《《管基本放大电路》课件.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《管基本放大电路》课件.pptx（66页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、管基本放大电路 制作人：制作者ppt时间：2024年X月目录第第1 1章章 简介简介第第2 2章章 放大器的基本概念放大器的基本概念第第3 3章章 放大器的稳定性分析放大器的稳定性分析第第4 4章章 电阻负载放大器电阻负载放大器第第5 5章章 晶体管小信号放大器晶体管小信号放大器第第6 6章章 总结总结 0101第1章 简介 课程简介明确学习目的，了解重点难点目标和重点梳理知识框架，提升学习效率基础知识和学习前置条件规划课程进度，提供专业指导课程计划和教学方法放大电路的概念和分类放大电路的定义和用途放大电路的概念按输入输出端口、工作方式等分类常用的放大电路分类放大电路中的重要指标放大电路的放大
2、倍数增益放大电路的频率响应范围带宽信号与噪声的比值信噪比信号经过放大电路后发生的失真情况失真按工作方式分类按工作方式分类直流放大电路直流放大电路交流放大电路交流放大电路混合放大电路混合放大电路按电路状态分类按电路状态分类A A类放大电路类放大电路B B类放大电路类放大电路C C类放大电路类放大电路按放大器类型分类按放大器类型分类普通放大器普通放大器微波放大器微波放大器功率放大器功率放大器常用放大电路分类按按输输入入输输出出端端口口分分类类共射电路共射电路共集电路共集电路共基电路共基电路放大电路概念示放大电路概念示意图意图放大电路是一种将输入信号放大后输出的电路，常用于信放大电路是一种将输入信号
3、放大后输出的电路，常用于信号处理和增强。号处理和增强。放大电路的主要应用放大低电平信号，增加信号质量信号处理为负载提供高功率输出功率放大实现信号的耦合和隔离交流耦合实现信号的滤波和去噪滤波放大电路的增益放大电路的增益放大电路的增益是指输出信号幅度与输入信号幅度之比，放大电路的增益是指输出信号幅度与输入信号幅度之比，通常用分贝表示。通常用分贝表示。放大电路的失真由于直流偏置电压引起的失真直流偏置失真由于放大电路对信号的不同频率响应造成的失真交越失真由于放大电路的非线性特性引起的失真非线性失真适用于低电阻信号源输入电阻低0103不适用于低阻负载输出电阻高02对小信号有良好的放大作用增益高常见失真处
4、理方法调整电路工作点、增加负反馈、使用嵌入式算法等。0202第2章 放大器的基本概念 放大器的定义放大器是一种电子元件，能将输入信号放大并输出，通常用于增强信号的幅度或功率。放大器的基本工作原理将输入信号放大放大输出信号与输入信号成正比线性输出信号的功率比输入信号大功率放大器的分类音频放大器、射频放大器、中频放大器等按信号类型分类共射放大器、共基放大器、共集放大器等按放大器结构分类A类放大器、B类放大器、AB类放大器等按放大器工作方式分类二极管的基本概念二极管是一种由P型半导体和N型半导体组成的二极管结构，电子从N型半导体流向P型半导体时，发生能带弯曲，形成空穴，空穴在P型半导体内流动，同时也
5、会吸引N型半导体中的自由电子流向P型半导体，形成电流。二极管的正向特二极管的正向特性性当二极管的阳极与电源的正极相连接，阴极与电源的负极当二极管的阳极与电源的正极相连接，阴极与电源的负极相连时，二极管处于正向导通状态，正向电流可以通过二相连时，二极管处于正向导通状态，正向电流可以通过二极管。极管。正向特性半波和全波整流电路只有一个二极管，输出信号只有正半波半波整流电路包括两个二极管，输出信号为正负半波都有全波整流电路单管放大器的工作原理包括输入电路、放大电路和输出电路基本电路结构输入电阻高，输出电阻低，电压放大倍数大特点音响放大器、电视机、收音机等应用双极型晶体管的参数输出信号电压与输入信号电
6、压之比放大因子输入电压变化时，输入电流变化的比率输入电阻输出端电压变化时，输出端电流变化的比率输出电阻复合管的概念和分类具有两个及以上PN结的晶体管概念双极型场效应晶体管、金属氧化物场效应晶体管、双极型光电晶体管分类复合管放大器的工作原理包括输入电路、放大电路和输出电路基本电路结构输入阻抗高，输出阻抗低，线性度高特点电视机、收音机、录音机等应用RC耦合放大器的优缺点无变压器，成本低，小型化优点不能承受大功率，信号失真，容易受到温度、湿度等环境影响缺点变压器耦合放大器的优缺点能承受大功率，信号清晰，不易受到环境影响优点成本高，体积大缺点 0303第3章 放大器的稳定性分析 放大器的稳定性概念放大
7、器的稳定性是指在一定的温度、电源电压以及外部环境条件下，放大器输出不会出现偏离输入信号的失真现象。负反馈的引入和作用通过添加反馈电路，将输出信号的一部分反馈到输入端，减小放大器的放大倍数，实现稳定性的提高引入通过反馈抵消输入信号的一部分，减小了失真造成的影响，提高了稳定性作用负反馈过大会使得增益下降，影响放大器性能，负反馈过小使得放大器不稳定注意点稳定性的一般原则增益随频率变化越平缓，稳定性越好幅频特性相位随频率变化越小，稳定性越好相位特性GBW越大，稳定性越好。GBW是放大器的增益和带宽的乘积放大器的增益和带宽（GBW）放大器的稳定条件其中，A(s)为开环放大器增益，(s)为反馈电路的传输函
8、数，H(s)为从输入回路到反馈回路的传输函数的积分Barkhausen准则在闭环增益为1的情况下，放大器的相位差为整数倍的2piNyquist准则在闭环增益为1的情况下，A(s)经过Nyquist曲线圈数N和相位角之间的关系放大器的设计方法根据放大器的工作条件选择适合的器件选择器件分析闭合回路，算出放大器的开环增益和阶数分析回路利用Nyquist准则和Barkhausen准则求解稳定边界和相位裕度求解稳定边界满足稳定条件的满足稳定条件的设计方法设计方法为了满足稳定条件，要保证放大器的开环增益在为了满足稳定条件，要保证放大器的开环增益在1kHz1kHz时时下降至下降至0dB0dB以下，通常在设计
9、时会加入一个滤波器或者调以下，通常在设计时会加入一个滤波器或者调整反馈电路，以得到合适的幅频特性。整反馈电路，以得到合适的幅频特性。根据反馈网络的特性选择合适的电阻选择电阻0103计算反馈系数，保证稳定性计算反馈系数02根据反馈网络计算回路增益计算回路增益NyquistNyquist曲线的应用曲线的应用确定稳定性的裕量确定稳定性的裕量帮助设计放大器的反馈网络帮助设计放大器的反馈网络使使用用NyquistNyquist曲曲线线的的注意事项注意事项必须了解系统的传输函数和极必须了解系统的传输函数和极点位置点位置准确地画出准确地画出NyquistNyquist曲线曲线 Nyquist曲线的判据与应用
10、NyquistNyquist曲线的判据曲线的判据NyquistNyquist曲线的交点个数等于曲线的交点个数等于开环系统的极点数开环系统的极点数判断点判断点(-1,0)(-1,0)是否在曲线内是否在曲线内 0404第4章 电阻负载放大器 电阻负载放大器电阻负载放大器的基本原理的基本原理电阻负载放大器是一种常见的放大电路，其基本原理包括电阻负载放大器是一种常见的放大电路，其基本原理包括电阻负载放大器的概念、增益计算和频率响应。电阻负载放大器的概念、增益计算和频率响应。电阻负载放大器的概念电路中用电阻作为负载的放大器定义简单易制，适用于小功率放大器特点使用电阻作为负载，通过电流的放大来实现信号的放
11、大原理电阻负载放大器的增益计算输出信号电压与输入信号电压之比放大器的增益输出信号电压与输入信号电压的比值电压放大倍数使用电路的戴维南等效电路进行计算通用放大器的增益计算电阻负载放大器的频率响应放大器在频率特性上的范围，一般是满足放大器性能指标损失在一定范围内的频率通频带放大器在高频范围内的截止频率，一般是满足放大器性能指标损失在一定范围内的最高频率上截止频率放大器在低频范围内的截止频率，一般是满足放大器性能指标损失在一定范围内的最低频率下截止频率放大器中的共模放大器中的共模干扰与抑制干扰与抑制共模干扰是放大器中的常见问题，需要采取一定的抑制措共模干扰是放大器中的常见问题，需要采取一定的抑制措施
12、。单端输入输出放大器和差分放大器都有不同的抑制方施。单端输入输出放大器和差分放大器都有不同的抑制方法，其中差分放大器使用最为广泛。法，其中差分放大器使用最为广泛。单端输入与单端输出放大器的共模抑制方法在放大器输入端添加共模抑制电路共模抑制电路对放大器进行整流、滤波等处理共模抑制方法在设计电路时应该尽可能提高其共模抑制比共模抑制比差分放大器的共模抑制方法使用两个互为反向的信号进行放大差动放大器的原理通过控制两个输入信号的相位差，实现共模信号的抑制差分放大器的共模抑制可以使用共模抑制比来评价差分放大器的性能共模抑制比的计算电压随机器器的电压随机器器的噪声分析噪声分析电路中的噪声是一种不可避免的信号
13、，需要进行分析和处电路中的噪声是一种不可避免的信号，需要进行分析和处理。噪声可以分为暂态噪声和稳态噪声，其中稳态噪声对理。噪声可以分为暂态噪声和稳态噪声，其中稳态噪声对于电路设计和优化有着重要的影响。于电路设计和优化有着重要的影响。噪声的分类电路变化过程中的瞬间噪声暂态噪声电路稳定工作状态下的噪声稳态噪声噪声的来源可以分为电路内部和外部两类内部和外部噪声电压随机器的噪声计算描述噪声的一种常用指标噪声功率谱密度可以使用戴维南等效电路或者小信号模型来进行计算噪声的计算方法可以通过优化电路结构或者选择合适的元器件来降低噪声噪声的优化方法电阻负载放大器的稳定性分析指电路在特定的工作状态下，不会出现震荡
14、现象或者失稳现象稳定性的定义一种判断电路稳定性的准则Barkhausen准则可以通过分析电路的极点和零点来确定电路的稳定性实际电路的稳定性分析电阻负载放大器的设计示例根据放大器的指标要求进行设计基本设计原则包括放大器的电压增益、通频带、上下截止频率等参数电路参数的确定包括电路的实验验证和参数的调节电路的调试 0505第5章 晶体管小信号放大器 晶体管小信号模晶体管小信号模型型晶体管的小信号模型包括输入电阻、输出电阻、电流放大晶体管的小信号模型包括输入电阻、输出电阻、电流放大系数等参数，三极管和场效应管的小信号等效模型也存在系数等参数，三极管和场效应管的小信号等效模型也存在着差异。小信号模型的参
15、数可以通过计算得到，这些参数着差异。小信号模型的参数可以通过计算得到，这些参数对于放大器的设计和优化至关重要。对于放大器的设计和优化至关重要。基本放大电路的基本放大电路的设计设计基本放大电路的设计方法主要包括四个步骤：确定放大器基本放大电路的设计方法主要包括四个步骤：确定放大器的类型、计算放大器的基本参数、确定放大器的工作点的类型、计算放大器的基本参数、确定放大器的工作点QQ点和输入输出阻抗、优化放大器的性能。对于三极管和场点和输入输出阻抗、优化放大器的性能。对于三极管和场效应管的放大器设计，需要考虑不同管子的特点，从而确效应管的放大器设计，需要考虑不同管子的特点，从而确定最优的设计方案。定最
16、优的设计方案。三极管和场效应管的小信号等效模型包括输入电阻、输出电阻、电流放大系数等参数三极管的小信号等效模型包括输入电阻、输出电阻、跨导等参数场效应管的小信号等效模型要求在稳定工作范围内Q点的要求0103要求满足设计要求放大倍数的要求02要求匹配各个部分输入输出阻抗的要求级内耦合级内耦合共源极耦合共源极耦合共发射极耦合共发射极耦合共基极耦合共基极耦合设计原理和步骤设计原理和步骤确定各个级的放大倍数确定各个级的放大倍数确定级间、级内的耦合方式确定级间、级内的耦合方式匹配各级的输入输出阻抗匹配各级的输入输出阻抗优化整个放大器的性能优化整个放大器的性能分类分类串联放大器串联放大器并联放大器并联放大
17、器混合放大器混合放大器多级放大器的设计原理级间耦合级间耦合电容耦合电容耦合变压器耦合变压器耦合阻容耦合阻容耦合晶体管小信号放晶体管小信号放大器的稳定性分大器的稳定性分析析晶体管小信号放大器的稳定性分析需要考虑晶体管小信号放大器的稳定性分析需要考虑BarkhausenBarkhausen准则，即放大倍数必须大于准则，即放大倍数必须大于1 1且相位差为且相位差为360360度。在实例度。在实例分析中，需要注意一些常见的稳定性问题，如共源极放大分析中，需要注意一些常见的稳定性问题，如共源极放大器振荡、晶体管热噪声等。器振荡、晶体管热噪声等。稳定性分析的注意事项需要对噪声源进行分析和优化考虑噪声反馈会
18、导致振荡避免反馈负载对放大器的稳定性有重要影响考虑负载 0606第6章 总结 第19页 课程总结本课程中，我们学习了基本放大电路的相关知识，包括共射放大电路、共集放大电路、共基放大电路等，理解了它们的原理和特点，以及应用的相关领域和前景展望。第19页 课程总结通过本课程，我们培养了对基本放大电路的理解和应用能力，为我们在电子工程领域的学习和工作打下了坚实的基础。作者：李XX放大电路设计手册0103作者：王XX电子电路原理02作者：张XX电子工程实践指南第20页阅读推荐和参考文献核心概念和基本方法放大电路设计原理原理和实践MOSFET放大电路设计原理和实践BJT放大电路设计第21页答疑环节包括音
19、频放大、信号放大、功率放大等放大电路的应用场景有哪些？一种基本放大电路，输入信号通过电容耦合到晶体管的集电极，输出信号从晶体管的发射极获取什么是共集放大电路？一般通过输入和输出信号的幅度比值来计算如何判断一个放大电路的放大倍数？多选题多选题在共射放大电路中，集电极负在共射放大电路中，集电极负载电阻的作用是？载电阻的作用是？BJTBJT管的三种放大电路中，哪管的三种放大电路中，哪种电路的放大倍数最小？种电路的放大倍数最小？放大电路的级数越多，越容易放大电路的级数越多，越容易出现什么问题？出现什么问题？计算题计算题已知共射放大电路的输入信号已知共射放大电路的输入信号幅度为幅度为500mV500mV
20、，输出信号幅度，输出信号幅度为为2V2V，求放大倍数。，求放大倍数。已知共集放大电路的电源电压已知共集放大电路的电源电压为为12V12V，晶体管的发射极电压，晶体管的发射极电压为为2V2V，求集电极电压和输出信，求集电极电压和输出信号幅度。号幅度。已知共基放大电路的输入信号已知共基放大电路的输入信号幅度为幅度为1V1V，输出信号幅度为，输出信号幅度为5V5V，求放大倍数。，求放大倍数。第22页 课程测试和练习单选题单选题共射放大电路的输入电阻是？共射放大电路的输入电阻是？BJTBJT管的共发射极放大电路的输管的共发射极放大电路的输出电压相位是多少？出电压相位是多少？哪种放大电路可以实现无损放哪种放大电路可以实现无损放大？大？共源放大电路的输出信号相对共源放大电路的输出信号相对于输入信号的相位是多少？于输入信号的相位是多少？再会！