三極管放大電路分析課件

三極管放大電路分析三極管放大電路是一種基本的電子電路，它利用三極管的電流放大特性來增強(qiáng)信號(hào)。在音頻、視頻等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，是各種電子設(shè)備的核心組成部分。課程目標(biāo)了解三極管放大電路的工作原理掌握三極管放大電路的分析方法，理解放大電路的基本參數(shù)和性能指標(biāo)。能夠設(shè)計(jì)和分析簡(jiǎn)單的三極管放大電路能夠根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求選擇合適的放大電路類型和器件，并進(jìn)行參數(shù)設(shè)計(jì)。理解放大電路在電子系統(tǒng)中的作用了解放大電路在音頻、視頻、通信等領(lǐng)域的應(yīng)用，并能進(jìn)行簡(jiǎn)單的電路設(shè)計(jì)。課程大綱三極管基本結(jié)構(gòu)及工作原理了解三極管的結(jié)構(gòu)，掌握其工作原理，學(xué)習(xí)三極管放大電路的基本知識(shí)。共基極放大電路分析共基極放大電路的工作原理，掌握其特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)景。共集電極放大電路分析共集電極放大電路的工作原理，掌握其特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)景。共射極放大電路分析共射極放大電路的工作原理，掌握其特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)景。放大電路的基本參數(shù)學(xué)習(xí)放大電路的基本參數(shù)，例如電壓放大倍數(shù)、電流放大倍數(shù)、輸入阻抗和輸出阻抗等。放大電路的小信號(hào)等效電路學(xué)習(xí)放大電路的小信號(hào)等效電路，掌握其分析方法，為后續(xù)電路分析打下基礎(chǔ)。三極管基本結(jié)構(gòu)及工作原理三極管是一種半導(dǎo)體器件，由三個(gè)PN結(jié)組成，可以用來放大和開關(guān)電子信號(hào)。三極管通常由基極、發(fā)射極和集電極組成，其中基極控制著發(fā)射極和集電極之間的電流流動(dòng)。三極管放大電路基本構(gòu)型1共基極放大電路發(fā)射極接地，輸入信號(hào)加在基極，輸出信號(hào)從集電極取得。2共集電極放大電路集電極接地，輸入信號(hào)加在基極，輸出信號(hào)從發(fā)射極取得。3共射極放大電路基極接地，輸入信號(hào)加在發(fā)射極，輸出信號(hào)從集電極取得。共基極放大電路共基極放大電路是一種基本的三極管放大電路，輸入信號(hào)加在發(fā)射極，輸出信號(hào)從集電極取出。共基極放大電路的特點(diǎn)是輸入阻抗低、輸出阻抗高、電壓放大率接近1，電流放大率略小于1，相位不反轉(zhuǎn)。由于輸入阻抗低，所以共基極放大電路主要用在需要匹配低阻抗的場(chǎng)合。共集電極放大電路共集電極放大電路也稱為射極跟隨器，是一種電壓跟隨器。輸出電壓與輸入電壓幾乎相等，具有高輸入阻抗和低輸出阻抗的特點(diǎn)。主要用于阻抗匹配，緩沖放大信號(hào)，提高信號(hào)驅(qū)動(dòng)能力等應(yīng)用。共射極放大電路共射極放大電路是最常用的三極管放大電路，其特點(diǎn)是輸入信號(hào)加在基極，輸出信號(hào)從集電極取得。共射極放大電路具有較高的電壓放大倍數(shù)和電流放大倍數(shù)，輸出信號(hào)與輸入信號(hào)相位相反。放大電路的基本參數(shù)電壓放大倍數(shù)放大電路的輸出電壓與輸入電壓的比值。反映放大電路對(duì)輸入電壓的放大能力。電流放大倍數(shù)放大電路的輸出電流與輸入電流的比值。反映放大電路對(duì)輸入電流的放大能力。功率放大倍數(shù)放大電路的輸出功率與輸入功率的比值。反映放大電路對(duì)輸入功率的放大能力。輸入電阻放大電路的輸入端所呈現(xiàn)的阻抗。反映放大電路對(duì)信號(hào)源的匹配程度。放大電路的小信號(hào)等效電路晶體管模型利用小信號(hào)等效電路，將晶體管抽象化為線性元件模型。小信號(hào)等效電路簡(jiǎn)化放大電路分析，便于計(jì)算放大電路的特性參數(shù)。電路元件電阻電容電流源電壓源共基極放大電路分析1輸入信號(hào)輸入信號(hào)通過電容耦合到基極，基極接地，信號(hào)電壓變化不會(huì)影響基極電壓。2電流放大輸入信號(hào)引起發(fā)射極電流的變化，電流通過負(fù)載電阻產(chǎn)生輸出電壓。3電壓放大由于發(fā)射極電流放大，負(fù)載電阻上的電壓變化大于輸入信號(hào)電壓，實(shí)現(xiàn)電壓放大。共集電極放大電路分析1輸入信號(hào)輸入信號(hào)通過電阻R1輸入到電路2三極管三極管放大輸入信號(hào)3輸出信號(hào)輸出信號(hào)從三極管發(fā)射極輸出共集電極放大電路也稱為射極跟隨器。此電路的特點(diǎn)是輸出信號(hào)與輸入信號(hào)同相，并具有較高的輸入阻抗和較低的輸出阻抗。共射極放大電路分析1輸入信號(hào)交流信號(hào)2放大電路共射極3輸出信號(hào)放大后的信號(hào)4輸出阻抗低阻抗5電壓放大率最大共射極放大電路是應(yīng)用最廣泛的一種基本放大電路，其特點(diǎn)是輸入阻抗較高，輸出阻抗較低，電壓放大倍數(shù)最大，適用于各種場(chǎng)合的信號(hào)放大。放大電路的頻率響應(yīng)頻率特性放大電路的頻率響應(yīng)反映了電路對(duì)不同頻率信號(hào)的放大能力。截止頻率截止頻率是放大電路的頻率響應(yīng)下降到其最大值一半時(shí)的頻率。帶寬放大電路的帶寬是指其能夠正常放大信號(hào)的頻率范圍。放大電路的輸入阻抗和輸出阻抗1輸入阻抗放大電路輸入端的等效電阻，反映放大電路對(duì)信號(hào)源的負(fù)載能力。2輸出阻抗放大電路輸出端的等效電阻，反映放大電路對(duì)負(fù)載的驅(qū)動(dòng)能力。3阻抗匹配輸入阻抗和輸出阻抗的匹配，可以最大程度地傳遞信號(hào)能量，提高放大電路的效率。放大電路的電壓放大率和電流放大率電壓放大率輸出電壓與輸入電壓之比，反映信號(hào)的放大倍數(shù)。電流放大率輸出電流與輸入電流之比，反映電路對(duì)電流的放大倍數(shù)。影響因素三極管類型電路參數(shù)工作狀態(tài)放大電路的功率放大率定義功率放大率是指放大電路輸出功率與輸入功率之比，反映了放大電路對(duì)信號(hào)功率增強(qiáng)的能力。公式功率放大率用字母G表示，計(jì)算公式為：G=Pout/Pin，其中Pout為輸出功率，Pin為輸入功率。單位功率放大率通常用分貝(dB)表示，計(jì)算公式為：G(dB)=10log10(G)。功率放大電路功率放大電路功率放大電路主要用于放大音頻信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器等負(fù)載。射頻功率放大電路射頻功率放大電路用于放大無線電信號(hào)，使它們能夠傳輸?shù)礁h(yuǎn)的距離。直流功率放大電路直流功率放大電路用于放大直流信號(hào)，用于控制電機(jī)等負(fù)載。差分放大電路差分放大電路，也稱為差動(dòng)放大器。它是一種常用的放大電路，可用于放大兩個(gè)輸入信號(hào)之間的差值。該電路通常由兩個(gè)相同的三極管構(gòu)成，它們分別連接到輸入信號(hào)的正端和負(fù)端。輸出信號(hào)是兩個(gè)輸入信號(hào)之間的差值，放大倍數(shù)由電路的反饋網(wǎng)絡(luò)決定。差分放大電路具有許多優(yōu)點(diǎn)，包括高共模抑制比、高輸入阻抗、低輸出阻抗和良好的線性度。它被廣泛應(yīng)用于各種電子系統(tǒng)中，例如音頻放大器、儀器放大器和模擬信號(hào)處理電路。多級(jí)放大電路多級(jí)放大電路是由多個(gè)單級(jí)放大電路級(jí)聯(lián)而成，每個(gè)級(jí)放大電路都以其自身的輸入阻抗和輸出阻抗連接到前一級(jí)和后一級(jí)。多級(jí)放大電路可以實(shí)現(xiàn)更高的電壓放大倍數(shù)、電流放大倍數(shù)或功率放大倍數(shù)，也可以實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的信號(hào)處理功能。運(yùn)算放大器基本原理高增益運(yùn)算放大器具有極高的電壓增益，通常在10^5到10^8之間。高輸入阻抗運(yùn)算放大器輸入阻抗非常高，幾乎可以忽略不計(jì)，因此它幾乎不從輸入信號(hào)中提取電流。低輸出阻抗運(yùn)算放大器輸出阻抗很低，可以驅(qū)動(dòng)較大的負(fù)載。寬帶寬運(yùn)算放大器具有較寬的頻率響應(yīng)范圍，能夠處理各種頻率的信號(hào)。運(yùn)算放大器的應(yīng)用11.信號(hào)放大運(yùn)算放大器可以放大微弱信號(hào)，用于各種電子設(shè)備中。22.濾波通過使用運(yùn)算放大器，可以設(shè)計(jì)出各種類型的濾波器，例如低通濾波器，高通濾波器，帶通濾波器等。33.信號(hào)處理運(yùn)算放大器可以進(jìn)行信號(hào)處理，例如加法，減法，乘法，積分，微分等。44.控制系統(tǒng)運(yùn)算放大器可以用于控制系統(tǒng)中，例如伺服系統(tǒng)，自動(dòng)控制系統(tǒng)等。反饋放大電路反饋的概念反饋是指將放大電路的輸出信號(hào)的一部分送回到輸入端，并與輸入信號(hào)進(jìn)行比較，從而改變放大電路的特性。反饋的作用反饋可以穩(wěn)定放大電路的工作狀態(tài)，提高放大電路的性能，并實(shí)現(xiàn)一些特殊的電路功能。正反饋與負(fù)反饋正反饋放大輸入信號(hào)，導(dǎo)致輸出信號(hào)增強(qiáng)，可能導(dǎo)致系統(tǒng)失控。負(fù)反饋抑制輸入信號(hào)，穩(wěn)定系統(tǒng)輸出，提高放大電路性能。應(yīng)用正反饋用于振蕩器，負(fù)反饋用于穩(wěn)定放大電路。正反饋放大電路正反饋放大電路的特點(diǎn)是，輸出信號(hào)的一部分通過正反饋網(wǎng)絡(luò)反饋到輸入端，并與輸入信號(hào)同相疊加。正反饋放大電路的應(yīng)用場(chǎng)景主要包括振蕩電路和鎖相環(huán)電路等。負(fù)反饋放大電路提高穩(wěn)定性負(fù)反饋可以抑制放大電路的非線性失真和噪聲。改善性能負(fù)反饋能降低放大電路的輸出阻抗，提高輸入阻抗，使放大電路的特性更加穩(wěn)定。減小頻率響應(yīng)負(fù)反饋可以減小放大電路的頻率響應(yīng)，提高放大電路的帶寬。放大電路的應(yīng)用音頻放大放大音頻信號(hào)，提高音量，使聲音更清晰。視頻信號(hào)放大放大視頻信號(hào)，使圖像更清晰，更明亮。信號(hào)處理對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波，放大或衰減，以實(shí)現(xiàn)特定的功能?？刂葡到y(tǒng)放大控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)精確控制。課程小結(jié)三極管放大電路本課程介紹了三極管放大電路的基本原理和應(yīng)用，包括基本構(gòu)型、參數(shù)分析、頻率響應(yīng)、以及應(yīng)用場(chǎng)景。電路分析方法重點(diǎn)講解了共基極、共集電