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1、(中职）电子技术基础与技能2项目二课件第一部分项目二电子技术基础与技能01第一部分 模拟电子电路项 目 二 放 大 电 路 及 其 应 用02010304半导体器件及其应用集成运算放大器及其应用 放大电路及其应用 直流稳压电源的制作CONTENTS0505晶闸管及其应用 PPT模板 http:/ 功率放大电路的原理。三二一【学习目标】（1）会对给定的固定偏置放大电路和分压式射极偏置放大电路进行定量的计算和定性的图解分析。（2）能够通过调节静态工作点来消除放大电路的波形失真。（3）具备组装、调试及检修复杂电路的技能。【学习指导】本项目的主要目的是通过对晶体管知识的学习，掌握晶体管的基本特性；熟悉
2、晶体管的基本类型和命名；了解场效应晶体管的基本知识；熟悉晶体管的电流放大作用和特性曲线；能查阅晶体管手册了解晶体管的主要技术参数，并能进行器件选用和代换；能利用直观法对晶体管类型、引脚极性和外观进行识别；会使用万用表对NPN 型和PNP 型晶体管进行管型、引脚极性判别和质量检测。通过单管放大电路板的制作（单管式收音机）、分压式偏置放大电路的制作、负反馈多级放大电路板的制作（助听器的制作）、OTL 功率放大电路板的制作，掌握元件的检测、装配、焊接技能，初步具备电路识读、调试、排除故障的能力。任务描述 直接放大式收音机在矿石式收音机的基础上增加了高频放大和低频放大部分，性能较矿石式收音机有所改进。
3、直接放大式收音机通常在高频放大器中加入正反馈，在电路不产生自激振荡的前提下，使放大后的信号部分地返回谐振回路进行再生放大。再生放大可以大幅度提高谐振回路输出信号的强度，提高灵敏度和选择性。直接放大式收音机又称为再生式收音机。本任务的学习目标是学会组装其中的放大器电路，并且理解放大器电路在门铃中的作用。任务描述1.放大电路的基本结构一、放大电路概述信号的大小小信号放大电路大信号放大电路所放大信号的频率直流放大电路低频放大电路高频放大电路2.放大电路的分类一、放大电路概述元件集约程度分立元件放大电路集成放大器三级管的连接方式共射极放大电路共集电极放大电路共基极放大电路2.放大电路的分类一、放大电路
4、概述1.放大电路的组成及各元件的作用二、共射极基本放大电路的组成及工作原理分析放大电路的组成如图所示。（1）RB：基极偏置电阻，其作用是为电路提供静态偏流IBQ。（2）C1：输入耦合电容，其作用是隔直流、通交流。（3）VT：三极管，其作用是将微小的基极电流转换成较大的集电极电流，它是放大电路的核心。（4）RC：集电极电阻，其作用是将三极管的电流放大作用变换成电压放大作用。（5）VCC：直流电源，其作用一是为电路提供能源，二是为电路提供工作电压。（6）C2：输出耦合电容，其作用是隔直流、通交流。二、共射极基本放大电路的组成及工作原理分析1.放大电路的组成及各元件的作用 （1 1）电压、电流符号：
5、）电压、电流符号：（2 2）电压、电流的正方向：电压用）电压、电流的正方向：电压用“+”“-”+”“-”表示；电流用箭头表示。表示；电流用箭头表示。2.放大电路中电压、电流符号及正方向的规定二、共射极基本放大电路的组成及工作原理分析3.放大电路工作原理分析1）近似估算法 2）用图解分析法二、共射极基本放大电路的组成及工作原理分析1）近似估算法（1）静态工作点的分析与估算。静态工作点的定义。ui=0，三极管的IB、IC、UBE 和UCE 值称为静态值。这些静态值分别在输入、输出特性曲线上对应着一点Q，称为静态工作点，简称Q 点，如图所示3.放大电路工作原理分析1）近似估算法（1）静态工作点的分析
6、与估算。静态工作点的作用如图所示。设置静态工作点的目的是使放大电路能不失真地放大交流信号。3.放大电路工作原理分析1）近似估算法（1）静态工作点的分析与估算。静态工作点的估算。首先，画出直流通路。直流通路是指直流信号流通的路径，如图所示。画直流通路的方法是把电容看作断路。然后，计算出 IBQ、ICQ 和 UCEQ 的值。3.放大电路工作原理分析（2）放大电路输入电阻Ri、输出电阻Ro 和电压放大倍数Au 的估算。把电容和直流电源都视为交流短路，如图所示。三极管的交流等效电路为：基极与发射极之间用交流电阻 rbe 等效，集电极与发射极之间用一个理想电流源等效。3.放大电路工作原理分析（2）放大电
7、路输入电阻Ri、输出电阻Ro 和电压放大倍数Au 的估算。Au 估算过程如图所示。3.放大电路工作原理分析2）用图解分析法 利用三极管的输入、输出特性曲线和电路参数，通过作图分析放大电路性能的方法，称为图解分析法，简称图解法。（1）图解法分析放大电路的静态工作点。求IBQ。由直流通路知 作直流负载线，由回路电压定律可知3.放大电路工作原理分析直流电源 动画演示（1 1）图解法分析放大电路的静态工作点。）图解法分析放大电路的静态工作点。确定静态工作点Q。直流负载线与 IBQ 所在的输出特性曲线的交点 Q 即为静态工作点，如图所示。2）用图解分析法3.放大电路工作原理分析（2 2）静态工作点的调整
8、。）静态工作点的调整。RC、VCC 不变，改变 RB，Q 点的 移动情况如图左所示。RB、VCC 不变，改变 RC，Q 点的 移动情况如图中所示。RB、RC 不变，改变 VCC，Q 点的移动情况如图右所示。3.放大电路工作原理分析2）用图解分析法（3 3）用图解法进行动态情况分析。）用图解法进行动态情况分析。作直流负载线，确定静态工作点。过静态工作点作交流负载线，如图所示。a.作交流负载线的辅助线。辅助线与横轴的交点为 N（VCC，0），与纵轴的交点为 L（0，VCC/RL）。b.过 Q 点作辅助线的平行线，即为交流负载线。3.放大电路工作原理分析2）用图解分析法（3 3）用图解法进行动态情况
9、分析。）用图解法进行动态情况分析。在输出特性曲线上找出 IBQ 及 Ibmax 和 Ibmin 对应的特性曲线和交流负载线的交点 Q，可得到相对应的集电极电流的动态范围和集电极与发射极间电压的动态范围，如图所示。3.放大电路工作原理分析2）用图解分析法（3 3）用图解法进行动态情况分析。）用图解法进行动态情况分析。求电压放大倍数。已知输入交流电压 Uim，求出输出电压 Uom。根据电压放大倍数的定义可求得电压放大倍数为3.放大电路工作原理分析2）用图解分析法（4 4）波形失真与静态工作点的关系，如图所示。）波形失真与静态工作点的关系，如图所示。工作点偏高，易引起饱和失真。工作点偏低，易引起截止
10、失真。3.放大电路工作原理分析2）用图解分析法饱和失真与截止失真 拓展动画任务分析 RB、VCC 不变，改变RC，Q 点的移动情况任务分析 RB、RC 不变，改变VCC，Q 点的移动情况提示：在实际应用中，一般在R C 和V CC 一定的情况下，调整静态工作点是通过改变R B 的阻值来实现的。示波器是利用示波管内电子束在电场或磁场中的偏转，显示随时间变化的电压信号（波形）的一种观测仪器。它不仅可以定性观察电路（或元件）的动态过程，而且可以定量测量各种电量。1.示波器介绍三、示波器的使用方法1.1.示波器实物图和按键图示波器实物图和按键图三、示波器的使用方法1.示波器介绍 1）主机电源 2）垂直
11、方向部分 3）水平方向部分 4）触发系统三、示波器的使用方法2.示波器使用步骤u（1）示波器通电预热。u（2）调节低频信号发生器面板上的有关旋钮，使输出信号为某个要求的频率和电压值（如1 000 Hz，5 mV）。u（3）用示波器观察低频信号发生器的输出信号的频率、周期和幅值，并与低频信号发生器面板上表示出的输出信号的频率和电压值相比较，看是否一致。三、示波器的使用方法3.示波器测量方法 1）电压的测量（1 1）交流电压的测量）交流电压的测量 将Y轴输入耦合开关置于“AC”位，若信号频率较低，则应置于“DC”位。将被测信号波形移至示波器屏幕的中心位置，并按照坐标刻度的分度读取整个波形所占Y轴方
12、向的刻度数。如果使用探头测量，应将探头的衰减量计算在测量结果中。三、示波器的使用方法1）电压的测量（2 2）直流电压的测量。）直流电压的测量。将触发方式开关置于“自动”或“高频”的自激工作状态，调节相关旋钮使示波器屏幕上显示出水平时基线。将 Y 轴输入耦合开关置于“”位置，并调整垂直移位旋钮，使时基线位于示波器屏幕中部的零电平参考基准线位置，此时的时基线位置即为零电平参考基准线的位置。将 Y 轴输入耦合开关置于“DC”位置，记下示波器屏幕上时基线与零电平参考基准线之间的距离 H。将“V/diV”的指示值与时基线和零电平参考基准线之间的距离 H 相乘，即可得到所测信号的直流电压值。三、示波器的使
13、用方法3.示波器测量方法 2）周期和频率的测量 首先按照交流电压的测量步骤在示波器屏幕上稳定地显示出被测信号的波形，然后将示波器的 水平扫描开关“t/div”的“微调”旋钮按顺时针方向旋至“校准”位置。从示波器屏幕上直接读出 被测信号波形一个周期在水平方向所占的格数 A，如图所示，然后将其与“t/div”的指示值相 乘便可得到被测信号的周期。三、示波器的使用方法3.示波器测量方法 3）相位的测量 用双踪示波器可以测量两个同频率信号之间的相位关系。将示波器的 Y 轴触发源开关置于“Y”位置，然后利用内触发的形式启动示波器扫描，可以测得两个信号之间的相位差。三、示波器的使用方法u（1）三极管的直观
14、识别。u（2）利用万用表对三极管的极性进行判别、质量好坏进行检测。u（3）分析单管放大电路的工作原理。u（4）选择元器件任务实施42任务描述 静态工作点在放大电路中非常重要，不仅关系到波形失真，而且对电压放大倍数有非常重要的影响，所以选择合适的静态工作点是必要的。一、分压式偏置放大电路1.影响静态工作点稳定的主要因素2.分压式射极偏置电路 （1）分压式偏置放大电路一、分压式偏置放大电路 2.分压式射极偏置电路 （2）稳定静态工作点的原理。一、分压式偏置放大电路2.分压式射极偏置电路 （3）静态工作点的估算。一、分压式偏置放大电路2.分压式射极偏置电路 （4）估算输入电阻、输出电阻和电压放大倍数
15、。一、分压式偏置放大电路二、射极输出器1.射极输出器的电路组成2.射极输出器的特点 （1）电压放大倍数接近1。（2）输出电压与输入电压大小相等、相位相同。（3）输入电阻很大，输出电阻很小。二、射极输出器3.射极输出器的应用（1）用作多级放大电路的输入级。因其输入电阻很大，可减轻信号源的负担。（2）用作多级放大电路的输出级。因其输出电阻很小，可以提高带载能力。（3）用作多级放大电路的中间级。因其具有电压跟随作用且输入电阻大，对前级的影响小，输出电阻小，对后级的影响也小，所以，用作中间级起缓冲、隔离作用。二、射极输出器1.电路的连接（1）器材准备（2）电路连接 检查元器件是否符合电路要求 检查各元
16、器件参数是否正确，用万用表检查三极管、电解电容的性能好坏。连接电路。安装、连接完毕，认真检查是否正确、牢固。任务实施2.静态工作点的调试（1）将开关S1、S2 置“1”位，连接直流稳压电源，并调节电压为6 V。（2）调整静态工作点Q。（3）测量静态工作点Q。任务实施3.电压放大倍数的测量（1）重新将信号输入放大电路，并注意观察示波器，保持输出信号波形不失真，用毫伏表测量输入与输出电压的有效值Ui、Uo。（2）将开关S1 置于“2”位，集电极负载电阻增大，S2 仍置于“1”位。（3）将开关S1 置于“1”位，S2 置于“2”位，负载电阻减小，重复上述步骤任务实施等效电阻 拓展动画55任务描述 在
17、任务一中，如果电阻调节不当，会出现放大电路的失真。为了改善电路的放大性能，可以用另一种放大电路来取代单管放大电路，这就是本任务中要设计的负反馈多级放大电路。一、反馈概述1.反馈的定义将放大电路输出信号的一部分或全部经反馈网络送回输入端，称为反馈。2.反馈的分类 一、反馈概述1423正反馈和负反馈正反馈和负反馈电压反馈和电流反馈电压反馈和电流反馈串联反馈和并联反馈串联反馈和并联反馈直流反馈和交流反馈直流反馈和交流反馈（1）正反馈和负反馈 一、反馈概述（2）电压反馈和电流反馈 一、反馈概述（3）串联反馈和并联反馈 一、反馈概述二、反馈的判断（4）直流反馈和交流反馈 直流反馈：反馈信号只含有直流量。
18、交流反馈：反馈信号只含有交流量。二、反馈的判断1.有无反馈的判断有无反馈的判断依据是是否存在反馈元件，反馈元件是联系放大电路的输出与输入的桥梁，如图所示。反馈极性的判断一般采用瞬时极性法。（1）假设输入信号在某一瞬间对地为“+”。（2）从输入端到输出端依次标出放大电路各点的瞬时极性。（3）反馈信号的极性与输入信号的极性进行比较，确定反馈极性。二、反馈的判断2.反馈极性的判断注意：（1）三极管各电极的相位关系，发射极信号与基极输入信号瞬时极性相同，集电极瞬时极性与基极瞬时极性相反。（2）反馈电路中的电阻、电容等元件，一般认为它们在信号传输过程中不产生附加相移，对瞬时极性没有影响。二、反馈的判断小
19、结 对于三极管放大电路而言，送回到基极的反馈信号瞬时极性若为“-”，是负反馈；反之，则是正反馈。送回到发射极的反馈信号瞬时极性若为“+”是负反馈；反之，则是正反馈。二、反馈的判断 3.电压反馈和电流反馈的判断二、反馈的判断4.串联反馈和并联反馈的判断二、反馈的判断5.直流反馈和交流反馈的判断 若反馈电路中存在电容，根据电容“通交隔直”的特性进行判断。总结:反馈类型的判断方法概括为“电压电流看输出，串联并联看输入，交流直流看电容，正负反馈看极性”。二、反馈的判断三、负反馈的四种基本类型负反馈的四种基本类型负反馈的四种基本类型三、负反馈的四种基本类型四、负反馈对放大电路性能的影响1.提高放大倍数的
20、稳定性2.改善非线性失真3.影响输入电阻和输出电阻（1）对输入电阻的影响：串联负反馈使输入电阻增大，并联负反馈使输入电阻减小。（2）对输出电阻的影响：电压负反馈使输出电阻减小，电流负反馈使输出电阻增大。四、负反馈对放大电路性能的影响4.扩展通频带 当输入不同频率的信号时，高频段和低频段的输出信号比中频段的小，因此反馈信号也小，对净输入信号的削弱作用小，所以高、低频段的放大倍数减小程度比中频段的小，从而扩展了通频带。四、负反馈对放大电路性能的影响五、多级放大电路1.多级放大电路的组成2.级间耦合方式 （1）阻容耦合。缺点是低频特性不好，不能用于直流放大电路中，一般应用在低频电压放大电路中。五、多
21、级放大电路2.级间耦合方式 （2）变压器耦合。由于变压器体积大，低频特性差，又无法集成，因此一般应用于高频调谐放大电路或功率放大电路中。五、多级放大电路2.级间耦合方式（3）直接耦合。直接耦合便于电路的集成化，因此广泛应用于集成电路中。五、多级放大电路2.级间耦合方式（4）光电耦合。光电耦合广泛应用在集成电路中。五、多级放大电路六、多级放大电路的近似估算1.估算多级放大电路的电压放大倍数Au2.估算多级放大电路的输入电阻Ri 和输出电阻Ro 多级放大电路的输入电阻是把多级放大电路等效为一个放大电路，然后从输入端看到的第一级的输入电阻，即输入电阻Ri=Ri1。输出电阻是把负载去掉，从输出端看进去
22、的最后一级的输出电阻，即输出电阻Ro=Ron。六、多级放大电路的近似估算u（1）三极管的直观识别。熟悉表 2-8 中半导体器件的型号命名方法，对表中的三极管进行直观识别，包括三极管的型号、极性、材料、用途、符号等内容。u（2）利用万用表对三极管的极性进行判别、质量好坏进行检测。u（3）分析多级负反馈放大电路的工作原理。u（4）选择元器件任务实施82任务描述 把微弱的电信号放大，但是输出功率不一定大。手机音响、汽车音响和计算机中的声卡要发出声音，这些负载都需要有足够大的功率才能驱动工作，任务一和任务二中的放大电路已经不能够满足需求，因此，必须设计另一种放大电路。这就是在本任务中要设计的OTL 功
23、率放大电路，83任务实施一、功率放大电路概述1.功率放大电路的定义 电子设备中，常要求放大电路的输出级带动某些负载工作，例如，使仪表指针偏转，使扬声器发声，驱动自控系统中的执行机构等，因而要求放大电路有足够大的输出功率。这种放大电路统称为功率放大电路。2.电压放大电路与功率放大电路的比较 电压放大电路的主要任务是把微弱的信号电压放大，主要要求它向负载提供不失真的电压信号。功率放大电路的主要任务是输出较高的电压和较大的电流，主要要求它输出足够大的不失真（或失真很小）的功率信号。一、功率放大电路概述3.对功率放大电路的技术要求（1）功放级的输出功率尽可能大。（2）功放级的效率尽可能高。（3）功放级
24、的非线性失真尽可能小。（4）考虑功放管的散热问题。一、功率放大电路概述4.功率放大电路的分类（1）按工作点位置不同分类一、功率放大电路概述4.功率放大电路的分类（2）按功率放大电路输出端特点不同分类。变压器耦合功率放大电路、无输出变压器功率放大电路（OTL）、无输出电容功率放大电路（OCL）、桥式功率放大电路（BTL）。一、功率放大电路概述二、互补对称功率放大电路1.单电源供电的互补对称功放电路OTL 电路 1）电路组成负载线 动画演示1.单电源供电的互补对称功放电路OTL 电路 1）电路组成 （1）激励放大级。（2）功率放大输出级。二、互补对称功率放大电路1.单电源供电的互补对称功放电路OT
25、L 电路提示：虽然电容C 4 在工作中有时充电，有时放电，但是因为其容量较大，所以，电容两端的电压基本维持在V CC/2，起到电源的作用。二、互补对称功率放大电路2.双电源供电的互补对称功放电路OCL 电路提示：1）电路组成二、互补对称功率放大电路2.双电源供电的互补对称功放电路OCL 电路提示：2）工作过程二、互补对称功率放大电路三、集成功率放大器任务实施u（1）三极管的直观识别。u（2）利用万用表对三极管的极性进行判别，对其质量好坏进行检测。u（3）分析功率放大电路的工作原理。u（4）选择元器件等效电源 拓展动画98任务描述 TDA2822 小功率集成功放的原理图如图2-73 所示。会正确
26、识读常用集成功率放大器的引脚，能够用万用表判别集成功率放大器的好坏，会使用焊接工具独立完成电路的安装并排除简单故障。一、集成功率放大器TDA2822 的特点和功用特点：集成功率放大器是指用一块集成电路完成功率放大的全部功能的集成电路，它具有体积小、功 耗低、设计简单、外观电路简单、应用方便、维修调试容易、可靠性高、性能稳定等优点。应用：TDA2822 适用于在袖珍式盒式放音机、收录机和多媒体音箱中做音频放大器。其引线排列如图所示。二、OTL 和OCL 的应用电路1.OTL 功放电路OTL 是英文 output transformer less 的缩写，即无输出变压器。OTL 功率放大器是没有输
27、出耦合变 压器的功率放大器电路，大多采用互补推挽输出级电路。图 示为 OTL 功放电路。2.OCL 功放电路二、OTL 和OCL 的应用电路OCL 是英文 output capacitor less 的缩写，即无输出电容。OCL 功放电路如图所示。1.电路连接（1）装前准备。准备本任务所需要的工具与器材。（2）电路的制作。在单孔印制电路板上正确焊接图示电路。任务实施2.电路的调试与测量（1）万用表选择直流电压挡，测量集成电路TDA2822 各引脚（图右）对地电压，将测量值记录。（2）将输入端对地短路，把示波器接在放大器输出端，观察输出端有无自激现象。若有，应断电检查消振电容C5。任务实施（3）将输入端短路，用毫伏表测量输出噪声电压。若有，应更换去耦电容C6、C7 再试。（4）在输入端加入fi 1 kHz 的正弦信号，用示波器观察输出电压波形，逐渐加大信号源的输出幅度，使放大器的输出电压为最大不失真值，然后用毫伏表测量此时的输出电压uomax。（5）将话筒置于输入端，模拟扩音机来检验该电路的放大效果。任务实施欢迎大家讨论并提问