQ的计算，交流参数ri、ro、Au的计算。1.放大器的工作原理 由由uiuBEiBiCuCEuo，只要电路参数选择适当，使晶体管工作在放大区，则uo将比ui的幅值大很多倍，实现了对输入信号的放大。ui、uBE、iB、iC相位相同，而uCE（uo）与ui的相位相反，所以又称这种共发射极的单管放大器为反相

9、放大器反相放大器。输入正弦波输入正弦波ui放大后的输出放大后的输出信号信号ui任务2 分析工作点稳定的放大电路一、工作点稳定的放大电路一、工作点稳定的放大电路1.认识分压式偏置电路认识分压式偏置电路Rb1 为上偏置电阻Rb2为下偏置电阻Re为发射极电阻Ce为射极旁路电容 稳定工作点的原理稳定工作点的原理画出直流通路图如下：画出直流通路图如下：例如，温度上升时，该电路稳定工作点的过程可表示为：结论：结论：集电极电流ICQ增大受到抑制，自动地稳定了工作点。如果要重新设置静态工作点，只要调整上偏置电阻的阻值即可，调整方法与固定偏置放大电路相同CQBQBEQEQEQCQIIUUII)()T(或温度2.

10、集电极集电极基极偏置放大电路基极偏置放大电路稳定工作点的过程：稳定工作点的过程：温度上升 ICQ增大 UCEQ下降 IBQ下降 ICQ减小 注意：注意：Rb将输出电压将输出电压UCEQ的变化反送的变化反送回到输入端，来回到输入端，来稳定静态工作点稳定静态工作点二、估算分压式偏置电路参数 分析直流通路图：因为，I1=I2+IBQ，而 I2IBQ，所以，I1I2，注意注意：基极电压UBQ由Rb1、Rb2分压决定，其数值的大小只与VCC、Rb1、Rb2有关，而与晶体管的参数无关。b2b1b2CCRRRVUBQeBQeBEQBQeEQEQCQRURUURUIICQBQIIEEQCCQCCCEQRIRI

11、VU)(eCCQCCRRIV估估算算静静态态工工作作点点 分析交流通路图：EQbeImVr26)1(300bebbirRRr/21coRrLcLcLRRRRR/beLUrRA/估估算算交交流流参参数数学习要点 1.分压式偏置电路估算静态工作点，估算交流参数。2.集电极基极偏置电路的结构特点：Rb将输出电压UCEQ的变化反送回到输入端，来稳定静态工作点。比较固定偏置电路和 分压式偏置放大电路 例题3-2 在如图3-12所示的两个放大电路中，已知：晶体管 =50，UBEQ=0.7 V，电路其他参数如图所示。（1）试求两个电路的静态工作点；（2）若两个晶体管的 =100，则各自的工作点怎样变化？a）

12、b）图3-12 解：（1）先计算两个电路的静态工作点：在图312a所示固定偏置电路中 mA02.0 k560V7.0V12 bCCRUVIBEQBQmA1mA02.050BQCQIIV7k5mA1V12cCCRIVUCQCEQ在图312b所示分压式偏置电路中（2）两个晶体管 =100 时，在312a中，V4.3k50k20k20V12b2b1b2CCRRRVUBQV7.2V7.0V4.3BEQBQEQUUUmA1k7.2V7.2eRUIIEQEQCQV3.4)k7.2k(5mA1V12)(ecCCRRIVUCQCEQmAmAIICQBQ02.0501mA2mA02.0100BQCQIIV2k5

13、mA2V12cCCRIVUCQCEQ 在图312b中，增大一倍，ICQ、UCEQ 不变，只有IBQ 减少一半。结论：结论：固定偏置电路在更换晶体管后，因的改变，ICQ、UCEQ也改变，静态工作点发生了变化；分压式偏置电路能够稳定静态工作点。任务3 认识射极输出器一、辨认下图属于哪种连接方式的放大电路 结论：结论：共集电极放大电路。另外，由于被放大的信号由从发射共集电极放大电路。另外，由于被放大的信号由从发射极输出，所以该电路也叫射极输出器。极输出，所以该电路也叫射极输出器。从基极输入交流信号放大后的信号从发射极输出集电极成为输入、输出信号的公共端二、学习射极输出器 1.分析电路特点分析电路特点

14、 （1）输出电压与输入电压同相且略小于输入电压 （2）输入电阻大 （3）输出电阻小 ri=rbe+（1+）RLRe/1bbeoRrr在输入回路中，ui=ube+uo ；而ube=ibrbe，数值很小；所以：uoui，使得电路的输出电压随着输入电压变化而变化，所以该电路也叫射极跟随器。但是，电路无电压放大能力，只有电流放大能力。电压放大倍数约等于1，射极电流ie是ib的（1+）倍，具有较强的电流放大能力。分析交流通路 2.计算电路静态工作点计算电路静态工作点分析直流通路图：ebBEQCCBQRRUVI)1(BQEQII)1(eEQCCCEQRIVU静静态态工工作作点点学习要点射级输出器的电路特点

15、 1.输出电压与输入电压同相且略小于输入电压。2.输入电阻大。3.输出电阻小。1 1、射极输出器的应用、射极输出器的应用（1）常用作多级放大电路中的输入级。）常用作多级放大电路中的输入级。由于输入电阻大，在与信号源相接时，能减少从信号源取用的电流，从而减轻信号源的负担。（2）常用作多级放大电路的输出级。）常用作多级放大电路的输出级。因为其输出电阻小，带负载能力强，减小了负载变化对放大电路的影响，使输出电压基本保持不变。（3）还可用作阻抗变换器）还可用作阻抗变换器，使电路通过它达到阻抗匹配。（4）还可用于两级共射放大电路之间的隔离级，减少后）还可用于两级共射放大电路之间的隔离级，减少后级对前级电

16、路的影响。级对前级电路的影响。2.比较三种连接方式的放大电路比较三种连接方式的放大电路a）共发射极 b）共集电极 c）共基极图3-14 晶体管三种基本连接方式(1)共射极放大电路：共射极放大电路：用作多级放大电路的输入、输出和中间级。(2)共集电极放大电路：共集电极放大电路：多用作多级放大电路的输入级、多级放大器的输出级或用于两级之间实现阻抗匹配。(3)共基极放大电路：共基极放大电路：频率特性好，多用作高频放大器、高频振荡器及宽频带放大器。任务4 学习多级放大器一、认识多级放大器一、认识多级放大器（1）结构框图 （2）多级放大器的级间耦合方式 1）耦合：多级放大电路中级与级之间的连接方式叫耦合

17、。2）常用的耦合方式：阻容耦合、变压器耦合、直接耦合、光电耦合。a）阻容耦合 b）变压器耦合c）直接耦合 d）光电耦合图3-16 放大器的级间耦合方式二、多级放大器的特点及应用 1多级放大器的特点多级放大器的特点电路类型优点缺点应用阻容耦合各级静态工作点互不干扰，彼此独立，分析和调整电路方便不适宜传输缓慢变化的信号和直流信号，不利于集成分立元件电路中应用广泛变压器耦合各级静态工作点独立，可进行阻抗变换变压器制造工艺复杂、价格高、体积大，不宜集成；高、低频特性都比较差分立元件功率放大电路中应用广泛直接耦合适用于直流信号或变化及其缓慢的信号，低频特性好，易于集成各级静态工作点相互干扰，有零点漂移现

18、象集成电路中广泛应用光电耦合可传输交流信号也可传输直流信号，能实现前后级的电隔离，单向传输信号、易与逻辑电路连接、体积小、寿命长、无触点、抗干扰能力强、能隔离杂音、工作温度宽、便于集成广泛应用在电子技术领域及工业自动控制领域中2分析多级放大器（1）电压放大倍数 多级放大器的电压放大倍数为各级电压放大倍数的乘积，即 Au=Au1.Au2Aun 放大倍数用增益表示时：则总增益为各级增益的代数和。Gu（dB）=Gu1（dB）+Gu2（dB）+Gun（dB）（2）输入电阻和输出电阻 多级放大器的输入电阻就是第一级的输入电阻，它的输出电阻就是最后一级的输出电阻。(dB)lg20uuAG(dB)lg20i

19、iAG(dB)lg10PPAG （3）频率特性与通频带单级放大器的通频带单级放大器的通频带两级放大器的通频带两级放大器的通频带 中频区：在一定频率范围内，放大器的放大倍数高且稳定，这个频率范围称为中频区。下限截止频率 fL：信号频率下降到使放大倍数为中频时的 0.707 所对应的频率。上限频率 fH：信号频率上升到使放大倍数为中频时的 0.707 所对应的频率。通频带：fL 与 fH 之间的频率范围称为通频带。记作BW，即：BW=fH-fL。结论：结论：多级放大器总的通频带比任何一级放大器都窄。要想展宽通频带，必须把每个单级放大器的通频带选得宽一些。学习要点 1多级放大器级间的阻容耦合、变压器

20、耦合、直接耦合和光电耦合的特点。2多级放大器的电路结构及Au、ri、ro的计算。场效应晶体管及其放大电路 晶体管晶体管是利用输入电流控制输出电流的半导体器件，称为电流控制器件。场效应晶体管场效应晶体管则是利用输入电压产生电场效应来控制输出电流的器件，称为电压控制器件。场效应晶体管分类：场效应晶体管分类：结型（JFET）绝缘栅型(MOSFET)两大类。1.结型场效应晶体管（1）符号和分类）符号和分类 a）P沟道 b）N沟道图3-19 结型场效应晶体管的结构符号牢记：牢记：三个电极：漏极（D）、源极（S）、栅极（G）。（2）电压放大作用）电压放大作用分析和实验证明，分析和实验证明，N沟道场效应晶体

21、管栅源之间只能加负电压，即UGS0才能使管子正常工作。图中，栅源电压UGS的变化，必然会引起ID的变化。只要漏极电阻RD选的合适，即可在RD上获得被放大的电压变化量。2.绝缘栅型场效应晶体管 绝缘栅型场效应晶体管是输入电阻高达1012的一种栅极与漏极、源极完全绝缘的场效应晶体管。（1）符号和分类）符号和分类a）增强型N沟道 b）增强型P沟道 c）耗尽型P沟道 d）耗尽型N沟道 图3-21 绝缘栅场效应晶体管符号（2）结构和工作原理）结构和工作原理1）结构：N沟道增强型场效应晶体管 2）工作原理：）工作原理：a）ID0 b）ID0 图3-23 NMOS场效应晶体管的工作原理图a）图中，在栅极没有

22、外加电压时,在源极与漏极之间不会有电流流过,此时场效应晶体管处与截止状态。b）图中，有一个正电压加在N沟道的MOS 场效应晶体管栅极上时,由于电场的作用,此时N型半导体的源极和漏极的负电荷被吸引而涌向栅极,但由于氧化膜的阻挡,使得电子聚集在两个N沟道之间的P型半导体中,从而形成电流,使源极和漏极之间导通。（3）使用注意事项 第一，焊接场效应晶体管时，电烙铁必须有外接地线或切断电源后利用烙铁余热焊接，以防烙铁漏电损坏管子。而且焊接时应先焊源极，最后焊栅极；第二，存放绝缘栅场效应晶体管时，要将三个电极短路，以防感应电动势将栅极击穿，取用管子时应注意人体静电对栅极的影响，可在手腕上套一接地的金属环；

23、第三，不允许用万用表来检测绝缘栅场效应晶体管电极和质量，因为这样易感应电荷形成高压，以致使管子击穿，但结型场效应晶体管可以用判定晶体管基极的类似方法来判定栅极，而源极和漏极不用区分。操作指导操作指导1.认识电子助记器电路结构及工作过程（1）电路结构）电路结构 :VT1、VT2、VT3、VT4组成四级放大电路，各级之间用阻容耦合方式连接。前三级为集电极-基极偏置放大电路，能够稳定电路的静态工作点，第四级为固定偏置放大电路。原理图（2）工作过程：）工作过程：信号通路：声音BMC1VT1C3VT2C4VT3C5VT4BE电路的直流通路：2.安装电路安装电路（1）元件选择）元件选择 具体元件见表3-1

24、，并参照电路原理图核对元件数目、型号等，如不符及时调换。注意，微型驻极体话筒BM的引出线需要用屏蔽线，以减少干扰噪声。耳机BE要选用头戴式高阻耳机。（2）元件检测。）元件检测。1）晶体管的检测：将元件检测情况记录到表中。晶体管电极 1脚：（）2脚：（）3脚：（）晶体管值 VT1:（）VT2:（）VT3:（）VT4:（）2）驻极体话筒的检测方法：）驻极体话筒的检测方法：将万用表拨到R100挡，用万用表黑表笔接驻极体话筒芯线，红表笔接话筒引出线金属网。此时，万用表指针应在一定的刻度上。然后对话筒吹气，如果指针有一定幅度的摆动，说明驻极体话筒完好；如果无反应，则该话筒漏电。如果直接测试话筒引线无电阻

25、，说明话筒内部可能开路；如果阻值为零，则话筒内部短路。（3）元器件整形与焊接（3）元器件整形与焊接）元器件整形与焊接 1）检查元件及连线安装正确无误后接通电源，并试听检查电路工作是否正常。2）检测整机电流：用万用表测电源回路中的电流。3）各级电流检测：将万用表电流挡，分别串于VT4、VT3、VT2、VT1的集电极，并分别调整对应的偏置电阻R10、R7、R4、R2的阻值，使其电流分别为5mA、0.5mA、0.45mA、0.4mA左右，由后向前逐级调整。3）检测晶体管的各极电压，判定其工作状态。4）将检测结果记录在表3-5中。表3-5 电子助记器制作技训表检测点偏置电阻的阻值晶体管各极电压IC4=5mA时R10=VT4:UE=UB=UC=IC3=0.5mA时R7=VT3:UE=UB=UC=IC2=0.45mA时R4=VT2:UE=UB=UC=IC1=0.4mA时R2=VT1:UE=UB=UC=整机电流/mA故障及排除方法4.训练与思考 1）断开R6，对着话筒喊话，观察现象，并用万用表检测各级直流供电，分析原因。2）短接VT3的B、E对着话筒喊话，观察现象，并测量各管的E、B、C电压与与正常值比较，分析原因。