模擬電子技術(shù)學(xué)材

由都市技俾學(xué)院

電氣工程與自動(dòng)化系

模擬電子技術(shù)學(xué)材

目錄

任務(wù)一LED創(chuàng)意設(shè)計(jì)...............................1

任務(wù)二交替閃爍燈設(shè)計(jì).............................7

任務(wù)三放大器的設(shè)計(jì)...............................14

任務(wù)四簡(jiǎn)易助聽器設(shè)計(jì)............................24

任務(wù)五反饋電路..................................45

任務(wù)一LED創(chuàng)意設(shè)計(jì)

值務(wù)描述名（同粽

用或免二極管俎成,匈己的名7,督福工極管的精世&制裁史除。

名，并使其或先。2,食用萬(wàn)用索、貨件制裁二救管

的心懷。

M彼就什或老二板管或電電給。

重點(diǎn)：/.N微管轉(zhuǎn)植

2*二板管特植洌鍬電路

難點(diǎn)：7.二微管轉(zhuǎn)做網(wǎng)就,電踣

2、或先工髭管或老電路

LArey°u（你需要獲得以下資訊，才能開始本次的工作任務(wù)

一、二極管V*

（-）二極管的結(jié)構(gòu)、符號(hào)和類型，.^匕斗―

i.結(jié)構(gòu)和符號(hào)電流方向一管殼\結(jié)

二極管實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)PN結(jié)，從P區(qū)和N區(qū)各引出一條引線，封裝在一個(gè)

管殼內(nèi)。P區(qū)的引出端叫正極或陽(yáng)極，N區(qū)的引出端叫負(fù)極或陰極。

小電流的用玻璃殼或塑料殼封裝。大電流的二極管，用金屬外殼封裝，且外

殼就是一個(gè)極，并制成螺栓形，以便與散熱器連成一體。二極管外殼上一般印有

符號(hào)表示極性。

按二極管制造工藝的不同，二極管分為點(diǎn)接觸型、面接觸型和平面型三種：

點(diǎn)接觸型特點(diǎn)是：PN結(jié)面積小，結(jié)電容小，通過(guò)的電流小，用于高頻、檢

波等。

面接觸型特點(diǎn)是：PN結(jié)面積大，結(jié)電容大，只能在低頻下工作，允許通過(guò)

的電流較大，常用于整流等。

平面型特點(diǎn)是：PN結(jié)面積較小時(shí)，結(jié)電容小，可用于脈沖數(shù)字電路中；PN

結(jié)面積較大時(shí)，通過(guò)電流較大，可用于大功率整流。

2.類型

第一部分第二部分第三部分第四部分第五部分

用數(shù)字表示器用拼音字母表示器

用漢語(yǔ)拼音字母表示器件的類型

件的電極數(shù)目件的材料和極性

符號(hào)意義符號(hào)意義符號(hào)意義符號(hào)意義

用數(shù)字表用漢語(yǔ)拼

AN型鈣材料P普通管參城管

示器件的音字母表

BP型錯(cuò)材料Z整流管U光電器件序號(hào)示規(guī)格號(hào)

2二極管C、型硅材料W穩(wěn)壓管阻尼管

DP型硅材料K開關(guān)管半導(dǎo)體特

E化合物L(fēng)整流堆殊器件

（二）二極管的電壓電流特性

加到二極管兩端的電壓和流過(guò)二極管的電流

之間的關(guān)系曲線。

1.正向特性

圖中第一象限的圖形是二極管正偏時(shí)的電壓

電流特性曲線，簡(jiǎn)稱正向特性。

當(dāng)外加電壓較小時(shí)，不足以克服PN結(jié)內(nèi)電場(chǎng)

對(duì)多數(shù)載流子的阻力，這一范圍稱為“死區(qū)”，相

應(yīng)的電壓稱為死區(qū)電壓。硅管的死區(qū)電壓為0.5V

（特性曲線的OA段），諸二極管的死區(qū)電壓為0.2

2

Vo

當(dāng)電壓大于死區(qū)電壓時(shí)，PN結(jié)內(nèi)電場(chǎng)被削弱，因而電流增加很快（圖中N

段），二極管正向?qū)?。?dǎo)通后二極管的正向電壓稱為正向壓降或管壓降。硅管

導(dǎo)通壓降約0.7V,錯(cuò)管導(dǎo)通壓降約為0.3V。

2.反向特性

當(dāng)二極管承受反向電壓時(shí)，加強(qiáng)了PN結(jié)的內(nèi)電場(chǎng)，使二極管呈現(xiàn)很大電阻。

少數(shù)載流子很容易通過(guò)PN結(jié)形成反向電流。由于少數(shù)載流子是有限的，使這種

反向電流在外加反向電壓增高時(shí)無(wú)明顯增大，稱它為反向飽和電流（曲線0C段）。

通常硅管反向電流是幾微安到幾十微安，楮管可達(dá)到幾百微安。這個(gè)電流是衡量

二極管質(zhì)量?jī)?yōu)劣的重要參數(shù)，越小，質(zhì)量越好。

當(dāng)反向電壓增大到超過(guò)某一值時(shí)（圖中C點(diǎn)），反向電流會(huì)突然增大，這種

現(xiàn)象稱為反向擊穿。

二極管特電壓電流特性曲不是一條直線，是非線性元件。

（三）二極管的主要參數(shù)

二極管的參數(shù)是反映其性能和質(zhì)量的一些數(shù)據(jù)。通常用一些有代表性的數(shù)據(jù)

來(lái)反映二極管的具體特性和使用中受到的限制，這些數(shù)據(jù)就是參數(shù)。

1.最大整流電流片。

二極管長(zhǎng)期使用的允許通過(guò)的最大正向平均電流為最大整流電流，常稱為額

定工作電流。

2.最大反向工作電壓加

最大反向工作電壓是保證二極管不被擊穿而規(guī)定的最高反向電壓，常稱額定

工作電壓。

3.最大反向電流5

最大反向電流是最大反向工作電壓下的反向電流。

（四）二極管的識(shí)別和簡(jiǎn)易檢測(cè)方法

用萬(wàn)用表的電阻擋來(lái)測(cè)量二極管的電阻以判別它的極性及其質(zhì)量壞。萬(wàn)用表

的紅筆（正端）接表內(nèi)電池的負(fù)極，黑筆（負(fù)端）接表內(nèi)電池的正極，選擇RX100

或RXlk擋。

3

測(cè)試:正常數(shù)據(jù)

測(cè)試方法極性判斷

項(xiàng)目健管鉆管

正

向

電

阻

測(cè)硅管時(shí)測(cè)鋸管時(shí)

反

向

電

阻-

-

-

-

-

二-極管正向特性曲線起始端的非線性，PN結(jié)的正向電阻是隨外加電壓的變化而變化的,

同一只二極管用RX100和RXlk擋時(shí)測(cè)得的正向電阻讀數(shù)是不一樣的。

二、發(fā)光二極管

（-）光強(qiáng)度定義

發(fā)光強(qiáng)度的基本單位定義為坎德拉（cd）,按發(fā)光強(qiáng)度分有普亮、高亮、超

高亮，每一級(jí)的亮度定義如下：

1、普亮（IVGOmcd）

2、高亮（10〈IV〈100mcd）

3、超高亮（IV>lOOmcd）

（二）LED燈的工作電壓與電流

1、普通的發(fā)光二極管正偏壓降紅色為L(zhǎng)6V,黃色為1.4V左右，藍(lán)、白為

至少2.5Vo工作電流5—10mA左右

2、超亮發(fā)光二極管主要有三種顏色，然而三種發(fā)光二極管的壓降都不相同,

正常發(fā)光時(shí)的額定電流約為20mA。在實(shí)際應(yīng)用中最好在購(gòu)買時(shí)候索要規(guī)格書或

者技術(shù)參數(shù)，具體壓降參考值如下：

（1）紅色發(fā)光二極管的壓降為2.0—2.2V

（2）黃色發(fā)光二極管的壓降為1.8-2.0V

（3）綠色發(fā)光二極管的壓降為3.0—3.2V

三、protus軟件

4

四、焊接與安裝

發(fā)光二極管發(fā)光電路的裝配步驟的要求：

（1）熟悉圖紙。首先要識(shí)讀原理圖和印刷電路板。了解線路；工作原理；

所用元器件種類、規(guī)格、數(shù)量；電路板的零件分布狀況，有無(wú)橋線及橋線的位置

等。做到熟悉電路和零件裝配位置。

（2）清點(diǎn)元件。按元件清單表的要求清點(diǎn)各類元件配備數(shù)量，如有缺少必

須補(bǔ)足。

（3）檢測(cè)元件。按正確的方法檢測(cè)各類元件（如已檢測(cè)過(guò)則本步驟操作可

免）。如有不合格元器件，設(shè)法調(diào)換。

（4）元器件成形與引腳處理。本機(jī)內(nèi)元器件采用臥式插裝，在裝機(jī)前首先

要對(duì)各元器件引腳進(jìn)行成形處理，再將各元器件引腳準(zhǔn)備焊接處進(jìn)行刮削去污、

去氧化層，然后在各引腳準(zhǔn)備焊接處上錫。

（5）元件插裝與固定。將經(jīng)過(guò)成形、處理過(guò)的元器件按圖7-3所示進(jìn)行插

裝，插裝順序按“先小后大”原則進(jìn)行。插裝時(shí)各元器件均不能插錯(cuò)，特別要注意

有極性元件不能插反，如二極管、三極管、集成電路、駐極體話筒和電解電容等。

（6）元器件的焊接與整理。細(xì)心處理好每一個(gè)焊點(diǎn)，保證焊接質(zhì)量，焊好

后剪掉多余的引線。

注意:

你所選發(fā)光二級(jí)管的參數(shù)，電阻大小的計(jì)算。

還等什么！趕快制定工作計(jì)劃、人員分工、一起實(shí)施你們的計(jì)劃吧

建...................................

一、發(fā)光二極管發(fā)光電路的設(shè)計(jì)

二、在設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的問(wèn)題以及解決辦法

1、

2、?

3、

5

4、o

5、o

完成了？成功吧？滿意嗎？

教師任務(wù)評(píng)價(jià)

1、學(xué)生自我評(píng)估與總結(jié)

2、小組評(píng)估與總結(jié)

3、教師總體評(píng)價(jià)：__________________________________________________

教師簽名：日期：年—月―B

6

任務(wù)二交替閃爍燈設(shè)計(jì)

值務(wù)描述

用三極管、唉憲二極管被討7、母施工極管的特楹及例被電路。

一個(gè)會(huì)替閃爍燈。2、公用方用表、flMtOA族件例被三

想管的的懷。

品健竟附三做管控制N做管的電

哈領(lǐng)針。

重點(diǎn)：7、三微管騎取

2、三做管盼做胡依?路

難點(diǎn)：7,三極管特嘏惻獻(xiàn)電路

2、萬(wàn)用表對(duì)三極管的荷阜潤(rùn)欲

2、三髭管控蜜|二根管束替閃媾電路

*.Areyou你需要獲得以下資訊，才能開始本次的工作任務(wù)

ready?

一、三極管

(-)三極管的結(jié)構(gòu)、符號(hào)和類型

1.結(jié)構(gòu)和符號(hào)

在一塊極薄的硅或錯(cuò)基片上制作出兩個(gè)PN結(jié)三層半導(dǎo)體，從三層半導(dǎo)體上

各引出一個(gè)電極，再封裝在管殼里就制成了三極管。

7

三個(gè)電極：發(fā)射極e、基極b、集電極c；

三個(gè)區(qū)：發(fā)射區(qū)、基區(qū)和集電區(qū)；

兩個(gè)PN結(jié)：發(fā)射結(jié)和集電結(jié)；

兩種形式：NPN型和PNP型。

2.類型

（1）型號(hào)

第?部分第二部分第三部分;笫四部分第五部分

用數(shù)字表示器用拼音字母表示器用數(shù)字表用漢語(yǔ)拼

件的電極數(shù)目件的材料和極性示器件的音字母表

符號(hào)意義符號(hào)意義符號(hào)意義字號(hào)示規(guī)格號(hào)

APNP型諸材料X低頻小功率管

BNPN＞錯(cuò)材料C總就小Hi宓弊

CPNP型此材料D低頻大功率管

3三極管DNPN型法材料A高頻大功率管例：130例：B

U光電器件

:開關(guān)管

場(chǎng)效應(yīng)管

（2）三極管分類：

1）制造材料：錯(cuò)管和硅管。

2）內(nèi)部結(jié)構(gòu)：NPN型和PNP型。

3）工作頻率：高頻管（23MHz）和低頻管（＜3MHD。

4）功率：小功率管（＜1W）和大功率管（2lw）。

5）用途：普通管和開關(guān)管。

（二）三極管的電流放大作用

1.二極管的工作電壓

要使三極管具有電流放大作用，必須在發(fā)射結(jié)上加正向偏置電壓，在集電結(jié)

8

上加反向偏置電壓。對(duì)于NPN型三極管,c、b、e三個(gè)電極的電位必須符合UCXVUE,

對(duì)于PNP型三極管，Uc<UB<UEo

2.三極管內(nèi)電流分配關(guān)系

根據(jù)基爾霍夫定律，將三極管用一假想的封閉曲面包圍起來(lái)，則流進(jìn)封閉曲

面的電流應(yīng)等于流出封閉曲面的電流。有IE=IB+IC。

為了計(jì)算方便：IE^ICO

3.三極管的電流放大作用

三極管的電流放大作用可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)電路來(lái)分析。

改變?nèi)龢O管發(fā)射結(jié)的正向偏置電壓，使基極電流發(fā)生一微小變化，同時(shí)見(jiàn)得

相應(yīng)的集電極電流的變化，則三極管的交流電流放大倍數(shù)B為：B=/IC//IB。

電流放大作用是三極管的主要特征，B值的大小表示了三極管電流放大能力

的強(qiáng)弱，在30?100之間合適。B值小，作用差；B值大，不穩(wěn)定。三、三極管

的特性曲線

三極管的特性曲線是描述三極管各極的電壓和電流變化關(guān)系的曲線。

1.輸入特性

輸入特性是指當(dāng)三極管的集電極和發(fā)射極之間的電壓保持一定時(shí)，加在

基極和發(fā)射極之間的電壓UBE和基極電流1B之間的關(guān)系曲線。

(1)當(dāng)UCE=0時(shí)，相當(dāng)于集電極與發(fā)射極之間短路，得到一條輸入特性曲線

Ao

(2)當(dāng)“=1V時(shí)，可得到另一條輸人特性曲線B。

當(dāng)加在U北上的電壓大于IV時(shí)，測(cè)得的輸人特性曲線和UCE=1V的那一條非常

9

接近。

從三極管的輸入特性曲線看出，加在發(fā)射結(jié)上的正偏電壓只有大于死區(qū)電壓

時(shí)三極管才出現(xiàn)基極電流。硅管死區(qū)電壓0.5V,錯(cuò)管死區(qū)電壓0.2V。二極管處

在正常放大狀態(tài)時(shí)，硅管的UBE0.7V,錯(cuò)管的UBE0.3V。

2.輸出特性

飽和區(qū)

輸出特性是指當(dāng)三極管基極電流I,一定時(shí)，三極0.75mA

放

管的集電極電流1c與集電極電壓UCE之間的關(guān)系曲---060mA

大

0.45mA

lx

從輸出特性曲線簇可以看到，每條曲線都有上0.30mA

升、彎曲及平直部分，且各條曲線的上升部分很陡，0.15mA

/irO

10\15

20I-T(V)

幾乎重合在一起，而平直部分則按L,值由下往上排“截止區(qū)

列。

根據(jù)三極管的輸出特性曲線，可以把它分為三個(gè)區(qū)域：截止區(qū)、放大區(qū)和飽

和區(qū)。

(1)截止區(qū)：1廣0這一條曲線以一下的區(qū)域。發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏。

對(duì)應(yīng)有一很小的集電極電流，稱它為穿透電流IcBOo集電極和發(fā)射極之間相當(dāng)于

斷路。

(2)放大區(qū)：近似于水平部分。發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。1c受h控制，

放大區(qū)也稱為線性區(qū)，曲線越平坦，間距越均勻，線性放大性能越好。

(3)飽和區(qū)：上升和彎曲部分。發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)都正偏，飽和的特點(diǎn)

是UCE很小，集電極和發(fā)射極之間相當(dāng)于一個(gè)接通的開關(guān)。

(三)三極管的主要參數(shù)

1.電流放大系數(shù)

共發(fā)射極電路直流電流放大系數(shù)方和共發(fā)射極電路交流電流放大系數(shù)B，對(duì)

于性能良好的三極管，方和B和近似相等，由于方易于測(cè)量，因此常用方代替

B,且都用B表示。

2.穿透電流ICE0：當(dāng)基極開路(IB=0)時(shí)，集電極與發(fā)射極之間的反向電流。

它好像是從集電極直接穿透二極管而到達(dá)發(fā)射極的電流.故又叫穿透電流。

1陋是衡量三極管質(zhì)量的重要參數(shù)，越小質(zhì)量越好。

10

ICM隨溫度升高而增大，由于硅管的1或比褚管小得多，因此硅管的熱穩(wěn)定性

比錯(cuò)管好。

3.集電極-發(fā)射極反向擊穿電壓UBNCES：當(dāng)基極開路時(shí)，加在集電極和發(fā)射極

之間最大的允許工作電壓稱為集電極-發(fā)射極反向擊穿電壓UBR(CE0)o使用時(shí)，

UCWUBMCEO)°

4.集電極最大允許電流Io.：

指三極管正常工作時(shí)，集電極所允許的最大電流，如果不但B會(huì)明

顯下降，還有可能損壞三極管。

當(dāng)集電極電流過(guò)大時(shí)，三極管的B將下降，規(guī)定B下降到正常值的2/3時(shí)的

集電極電流稱為集電極最大電流%。使用時(shí)Ic<IO,Mo

5.集電極最大允許耗散功率PCM：

三極管正常工作時(shí)，集電極所允許的最大耗散功率。

PcWlW的叫小功率管，PCM>1W的叫大功率管。

集電極電流L-流過(guò)集電結(jié)時(shí)會(huì)消耗功率產(chǎn)生熱量，三極管溫度升高。Pcv的大

小與環(huán)境溫度有密切關(guān)系，溫度越高，PcM值越小。

根據(jù)三極管允許的最高溫度和散熱條件來(lái)規(guī)定最大允許耗散功率PO10使用時(shí)

PCMNICUCEO

對(duì)于大功率管，常在管子上加散熱器或散熱片。

(四)三極管的識(shí)別和簡(jiǎn)單測(cè)試

1.根據(jù)管腳排列識(shí)別

目前三極管的種類較多，封裝形式不一，

管腳也有多種排列形式。2、使用萬(wàn)用

表判別三極管極性

萬(wàn)用表測(cè)小功率管時(shí)，一般選用RX100或

RXlk擋；測(cè)大功率管時(shí)，可選用RX10擋。

(1)首先判別管型找出基極。

以黑筆為準(zhǔn)，紅筆分別接另外兩個(gè)管腳，如果測(cè)得兩個(gè)阻值均較小時(shí)，則該管為

NPN型，黑筆所接為基極；如果兩次阻值均較大時(shí)，則該管為PNP型，黑筆所接

仍是基極。

(2)基極找出后，第二步找集電極。

對(duì)于NPN型，將黑筆分別接在兩個(gè)未知電極上，然后用手指把基極和黑表筆

11

所接極一起捏住，（兩極不能相碰），觀察指針偏轉(zhuǎn)。情況并記下偏轉(zhuǎn)位置，再將

兩表筆交換極性，重復(fù)上述過(guò)程，則偏轉(zhuǎn)角大的一次黑筆所接腳為集電極。

如果是PNP型管，只需將紅筆、黑表筆對(duì)換位置，其余和NPN型管的測(cè)試完

全相似。讀數(shù)較小的一次紅表棒所接的管腳為集電極。

二、用protus軟件設(shè)計(jì)一個(gè)三極管控制二極管交替閃爍的電路

三、焊接與安裝

交替閃爍燈電路的裝配步驟的要求：

（1）熟悉圖紙。首先要識(shí)讀原理圖和印刷電路板。了解線路；工作原理；

所用元器件種類、規(guī)格、數(shù)量；電路板的零件分布狀況，有無(wú)橋線及橋線的位置

等。做到熟悉電路和零件裝配位置。

（2）清點(diǎn)元件。按元件清單表的要求清點(diǎn)各類元件配備數(shù)量，如有缺少必

須補(bǔ)足。

（3）檢測(cè)元件。按正確的方法檢測(cè)各類元件（如已檢測(cè)過(guò)則本步驟操作可

免）。如有不合格元器件，設(shè)法調(diào)換。

（4）元器件成形與引腳處理。本機(jī)內(nèi)元器件采用臥式插裝，在裝機(jī)前首先

要對(duì)各元器件引腳進(jìn)行成形處理，再將各元器件引腳準(zhǔn)備焊接處進(jìn)行刮削去污、

去氧化層，然后在各引腳準(zhǔn)備焊接處上錫。

（5）元件插裝與固定。將經(jīng)過(guò)成形、處理過(guò)的元器件按圖7-3所示進(jìn)行插

裝，插裝順序按“先小后大”原則進(jìn)行。插裝時(shí)各元器件均不能插錯(cuò)，特別要注

意有極性元件不能插反，如二極管、三極管、集成電路、駐極體話筒和電解電容

等。

（6）元器件的焊接與整理。細(xì)心處理好每一個(gè)焊點(diǎn)，保證焊接質(zhì)量，焊好

后剪掉多余的引線。

注意：

你所選發(fā)光二級(jí)管、三極管的參數(shù)，電阻、電容大小的計(jì)算。

還等什么！趕快制定工作計(jì)劃、人員分工、一起實(shí)施你們的計(jì)劃吧

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一、交替閃爍燈電路的設(shè)計(jì)

二、在設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的問(wèn)題以及解決辦法

任務(wù)評(píng)價(jià)

1、學(xué)生自我評(píng)估與總結(jié)

2、小組評(píng)估與總結(jié)

3、教師總體評(píng)價(jià)：____________________________________________

教師簽名:日期：年—月—日

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任務(wù)三放大器的設(shè)計(jì)

保務(wù)描述

單管共射極電路的喇衩1、*疆帶態(tài)工作支、數(shù)人停照的的草

計(jì)第

2、食用方用表、frlOtUA被件胡鍬草管若

射做放上電路的精龍工作致上停

重點(diǎn)：7、草管易附救電路的姐鼠及工作原理

2、帶態(tài)工作點(diǎn)、放大信戳的奸算

難點(diǎn)：/,阜管或射微電路工作原理

2、xctii*.拿該通路

LArey°u你需要獲得以下資訊，才能開始本次的工作任務(wù)

一、低頻放大電路基礎(chǔ)

1.定義：三極管放大電路(也稱為放大器)就是將微弱的電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)檩^強(qiáng)

的電信號(hào)的電子電路。

2.放大器的形式和種類

(1)按所放大的信號(hào)頻率的高低來(lái)分：分直流放大電路、低頻放大電路、

高頻放大電路。

14

(2)按放大的對(duì)象來(lái)分，有電壓、電流和功率放大器等；

(3)按三極管的連接方式來(lái)分，有共射極、共基極和共集電極放大器等;

(4)按放大器的級(jí)數(shù)來(lái)分，有單級(jí)和多級(jí)放大器等。

(-)共發(fā)射極基本放大電路

1.電路的組成：輸入回路和輸出回路。

(1)輸入回路：基極與發(fā)射極構(gòu)成的回路

(2)輸出回路：集電極與發(fā)射極構(gòu)成的回路。

見(jiàn)書圖7-1

(b)

(2)電路中各元件的作用如下：

三極管V工作在放大狀態(tài)：起電流放大作用

15

1）基極偏置電阻Rb,（又叫偏流電阻）：其作用是使電源現(xiàn)提供的基極

電流L,為某一適當(dāng)?shù)闹?，以保證三極管有比較合適的工作狀態(tài)。（幾

十千歐?幾百千歐）

2）直流電源兒作用：

a.為三極管提供發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏所需電壓

b.為放大電路提供能源

3）集電極電阻L（集電極負(fù)載電阻）的作用：

把三極管的電流放大轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷悍糯蟆?/p>

（幾千?十幾千歐）

很明顯，若R,=0,則輸出電壓始終等于電源電壓，電路沒(méi)有電壓

放大作用。

4）耦合電容G和做的作用：傳輸交流信號(hào)，阻斷直

流電源與信號(hào)源之間及負(fù)載之間的直流通路。

（二）工作原理

三極管處于放大狀態(tài)時(shí)必須滿足發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏的外部條件，對(duì)三

極管放大電路來(lái)說(shuō)也是如此。

1.基本概念

（1）靜態(tài)：當(dāng)放大器的輸人信號(hào)5=0時(shí)，三極管的基極回路和集電極回路

中只有直流通過(guò)，放大器這時(shí)的狀態(tài)稱為靜態(tài)。

（2）靜態(tài)工作點(diǎn)：靜態(tài)時(shí)的基極電流、集電極電流和集射極電壓分別用3、

%和Ue*表示。通常將靜態(tài)時(shí)的基極電流小稱為基極偏置電流，將L和U頌的交

點(diǎn)Q稱為放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)。

（3）設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)的目的：給三極管的發(fā)射結(jié)預(yù)先加上一適當(dāng)?shù)恼螂?/p>

壓，即預(yù)先給基極提供一定的偏流以保證在輸入信號(hào)的整個(gè)周期中，放大電路都

工作在放大狀態(tài)，避免信號(hào)在放大過(guò)程中產(chǎn)生失真。

（4）動(dòng)態(tài)：有一個(gè)較小的正弦交流信號(hào)輸入時(shí)的情況稱為放大電路的動(dòng)態(tài)。

2.工作原理

16

Us

靜態(tài)時(shí)輸入信號(hào)Ui=O只有靜態(tài)的1、UBEQ、ICQ和UCEQ。

動(dòng)態(tài)時(shí)，輸入信號(hào)U,通過(guò)耦合電容G送到三極管的基極和發(fā)射極之間，與直

流電壓的UBEQ疊加,基極總電壓為：UBE=UBEO+UL

對(duì)應(yīng)的基極總電流也是靜態(tài)時(shí)的基極偏置電流兀和輸入信號(hào)5引起的交變

電流ib的疊加,BPiE=Ifio+ibo

基極電流對(duì)集電極電流的控制作用，有。=陶部(Iw+ih)=I?+ieo

17

集電極總電壓也是由靜態(tài)電壓UcEQ和交流電壓Uceo疊加。UCF=也「。尺=

=—-=—

Ucc-（工cq+ic）RcUccIcJRcicRcUfE））Uc（.0

由于電容器C2的隔直作用，在放大器的輸出端只有集電極總電壓中的交流分

量輸出的交流電壓為：110=%.=-iR：。負(fù)號(hào)表示輸出的交流電壓u。與i<.相位

相反。

從以上分析可見(jiàn)：

1.放大電路工作在動(dòng)態(tài)時(shí)都是由兩個(gè)分量組成的，一個(gè)是直流分量，另一

個(gè)是交流分量。波形圖也是這兩種分量的合成，由于各直流分量的值大于各交流

分量的幅值，所以三極管在整個(gè)交流信號(hào)周期內(nèi)都是導(dǎo)通的。

2.在共發(fā)射極電路中，輸入信號(hào)u和it,、i?同相的，輸出電壓u。的波形幅

度比輸入信號(hào)電壓u,的波形幅度大，兩者頻率相同，但相位相反，這也叫做共發(fā)

射極放大器的“反相”放大作用。

在分析放大電路時(shí)，符號(hào)列舉：

總槌翅悔（領(lǐng)）

%作

刷偵哪舸府

聊t電第?B

集蠅頓

卜c

加報(bào)屯出hi.111卜

?,l;?W(1

瓦".I&

字母大寫腳標(biāo)大寫：直流量；

字母大寫腳標(biāo)小寫：有效值；

字母小寫腳標(biāo)大寫：全量；

字母小寫腳標(biāo)小寫：交流瞬時(shí)值。

二、共發(fā)射極放大電路的分析

為了進(jìn)一步理解放大電路的性能，需要對(duì)放大電路進(jìn)行必要的定量分析。主

要有近似估算法和圖解分析法兩種。

（-）直流通路和交流通路

1.直流通路

直流通路：放大電路的直流等效電路，是在靜態(tài)時(shí)

18

放大電路的輸入回路和輸出回路的直流電流流通的路

徑。

畫法：斷開電容器所在的支路。

2.交流通路

交流通路：放大電路的交流等效電路，是動(dòng)態(tài)時(shí)放

大電路的輸入回路和輸出回路的交流電流流通的路徑。

畫法：電容器和直流電源短路。

(-)近似估算法

1.近似估算靜態(tài)工作點(diǎn)

近似估算靜態(tài)工作點(diǎn)時(shí)用直流通路

由:UCC=IBQRB+UBEQ

4Br_UCC-UBEQ

勺

由于UBEQ很小可忽略，因此可寫為:

一Ucc

BQ?RB

根據(jù)三極管：ICQ=BIBQ

集電極回路：UCEQ=UCC-ICQRC

2.近似估算放大電路的輸入電阻、輸出電阻和電壓放大倍數(shù)

(1)輸入電阻和輸出電阻

當(dāng)輸入信號(hào)加到放大器的輸入端

時(shí)，放大器就相當(dāng)于信號(hào)源的負(fù)載電

阻，這個(gè)負(fù)載電阻也就是放大器本身

的輸入電阻。輸入電阻越大，信號(hào)源

提供的信號(hào)電流越小，從信號(hào)源吸取

的能量就越少，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)要求放大器的輸入電阻大一些。

放大器的輸出回路可看成是一個(gè)具有一定內(nèi)阻R。的“電源”，這個(gè)內(nèi)

阻就是放大器的輸出電阻。顯然輸出電阻越小，放大器帶負(fù)載的能力越強(qiáng),

當(dāng)負(fù)載變化時(shí)對(duì)放大器的輸出影響很小，所以在

實(shí)際應(yīng)用時(shí)要求輸出電阻小一些。

19

（2）輸入電阻和輸出電阻的估算

1）輸入電阻R:交流信號(hào)電壓u,加在三極管的輸入端基極和發(fā)射極之

間時(shí)，基極將產(chǎn)生相應(yīng)的變化電流3；,這反映了三極管本身具有一定的

輸人電阻取。用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算:

26(mV)

展=300+(1+0

從放大器的輸入端看進(jìn)去時(shí)，放大器的輸入

電阻就是RB和rbP的并聯(lián)值：Ri=Rc^rbe

放大器的輸入電阻可近似為：Ri^rbc

2）輸出電阻R。:從輸出端看進(jìn)

去，放大器可以看作為一個(gè)具有內(nèi)

陽(yáng)R。和電動(dòng)勢(shì)uj的等效電路。

放大器的輸出電阻為：R產(chǎn)d〃治

可近似為:R產(chǎn)Rc

（3）放大器的電壓放大倍數(shù)人：放大倍數(shù)反映放大器的放大能力,放大器

輸出電壓變化量（交流成分）5（或有效值UJ與輸入電壓變化量（交流成

分）u（或有效值UJ之比，稱為電壓放大倍數(shù)，用A.表示：

4=殳

Uj

AT

根據(jù)同樣道理，電流放大倍數(shù)和功率放大倍數(shù)分別:

A

A

UI

A/,=a

20

A二°o

p-UJiic

1)輸出端不帶負(fù)載

u?=-i(：R(

U=iir產(chǎn)

不帶負(fù)載時(shí)的電壓放大倍數(shù)為：

_乜__認(rèn)入__0Rc

%ibrberbe

2)輸出端帶負(fù)載Ri

集電極電流ic過(guò)交流等效負(fù)載

Rc

,

輸出電壓u0=-icRL

輸入信號(hào)電壓不變，所以帶負(fù)載時(shí)

放大倍數(shù)為：

放大器不帶負(fù)載時(shí)的電壓放大倍數(shù)最大，帶了負(fù)載后的電壓放大倍數(shù)就下

降，而且負(fù)載電阻越小，電壓放大倍數(shù)下降得越多。

三、用protus軟件繪制單管共射極放大電路并測(cè)試靜態(tài)工作點(diǎn)和放

大倍數(shù)

四、焊接與安裝

單管共射極放大電路的裝配步驟的要求：

(1)熟悉圖紙。首先要識(shí)讀原理圖和印刷電路板。了解線路；工作原理；

所用元器件種類、規(guī)格、數(shù)量；電路板的零件分布狀況，有無(wú)橋線及橋線的位置

等。做到熟悉電路和零件裝配位置。

(2)清點(diǎn)元件。按元件清單表的要求清點(diǎn)各類元件配備數(shù)量，如有缺少必

須補(bǔ)足。

21

（3）檢測(cè)元件。按正確的方法檢測(cè)各類元件（如已檢測(cè)過(guò)則本步驟操作可

免）。如有不合格元器件，設(shè)法調(diào)換。

（4）元器件成形與引腳處理。本機(jī)內(nèi)元器件采用臥式插裝，在裝機(jī)前首先

要對(duì)各元器件引腳進(jìn)行成形處理，再將各元器件引腳準(zhǔn)備焊接處進(jìn)行刮削去污、

去氧化層，然后在各引腳準(zhǔn)備焊接處上錫。

（5）元件插裝與固定。將經(jīng)過(guò)成形、處理過(guò)的元器件按圖7-3所示進(jìn)行插

裝，插裝順序按“先小后大”原則進(jìn)行。插裝時(shí)各元器件均不能插錯(cuò)，特別要注

意有極性元件不能插反，如二極管、三極管、集成電路、駐極體話筒和電解電容

（6）元器件的焊接與整理。細(xì)心處理好每一個(gè)焊點(diǎn)，保證焊接質(zhì)量，焊好

后剪掉多余的引線。

7圭意.:…

你所選三級(jí)管的參數(shù)，電阻、電容大小的計(jì)算?！泛螅?/p>

I通

一、單管共射極放大電路的設(shè)計(jì)

二、在設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的問(wèn)題以及解決辦法

完成了？成功吧？滿意嗎？

22

教師任務(wù)評(píng)價(jià)

2、學(xué)生自我評(píng)估與總結(jié)

2、小組評(píng)估與總結(jié)

3、教師總體評(píng)價(jià)：____________________________________________

教師簽名：日期：年—月—日

23

任務(wù)四簡(jiǎn)易助聽器設(shè)計(jì)

保務(wù)器述號(hào)引目標(biāo)

7,關(guān)射極致大?得I、辱溫輕射救數(shù)大電路的相氏、制態(tài)

2、臺(tái)人偏置數(shù)大電路今析布劭卷臺(tái)曲。

品聲電和電聲元件2、雪姬合人簿/數(shù)火電路的工作原理

和臺(tái)看方核。

3.y斛戶電和一戶在外的工作原理。

重點(diǎn)：1、或射微放火電路

2,戶電和電戶元件的但知易檢惻

難點(diǎn)：/.今爪偏爰數(shù)火電踣的改用

2、助聽?zhēng)У暮擞?jì)物做裝

Arey°u你需要獲得以下資訊，才能開始本次的工作任務(wù)

一、共射極放大電路

（一）概念

BJT的三種組態(tài)

24

（1）、共發(fā)射極接法，發(fā)射極作為公共電極，如圖（a）表示；

（2）、共基極接法，基極作為公共電極，如圖（b）表示；

（3）、共集電極接法，集電極作為公共電極，如圖（c）表示。

在BJT的三種組態(tài)中，共射極放大電路是放大電路中應(yīng)用最廣泛的三極管接

法，信號(hào)由三極管基極和發(fā)射極輸入，從集電極和發(fā)射極輸出。因?yàn)榘l(fā)射極為共

同接地端，故命名共射極放大電路。

（二）工作原理

1、基本共射極放大電路的組成

Rri

<?----O

二三/C+

如。b-E

-0BEf

基本共射極放大電路

2.靜態(tài)（直流工作狀態(tài)）

輸入信號(hào)vi=O時(shí)，放大電路的工作狀態(tài)稱為靜態(tài)或直流工作狀態(tài)。

V-V

j_二*gEQ

夕陽(yáng)三以7CEO=3BQ

*b

%EQ=匕C—/CQ〃C

25

直流通路

3.動(dòng)態(tài)

凡6

------0

，Bic+

+

+1VCE

Rb1,

C)“E

0BE

T

26

輸入正弦信號(hào)Vs后，電路將處在動(dòng)態(tài)工作情況。此時(shí)，BJT各極電流及電壓

都將在靜態(tài)值的基礎(chǔ)上隨輸入信號(hào)作相應(yīng)的變化。

三、放大電路的分析方法

(一)圖解分析法

1-靜態(tài)工作點(diǎn)的圖解分析

采用該方法分析靜態(tài)工作點(diǎn)，必須已知三極管的輸入輸出特性曲線。

(1)首先，畫出直流通路

27

直流通路

（2）列輸入回路方程

%E="BB-"凡

（3）列輸出回路方程（直流負(fù)載線）

VCE=VCC~~MRC

（4）在輸入特性曲線上，作出直線vBE=KBB-/B/?b,兩線的交點(diǎn)即是。點(diǎn),

得至U/BQO

（5）在輸出特性曲線上，作出直流負(fù)載線VCE=Vcc-ic^c,與/BQ曲線的交點(diǎn)

即為Q點(diǎn)，從而得到VCEQ和ICQ。

28

(a)(b)

2.動(dòng)態(tài)工作情況的圖解分析

(1)根據(jù)vs的波形，在BJT的輸入特性曲線圖上畫出vBE、zB的波形

，B.ZB

、7/

ZB1;

依——二

NZ

B2丁

。/E4獷BB~Sm產(chǎn)?！?/p>

。"

a)t

q=Kmsin(ot%E=^BB+q—%

29

(2)根據(jù)zB的變化范圍在輸出特性曲線圖上畫出zC和vCE的波形

30

截止失真的波形

(1)Q點(diǎn)設(shè)置過(guò)低，信號(hào)進(jìn)入截止失真區(qū)，如圖“截止失真波形”。

(2)Q點(diǎn)設(shè)置過(guò)高，信號(hào)進(jìn)入飽和失真區(qū)，如圖''飽和失真波形”。

4.圖解分析法的適用范圍

31

適用于：幅度較大而工作頻率不太高的情況

優(yōu)點(diǎn)：

直觀、形象。有助于建立和理解交、直流共存，靜態(tài)和動(dòng)態(tài)等重要概念；有

助于理解正確選擇電路參數(shù)、合理設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)的重要性。能全面地分析放大

電路的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)工作情況。

缺點(diǎn)：

不能分析工作頻率較高時(shí)的電路工作狀態(tài)，也不能用來(lái)分析放大電路的輸入

電阻、輸出電阻等動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)。

(-)小信號(hào)模型分析法

1.BJT的H參數(shù)及小信號(hào)模型

(1)建立小信號(hào)模型的意義

由于三極管是非線性器件，這樣就使得放大電路的分析非常困難。建立小信

號(hào)模型，就是將非線性器件做線性化處理，從而簡(jiǎn)化放大電路的分析和設(shè)計(jì)。

(2)建立小信號(hào)模型的思路

當(dāng)放大電路的輸入信號(hào)電壓很小時(shí)，就可以把三極管小范圍內(nèi)的特性曲線近

似地用直線來(lái)代替，從而可以把三極管這個(gè)非線性器件所組成的電路當(dāng)作線性電

路來(lái)處理。

32

c

2.用H參數(shù)小信號(hào)模型分析基本共射極放大電路

(1)利用直流通路求。點(diǎn)

Ic=BL%=(%二%_皆)&

一般硅管VBE=0.7V,楮管VBE=0.2V,0已知。

33

共射極放大電路

（2）畫小信號(hào)等效電路

+

RL

H參數(shù)小信號(hào)等效電路

（3）求放大電路動(dòng)態(tài)指標(biāo)

a）電壓增益

A/。二一心（4〃氏）

"以?。◣?1）

—一?4?（?〃曷.）一（凡〃RL）

A,?（&+%）（氏+小）

b）輸入電阻

R、=乜=U

_（Rb+%）

1b

Kb+『be

C）輸出電阻

Ro=Rc

3.小信號(hào)模型分析法的適用范圍

適用范圍：放大電路的輸入信號(hào)幅度較小，BJT工作在其V—T特性曲線的線性

范圍（即放大區(qū)）內(nèi)。H參數(shù)的值是在靜態(tài)工作點(diǎn)上求得的。所以，放大電路的

動(dòng)態(tài)性能與靜態(tài)工作點(diǎn)參數(shù)值的大小及穩(wěn)定性密切相關(guān)。

優(yōu)點(diǎn)：

分析放大電路的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)（Av、Ri和R。等）非常方便，且適用于頻率較

34

高時(shí)的分析。

缺點(diǎn)：

在BJT與放大電路的小信號(hào)等效電路中，電壓、電流等電量及BJT的H參

數(shù)均是針對(duì)變化量（交流量）而言的，不能用來(lái)分析計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)。

例題：放大電路如圖所示。已知BJT的＞80,7?b=3OOkQ,Rc=2kQ,%c=

+12V,求：

（1）放大電路的。點(diǎn)。此時(shí)BJT工作在哪個(gè)區(qū)域？

（2）當(dāng)Hb=100kQ時(shí)，放大電路的Q點(diǎn)。此時(shí)BJT工作在哪個(gè)區(qū)域？（忽略BJT

的飽和壓降）

,^CC-^E12V，八

解：⑴“麗斯=40g4

ICQ=P?/B(?=80x40pA=3.2mA

乂EQ=〃c一凡?/CQ=12V-2kQx3.2mA=5.6V

靜態(tài)工作點(diǎn)為Q（4O|1A,3.2mA,5.6V）,BJT工作在放大區(qū)。

(2)當(dāng)Hb=100kQ時(shí),

12V

=120HA

iookn

35

/CQ=ft-/BQ=80xl20pA=9.6mA

乂EQ一凡"CQ=12V-2gx9.6mA=-7.2V

VCE不可能為負(fù)值，其最小值也只能為0,即/C的最大電流為:

,^CC-^ES八

I=------=-1-2--V-=6/mA

CM

Re2kQ

此時(shí)，Q(120uA,6mA,0V),由于^BQ>ZCM,所以BJT工作在飽和區(qū)。

二、分壓偏置式共射放大電路

(-)工作原理

在之前的學(xué)習(xí)中，我們知道溫度上升時(shí)，BJT的反向電流/CBO、/CEO及電流

放大系數(shù)夕或a都會(huì)增大，而發(fā)射結(jié)正向壓降％E會(huì)減小。這些參數(shù)隨溫度的變

化，都會(huì)使放大電路中的集電極靜態(tài)電流/CQ隨溫度升高而增加(/CQ=￡/BQ+

/CEO)，從而使Q點(diǎn)隨溫度變化。

要想使/CQ基本穩(wěn)定不變，就要求在溫度升高時(shí)，電路能自動(dòng)地適當(dāng)減小基

極電流/BQO

1、穩(wěn)定工作點(diǎn)原理

目標(biāo)：溫度變化時(shí)，使/C維持恒定。

36

如果溫度變化時(shí)，b點(diǎn)電位能基本不變,則可實(shí)現(xiàn)靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定。

穩(wěn)定原理：

TTf-4Tf嗅3%不變ffV

zci<--------------------------------------------------------------1

c(反饋控制)

b點(diǎn)電位基本不變的條件:1\?/BQ,VBQ?VBEQ此時(shí)，B。/?bl+Rh2c，

VBQ與溫度無(wú)關(guān)，&取值越大，反饋控制作用越強(qiáng)；一般取h=(5?10)/BQ，

VBQ=3?5V

2、放大電路指標(biāo)分析

①靜態(tài)工作點(diǎn)

%=“黑2'

=

^CEQ^CC—ICQ&—1EQRR~匕:C一，CQ（RC+凡）

I_'CQ

BQ-7

②電壓增益

<A>畫小信號(hào)等效電路

37

z-b

凡

<B>確定模型參數(shù)

夕已知，求rbe

h=2000+(1+0

/EQ(mA)

<O增益

輸出回路：vo=-flib(RJ/RL)

輸入回路：V；=ibrbc+icRc=ibrbc+zb(l+/?)/?e

電壓增益：

/二一/?4(凡〃其)二外(4〃&)

~4ke+(i+mi~、+(i+m4

③輸入電阻

Ri=&JI42111rbe+(1+4)41

(放大電路的輸入電阻不包含信號(hào)源的內(nèi)阻)

④輸出電阻

R。=RJR'。尺二&〃凡]〃42

當(dāng)A：?凡時(shí)，R°=凡，一般認(rèn)為R：>展?凡

38