第一篇：教案__放大電路的基本分析方法

放大電路的基本分析方法（20分鐘）

一、參考教材

第二章 2.1.4 放大電路的基本分析方法

《模擬電子技術(shù)簡(jiǎn)明教程》 張國(guó)平、曾高榮主編，電子工業(yè)出版社出版

二、教學(xué)內(nèi)容

1.放大電路的直流通路和交流通路 2.估算法確定靜態(tài)工作點(diǎn) 3.圖解法確定靜態(tài)工作點(diǎn)

三、教學(xué)目的

1.掌握放大電路的直流通路與交流通路的畫法；

2.掌握估算法確定靜態(tài)工作點(diǎn) 3.掌握?qǐng)D解法確定靜態(tài)工作點(diǎn)

四、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)

1.放大電路的直流通路與交流通路的畫法 2.估算法和圖解法確定靜態(tài)工作點(diǎn) 3.分析靜態(tài)工作點(diǎn)的意義

五、教學(xué)方法

采用課堂講授加PPT展示的方法，通過(guò)例題講解加深學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的理解。

六、教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)

1.舊課復(fù)習(xí)（3分鐘），回顧上一節(jié)的知識(shí)點(diǎn)，如組成放大電路的基本原則、特點(diǎn)、主要性能指標(biāo)等。2.新課內(nèi)容（17分鐘）

1）首先引入靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩個(gè)概念，使學(xué)生理解放大電路的分析實(shí)際上為直流通路和交流通路分析的疊加；并且在分析中要采用先靜態(tài)后動(dòng)態(tài)的分析順序；引出靜態(tài)工作點(diǎn)的概念。

2）放大電路的直流通路和交流通路：詳細(xì)介紹直流通路和交流通路的畫法，并通過(guò)實(shí)例分析來(lái)加深印象。可以讓學(xué)生自己進(jìn)行隨堂練習(xí)以確保對(duì)這一知識(shí)點(diǎn)的領(lǐng)會(huì)和掌握。在進(jìn)行實(shí)例分析時(shí)，簡(jiǎn)單介紹放大電路的基本分類（共射、共基、共集）。

3)通過(guò)電路實(shí)例分析，介紹如何通過(guò)估算法獲得靜態(tài)工作點(diǎn)。

4）圖解法是放大電路常用的分析方法之一，簡(jiǎn)單介紹圖解法與微變等效電路分析法的區(qū)別，及適用范圍。通過(guò)分步解析的方式，詳細(xì)介紹圖解法確定靜態(tài)工作點(diǎn)。

七、作業(yè)

復(fù)習(xí)題 二（5）；三（3）；習(xí)題 2.3, 2.4

八、教學(xué)后記

第二篇：《模擬電子技術(shù)》教案：基本放大電路

《模擬電子技術(shù)》電子教案

授 課 教 案

課程： 模擬電子技術(shù)

任課教師：

教研室主任：

課號(hào)：

５

課題： 第二章 基本放大電路

2.1 簡(jiǎn)單交流放大電路 教學(xué)目的：（1）熟練掌握基本放大電路的組成，工作原理及作用。

（2）重點(diǎn)掌握靜態(tài)工作點(diǎn)的建立條件、作用

教學(xué)內(nèi)容：放大的概念，共射電壓放大器及偏置電路，放大電路的技術(shù)指標(biāo)和基本分析方法 教學(xué)重點(diǎn)：基本放大電路的組成、工作原理 教學(xué)難點(diǎn)：放大過(guò)程中交直流的疊加 教學(xué)時(shí)數(shù)： 2學(xué)時(shí)

課前提問(wèn)及復(fù)習(xí)：結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管、絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管的構(gòu)造原理和特性參數(shù) 新課導(dǎo)入：放大的概念，應(yīng)用場(chǎng)合以及放大電路。新課介紹：

第二章

基本放大電路

2．1 概述 2.1.1 放大的概念

放大對(duì)象：主要放大微弱、變化的信號(hào)（交流小信號(hào)），使VO或IO、PO得到放大！放大實(shí)質(zhì)：能量的控制和轉(zhuǎn)換，三極管——換能器。基本特征：功率放大。

有源元件：能夠控制能量的元件。

放大的前提是不失真，即只有在不失真的情況下放大才有意義。2.1.2 放大電路的性能指標(biāo)

為了反映放大電路的各方面的性能，引出如下

主要性能指標(biāo)。

1、放大倍數(shù)

輸出量與輸入量之比，根據(jù)輸入量為電流、電壓和輸出量為電流、電壓的不同，可以得到四種放大倍數(shù)。

2、輸入電阻

輸入電阻Ri為從放大電路輸入端看進(jìn)去的等效電阻，定義為輸入電壓有效值Ui和輸入電流有效值Ii之比，即Ri=Ui/Ii。

3、輸出電阻

任何的放大電路的輸出都可以等效成一個(gè)有內(nèi)阻的電壓源，從放大電路輸出端看進(jìn)去的等效內(nèi)阻稱為輸出電阻Ro。

4、通頻帶

通頻帶用于衡量放大電路對(duì)不同頻率信號(hào)的放大能力。中頻放大倍數(shù)

下限截止頻率

上限截止頻率

fbw=fH-fL

第2章

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《模擬電子技術(shù)》電子教案

5、非線性失真系數(shù)

6、最大不失真輸出電壓

定義：當(dāng)輸入電壓再增大就會(huì)使輸出波形產(chǎn)生非線性失真時(shí)的輸出電壓，用Uom表示。

7、最大輸出功率與效率

最大輸出功率Pom：在輸出信號(hào)不失真的情況下，負(fù)載上能夠獲得的最大功率。效率η：直流電源能量的利用率。2.2 基本共射放大電路的工作原理

2.2.1 基本共射放大電路的組成及各元件的作用

基本組成如下：

晶體管T

負(fù)載電阻Rc、RL 偏置電路VCC、Rb

耦合電容C1、C2

晶體管起著核心的能量控制與轉(zhuǎn)化作用。

偏置電路及負(fù)載電阻使晶體管工作在放大區(qū)。

耦合電容隔離直流信號(hào)，通過(guò)交流信號(hào)。2.2.2 設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)的必要性

一、靜態(tài)工作點(diǎn)

當(dāng)輸入信號(hào)為零時(shí)，晶體管的基極電流IB、集電極電流IC、UBE、UCE稱為放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。

二、設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)的原因

要保證在輸入信號(hào)的整個(gè)周期內(nèi)晶體管始終工作在放大狀態(tài)，輸入信號(hào)馱載在直流信號(hào)上，這樣才能將輸入信號(hào)進(jìn)行放大。

2.2.3 基本共射放大電路的工作原理及波形分析 2.2.4 放大電路的組成原則

一、組成原則

1、設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)

2、電阻取值得當(dāng)，與電源配合，使放大管有合適的靜態(tài)工作電流。

3、輸入信號(hào)必須能夠作用于放大管的輸入回路。

4、當(dāng)負(fù)載接入時(shí)，必須保證放大管輸出回路的動(dòng)態(tài)電流能作用于負(fù)載。

二、常見(jiàn)的兩種共射放大電路

1、直接耦合共射放大電路

2、阻容耦合共射放大電路

耦合電容

阻容

課堂小結(jié)：共射電壓放大器及偏置電路，放大電路的技術(shù)指標(biāo)和基本分析方法 作業(yè)布置：課堂思考題：靜態(tài)工作點(diǎn)為什么是必須的？

第2章

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《模擬電子技術(shù)》電子教案

授 課 教 案

課程： 模擬電子技術(shù)

任課教師：

教研室主任：

課號(hào)：

課題： 放大電路的分析方法 教學(xué)目的：理解放大電路工作原理

能夠求解靜態(tài)工作點(diǎn)

能夠求解各項(xiàng)動(dòng)態(tài)參數(shù) 教學(xué)內(nèi)容：直流通路、交流通路

圖解法

靜態(tài)工作點(diǎn)、放大倍數(shù) 直流負(fù)載線 交流負(fù)載線

教學(xué)重點(diǎn)：圖解分析法 教學(xué)難點(diǎn)：交流負(fù)載線 教學(xué)時(shí)數(shù)： 2學(xué)時(shí)

課前提問(wèn)及復(fù)習(xí)：放大的概念

放大電路的各項(xiàng)性能指標(biāo)

放大電路中靜態(tài)工作點(diǎn)的作用 新課導(dǎo)入：晶體管的輸入、輸出特性曲線

靜態(tài)工作點(diǎn)

正弦信號(hào) 新課介紹： 2．3 兩種分析方法 2.3.1直流通路與交流通路

一般情況下，放大電路中直流信號(hào)與交流信號(hào)總是共存的。

直流通路：在直流電源作用下直流電流流經(jīng)的通路。用于研究靜態(tài)工作點(diǎn)。對(duì)于直流通路：

1、電容視開(kāi)路。

2、電感線圈視為短路。

3、信號(hào)源視為短路。

交流通路：在輸入信號(hào)作用下交流信號(hào)流經(jīng)的通路。用于研究動(dòng)態(tài)參數(shù)。對(duì)于交流通路：

1、容量大的電容視為短路。

2、無(wú)內(nèi)阻的直流電源視為短路。根據(jù)上述原則，可將前面所述共射放大電路分離出直流通路和交流通路。

在分析放大電路時(shí)，應(yīng)遵循“先靜態(tài)，后動(dòng)態(tài)”的原則，求解靜態(tài)工作點(diǎn)時(shí)應(yīng)利用直流通路，求解動(dòng)態(tài)參數(shù)時(shí)應(yīng)利用交流通路。共射放大電路如圖：

第2章

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《模擬電子技術(shù)》電子教案

直流通路

2.3.2

圖解分析法

交流通路

概念：在已知放大管的輸入特性、輸出特性以及放大電路中其它各元件參數(shù)的情況下，利用作圖的方法對(duì)放大電路進(jìn)行分析。

一、靜態(tài)工作點(diǎn)的分析

對(duì)于如圖所示的直流通路可以求解其靜態(tài)工作點(diǎn)：

IB，IC，UBE，UCE。并作出其輸入輸出特性曲線：

二、電壓放大倍數(shù)

其輸入、輸出波形可以如圖所示： 結(jié)論：

1、交直流迭加。

2、vo與vi相位相反。

3、非線性失真：飽和失真、截止失真。

4、最大不失真輸出幅度。

第2章

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《模擬電子技術(shù)》電子教案

三、圖解法的適用范圍

用于分析輸出幅值比較大而工作頻率不太高的情況。

應(yīng)用范圍：分析Q點(diǎn)位置、最大不失真輸出電壓、失真情況。

課堂小結(jié)：晶體管的輸入、輸出特性曲線

靜態(tài)工作點(diǎn)

放大倍數(shù)的分析

失真的種類及產(chǎn)生原因

圖解法的適用范圍 作業(yè)布置：2.3a 2.4

第2章 第5頁(yè)

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授 課 教 案

課程： 模擬電子技術(shù)

任課教師：

教研室主任：

課號(hào)：

課題：放大電路的分析方法(等效電路法)教學(xué)目的：掌握等效電路法

應(yīng)用簡(jiǎn)化的等效電路法求解電路參數(shù)

教學(xué)內(nèi)容：h參數(shù)等效模型

簡(jiǎn)化的h參數(shù)等效模型 教學(xué)重點(diǎn)：等效電路分析法 教學(xué)難點(diǎn)：h參數(shù)等效模型 教學(xué)時(shí)數(shù)： 2學(xué)時(shí)

課前提問(wèn)及復(fù)習(xí)：直流通路的作法

交流通路的作法

作圖法求解靜態(tài)工作點(diǎn)Q的過(guò)程 新課導(dǎo)入：等效電路

建立線性模型，用線性電路的分析方法來(lái)分析晶體管電路。新課介紹：

2.3.3

等效電路分析法

等效電路法：在一定的條件下將晶體管的特性線性化，建立線性模型，用線性電路的分析方法來(lái)分析晶體管電路。

一、晶體管的直流模型及靜態(tài)工作點(diǎn)的估算法

使用條件：UBE>Uon 且UCE>UBE

二、晶體管共射h參數(shù)等效模型

概念：在共射接法放大電路中，在低頻小信號(hào)作用下，將晶體管看成一個(gè)線性雙口網(wǎng)絡(luò)，利用網(wǎng)絡(luò)的h參數(shù)來(lái)表示輸入、輸出的電壓與電流的相互關(guān)系所得到的等效電路。

1、h參數(shù)的由來(lái)

將晶體管看成一個(gè)雙口網(wǎng)絡(luò)，并以b-e作為輸入端口

以c-e為輸出端口，則網(wǎng)絡(luò)外部的端電壓和電流關(guān)系

就是晶體管的輸入特性和輸出特性。

2、h參數(shù)的物理意義

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3、簡(jiǎn)化的h參數(shù)等效模型

晶體管工作在放大區(qū)時(shí)，管子的內(nèi)反饋可忽略不計(jì)，同樣可以認(rèn)為c-e間的動(dòng)態(tài)電阻無(wú)窮大。

這樣可以得到其簡(jiǎn)化的等效電路如圖所示：

4、rbe的近似表達(dá)式 rbe|Q= rbb' + rb￠e ≈200 W+(1+β)26 / IEQ

二、共射放大電路動(dòng)態(tài)參數(shù)的分析

1、電壓放大倍數(shù)：Au

2、輸入電阻：Ri

3、輸出電阻：Ro

4、源電壓放大倍數(shù)：Avs

課堂小結(jié)：

h參數(shù)等效模型

簡(jiǎn)化的h參數(shù)等效模型

共射放大電路動(dòng)態(tài)參數(shù)的分析

作業(yè)布置：2.13（1）、（2）

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授 課 教 案

課程： 模擬電子技術(shù)

任課教師：

教研室主任：

課號(hào)：

課題： 微變等效電路法 教學(xué)目的：掌握微變等效電路分析方法及其應(yīng)用 教學(xué)內(nèi)容：動(dòng)態(tài)分析

教學(xué)重點(diǎn)：微變等效電路分析方法 教學(xué)難點(diǎn)：等效電路的畫法 教學(xué)時(shí)數(shù)： 2學(xué)時(shí)

課前提問(wèn)及復(fù)習(xí)：h參數(shù)等效模型

簡(jiǎn)化的h參數(shù)等效模型

新課導(dǎo)入：

圖解法比較直觀，但對(duì)多級(jí)放大電路來(lái)說(shuō)，太繁。因此，采用微變等效電路法。新課介紹：

微變等效電路的應(yīng)用（習(xí)題課）

例1：據(jù)右圖，計(jì)算出AU、ri、ro等指標(biāo)。

例2：電路如圖，試用等效電路分析法進(jìn)行分析三個(gè)指標(biāo)。

例3：如下圖，計(jì)算出AU、ri、ro等指標(biāo)。

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《模擬電子技術(shù)》電子教案

例4：如下圖，計(jì)算出AU、ri、ro等指標(biāo)。

課堂小結(jié)：掌握微變等效電路分析方法及其應(yīng)用，關(guān)鍵是會(huì)應(yīng)用 作業(yè)布置： 2.6、2.7

第2章

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授 課 教 案

課程： 模擬電子技術(shù)

任課教師：

教研室主任：

課號(hào)：

課題：靜態(tài)工作點(diǎn)Q的穩(wěn)定 教學(xué)目的：掌握靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定電路

掌握穩(wěn)定電路的靜態(tài)工作點(diǎn)求解方法

掌握穩(wěn)定電路的動(dòng)態(tài)參數(shù)求解方法 教學(xué)內(nèi)容：靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定電路

靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定電路的分析方法 教學(xué)重點(diǎn)：靜態(tài)工作點(diǎn)Q的重要性 教學(xué)難點(diǎn)：靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定方法 教學(xué)時(shí)數(shù)： 2學(xué)時(shí)

課前提問(wèn)及復(fù)習(xí)：h參數(shù)等效模型

簡(jiǎn)化的h參數(shù)等效模型

利用簡(jiǎn)化的h參數(shù)等效模型求解共射電路 新課導(dǎo)入：靜態(tài)工作點(diǎn)的影響因素

穩(wěn)定工作點(diǎn)的常用方法

靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定電路的求解 新課介紹：

2．4 靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定

一、穩(wěn)定的必要性

由于電源電壓的波動(dòng)、元件的老化以及因?yàn)闇囟茸兓鸬木w管參數(shù)變化，都會(huì)造成靜態(tài)工作點(diǎn)的不穩(wěn)定，從而使動(dòng)態(tài)參數(shù)不穩(wěn)定，有時(shí)電路甚至無(wú)法正常工作。

工作點(diǎn)的穩(wěn)定問(wèn)題：工作點(diǎn)不穩(wěn)定的原因是溫度對(duì)參數(shù)的影響。

在引起Q點(diǎn)不穩(wěn)定的諸多因素中，溫度對(duì)晶體管參數(shù)的影響是最為主要的。三極管VBE、β、ICBO參數(shù)均為溫度的函數(shù)：

VBE↓

溫度T↑→{β↑ }→IC↑→Q↑

ICEO↑

二、典型的靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定電路

穩(wěn)定過(guò)程：

1、Re的直流負(fù)反饋?zhàn)饔?/p>

2、在IRb2》IBQ的情況下，UBQ在溫度變化時(shí)基本不變。

三、靜態(tài)工作點(diǎn)的估算

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VB= VCC Rb2/(Rb1 + Rb2)IC=IE =(VB － VBE)/Re IB = IC/βVCE = VCC－IC(Rc+Re)

四、動(dòng)態(tài)參數(shù)的估算

1、電壓放大倍數(shù)：Au rbe=200Ω+(1+β)26 mV/ IE

2、輸入電阻：Ri

3、輸出電阻：RO

課堂小結(jié)：靜態(tài)工作點(diǎn)的影響因素

穩(wěn)定工作點(diǎn)的常用方法

靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定電路的求解

作業(yè)布置：2.19（1）、（2）

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授 課 教 案

課程： 模擬電子技術(shù)

任課教師：

教研室主任：

課號(hào)：

課題：放大電路的三種基本接法、派生電路 教學(xué)目的：掌握三種接法及其特點(diǎn)

掌握三種接法動(dòng)態(tài)參數(shù)的分析

掌握復(fù)合管的特性

教學(xué)內(nèi)容：基本共集放大電路、基本共基放大電路 教學(xué)重點(diǎn)：三種組態(tài)的各自特點(diǎn) 教學(xué)難點(diǎn)：共集、共基組態(tài)的分析 教學(xué)時(shí)數(shù)： 2學(xué)時(shí)

課前提問(wèn)及復(fù)習(xí)：靜態(tài)工作點(diǎn)的影響因素

穩(wěn)定工作點(diǎn)的常用方法

射極負(fù)反饋電阻的作用

靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定電路的求解 新課導(dǎo)入：基本共集放大電路、基本共基放大電路 新課介紹：

2．5 三種組態(tài)的放大電路

共集放大電路以集電極為公共端，通過(guò)iB對(duì)iE的控制作用實(shí)現(xiàn)功率放大。共基放大電路以基極為公共端，通過(guò)iE對(duì)iC的控制作用實(shí)現(xiàn)功率放大。共射、共集、共基是單管放大電路的三種基本接法。

一、基本共集放大電路

靜態(tài)工作點(diǎn)的分析

VB= VCC Rb2/(Rb1 + Rb2)ICQ=IE =(VB － VBE)/Re

IBQ = IC/βVCEQ= VCC－IERe= VCC－ICRe

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動(dòng)態(tài)分析

電壓放大倍數(shù)：Au 輸入電阻：

Ri=Rb1// Rb2 //[rbe +(1+β)R'L ] 輸出電阻：Ro 共集電路特點(diǎn)：Au≈1 Ri 高Ro低

二、基本共基放大電路

靜態(tài)工作點(diǎn)的分析：

與共射靜態(tài)工作點(diǎn)分析相同。動(dòng)態(tài)參數(shù)的分析：

電壓放大倍數(shù)：Au 輸入電阻：Ri 輸出電阻：Ro ≈RC

三、晶體管基本放大電路的派生電路

1、復(fù)合管放大電路

2、共射—共基放大電路

3、共集—共基放大電路

課堂小結(jié)：基本共集放大電路的組成與特點(diǎn)

基本共基放大電路的組成與特點(diǎn) 作業(yè)布置：2.18（1）、（2）、（3）

第2章

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授 課 教 案

課程： 模擬電子技術(shù)

任課教師：

教研室主任：

課號(hào)：

課題：場(chǎng)效應(yīng)管放大電路 教學(xué)目的：掌握?qǐng)鲂?yīng)管放大器的各種偏置電路

用圖解分析法分析計(jì)算放大器 用微變等效電路分析法分析計(jì)算放大器

教學(xué)內(nèi)容：場(chǎng)效應(yīng)管的三種接法

場(chǎng)效應(yīng)管放大器的各種偏置電路 用圖解分析法分析計(jì)算放大器 用微變等效電路分析法分析計(jì)算放大器

教學(xué)重點(diǎn)：用微變等效電路分析法分析計(jì)算放大器 教學(xué)難點(diǎn)：跨導(dǎo)的理解 教學(xué)時(shí)數(shù)： 2學(xué)時(shí)

課前提問(wèn)及復(fù)習(xí)：場(chǎng)效應(yīng)管的種類和結(jié)構(gòu)

場(chǎng)效應(yīng)管的轉(zhuǎn)移特性曲線

場(chǎng)效應(yīng)管的輸出特性曲線 新課導(dǎo)入：場(chǎng)效應(yīng)管的三種基本接法

設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)的必要性

靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置方法及其分析估算

場(chǎng)效應(yīng)管放大電路的動(dòng)態(tài)分析 新課介紹：

2．6 場(chǎng)效應(yīng)管放大電路

一、場(chǎng)效應(yīng)管的三種基本接法

與晶體管的三個(gè)極對(duì)應(yīng)，場(chǎng)效應(yīng)管的三個(gè)電極源極、柵極、漏極在組成放大電路時(shí)也有三種接法：共源放大電路、共柵放大電路、共漏放大電路

二、靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置方法及其分析估算

場(chǎng)效應(yīng)管通過(guò)柵—源之間的電壓uGS來(lái)控制漏極電流iD

與晶體管放大電路一樣，為了能使電路正常放大，必須設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，以保證在信號(hào)的整個(gè)周期內(nèi)場(chǎng)效應(yīng)管都工作在恒流區(qū)。

1、基本共源電路

圖解法求解靜態(tài)工作點(diǎn) 計(jì)算法求解靜態(tài)工作點(diǎn)（利用場(chǎng)效應(yīng)管的電流方程）

2、自給偏壓電路

自給偏壓：靠源極電阻上的電壓為柵—源提供一個(gè)負(fù)的偏壓。

第2章

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《模擬電子技術(shù)》電子教案

利用場(chǎng)效應(yīng)管的電流方程求解其靜態(tài)工作點(diǎn) 自給偏壓的一種特例

3、分壓式偏置電路

分壓式偏置電路：依靠柵極電阻對(duì)電源電壓分壓來(lái)設(shè)置偏置電壓。

三、場(chǎng)效應(yīng)管放大電路的動(dòng)態(tài)分析

1、場(chǎng)效應(yīng)管的低頻小信號(hào)等效模型

將場(chǎng)效應(yīng)管看成一個(gè)兩端口網(wǎng)絡(luò)，利用端口的電流電壓關(guān)系可以得到低頻小信號(hào)等效模型。

經(jīng)過(guò)對(duì)比，簡(jiǎn)化，可以得到簡(jiǎn)化的等效模型 跨導(dǎo)gm：輸出回路電流與輸入回路電壓之比。

2、基本共源放大電路的分析

電壓放大倍數(shù)：Au 輸入電阻：Ri 輸出電阻：Ro

3、基本共漏放大電路的分析

電壓放大倍數(shù)：Au 輸入電阻：Ri 輸出電阻：Ro 課堂小結(jié)：場(chǎng)效應(yīng)管的三種基本接法

靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置方法及其分析估算

場(chǎng)效應(yīng)管放大電路的動(dòng)態(tài)分析 作業(yè)布置：2.22 2.23

第2章

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第三篇：基本放大電路的總結(jié)

基本放大電路的總結(jié)

問(wèn)題

一、在電子線路的分析計(jì)算中，哪些因素可以忽略，哪些因素不能忽略？

問(wèn)題

二、在放大電路中，交流信號(hào)源為什么要標(biāo)出正、負(fù)（+、-）？ 問(wèn)題

三、在下圖的共射電路中，Cb1和Cb2的作用是什么？它們兩端電壓的極性和大小如何確定？

問(wèn)題

四、如果用PNP型三極管組成的共射電路，直流電源和耦合電容的極性應(yīng)當(dāng)如何考慮？直流負(fù)載線的方程式有何變化？

問(wèn)題

五、工作點(diǎn)是一個(gè)什么概念? 除了直流靜態(tài)工作點(diǎn)之外，有沒(méi)有交流動(dòng)態(tài)工作點(diǎn)？

問(wèn)題

六、什么是管子的靜態(tài)功耗？如果交流輸入信號(hào)幅值較大，如何減小這一功耗？

問(wèn)題

七、放大電路負(fù)載最大的情況究竟是Ro→∞還是RL=0？為什么經(jīng)常說(shuō)RL愈小，電路負(fù)載愈大？

問(wèn)題

八、交流電阻和直流電阻區(qū)別何在？線性電阻元件有沒(méi)有這兩種電阻？為什么rbe不能用于靜態(tài)計(jì)算？

問(wèn)題

九、在的放大電路中，如果RL→∞(空載)，調(diào)節(jié) 使電路在一定的時(shí)產(chǎn)生最大不失真輸出電壓，問(wèn)應(yīng)為多大？怎樣才能調(diào)到最佳位置？

問(wèn)題

十、在采用ＮＰＮ型管組成放大電路時(shí)，如何判斷輸出波形的失真是由于飽和還是截止？如果彩ＰＮＰ型管，判斷的結(jié)果又如何？

問(wèn)題

十一、對(duì)于圖(a)的放大電路如果要用圖解法求最大不失真輸出電壓幅值，應(yīng)該怎樣進(jìn)行？

問(wèn)題十二、一般認(rèn)為放大電路的輸入電阻Ri愈大愈好，但在某些情況下則要求Ri小些。這些是什么情況？

問(wèn)題

十三、“共射放大電路的交流輸入量和輸出量反相”，這種說(shuō)法確切嗎？ 問(wèn)題

十四、在用微變等效電路求放大電路的輸出電阻時(shí)，對(duì)受控電流源應(yīng)該如何處理？

問(wèn)題

十五、共射放大電路的電壓增益管子是否可以提高放大電路的電壓增益？

。選擇電流放大系數(shù)β大的答案如下：

一、在電子線路的分析計(jì)算中，哪些因素可以忽略，哪些因素不能忽略？

答：在電子線路的分析計(jì)算中，經(jīng)常根據(jù)工程觀點(diǎn)，采用近似的計(jì)算方法。這是為了簡(jiǎn)化復(fù)雜的實(shí)際問(wèn)題，突出主要矛盾，使分析計(jì)算得以比較順利地進(jìn)行。在這里，過(guò)分追求嚴(yán)密，既無(wú)必要，也不可能。但是，近似計(jì)算又必須是合理的，必須滿足工程上對(duì)計(jì)算精度的要求。例如，在固定偏置的放大電路中，偏置電流中如Vcc=12V,VBEQ=0.7V,則相對(duì)于Vcc，在計(jì)算時(shí)完全可以略去VBEQ，而認(rèn)為

這樣做，計(jì)算誤差小于10%，滿足工程要求。但是，如果 是兩個(gè)數(shù)值較大而又比較接近的電流之差：

此時(shí)第一個(gè)除式中的VBEQ就 不能忽略，而且兩個(gè)除式的計(jì)算都要比較精確，要有較多的有效數(shù)字位數(shù)，否則會(huì)得出不合理的結(jié)果。又如，在求兩個(gè)電阻并聯(lián)后的總電阻時(shí)，如果一個(gè)電阻比另一 個(gè)大10倍以上，則可認(rèn)為總電阻近似等于較小的電阻，這樣的近似計(jì)算誤差也不大于10%。再如，在求放大電路的輸出電阻時(shí)，管子的rec往往是和一個(gè)比它小得多的電阻（例如RC）并聯(lián)。這時(shí)，因?yàn)閞ce>>Rc，在并聯(lián)時(shí)rce就可略去，而認(rèn)為輸出電阻RO≈Rc。但是，在晶體管恒流源中，如果略去管子的rce，則恒流源的輸出電阻Ro→∞。在這里，rce是和一個(gè)無(wú)限大的電阻并聯(lián)，當(dāng)然就不能略去。一個(gè)電阻是否可忽略，要看他和其他電阻相比所起作用的大小。

二、在放大電路中，交流信號(hào)源為什么要標(biāo)出正、負(fù)（+、-）？

答：前面說(shuō)過(guò)，放大電路的特點(diǎn)之一是交、直流共存。直流電壓和電流的方向（極性）是固定的，而交流電壓和電流的方向（極性）是隨時(shí)間變化的。為了分析的方便，對(duì)交流電壓和電流要標(biāo)出假定的正方向，即參考方向。對(duì)交流電壓，參考方向是以放大電路的輸入和輸出回路的共同端（⊥）作為負(fù)（－）端，其它各點(diǎn)為正（+）端。對(duì)交流電流，參考方向則是ic、ib以流入電極為正，ie以流出電極為正。對(duì)于微變等效電路中的受控源，受控量的參考方向取決于控制量的參考方向。例如，對(duì)雙極型三極管，當(dāng)ib的參考方向?yàn)閺腷極到e極時(shí)，ic的參考方向必為從c極到e極。對(duì)場(chǎng)效應(yīng)管，當(dāng)id的參考方向?yàn)?Ｇ（＋）Ｓ（－）時(shí)，的參考方向?yàn)榱魅耄臉O。參考方向是電路分析的重要工具，必須正確理解和掌握。

三、Cb1和Cb2的作用是什么？它們兩端電壓的極性和大小如何確定？ 答：弄清這個(gè)問(wèn)題有助于真正理解放大電路的工作原理和交、直流共存的特點(diǎn)，也是初學(xué)者容易產(chǎn)生疑問(wèn)的地方。放大電路在靜態(tài)(νi=0)和動(dòng)態(tài)(νi≠0)時(shí)，各處的電壓如上圖所示。對(duì)Cb1：在靜態(tài)時(shí)，+Vcc通過(guò)Rb對(duì)它充電，穩(wěn)態(tài)時(shí)，它兩端的電壓必然等于VBEQ，而通過(guò)它的直流電流為零。電壓極性是右正左負(fù)。所以，它的作用之一是“隔斷直流”，不使它影響信號(hào)源。在動(dòng)態(tài)時(shí)，如果電容量很大，而vi幅值很小，Cb1兩端的電壓將保持不變。這樣，Cb1兩端的交流電壓將為零，而全部Vi都加在管子的b-e結(jié)上，使VCE=VCBQ+vi所以，Cb1的另一個(gè)作用是“傳送交流”，使交流信號(hào)順利通過(guò)。

對(duì)Cb2情況相似。在靜態(tài)時(shí)，Vcc通過(guò)Rc對(duì)它充電。穩(wěn)態(tài)時(shí)，它兩端的電壓必然等VBEQ，極性是左正右負(fù)，而通過(guò)它的直流電流為零，所以RL上的電壓vo=0。這是Cb2的隔直作用。在動(dòng)態(tài)時(shí)，如果電容量很大，Cb2兩端的電壓將保持不變，仍為VBEQ。這樣，Cb2兩端的交流電壓將為零，而VCE=VCBQ+vce中的交流分量全部出現(xiàn)在RL上，即vo=vce。這是Cb2的傳送交流作用。

四、如果用PNP型三極管組成的共射電路，直流電源和耦合電容的極性應(yīng)當(dāng)如何考慮？直流負(fù)載線的方程式有何變化？ 答：這里也有初學(xué)者容易產(chǎn)生混淆的問(wèn)題。

在采用PNP型管時(shí)，首先電源的極性要反接，耦合電容（一般用電解電容器）的極性也要反接。電路中IB、Ic和VCE的方向也要和NPN型管的相反。這樣，直流負(fù)載線的的方程式應(yīng)為-VCE=VCC-ICRC。它的形式與采用NPN管時(shí)略有不同。所以，建議放大電路中直流電壓和電流的極性和方向以NPN管為準(zhǔn)，對(duì)PNP管則全部反號(hào)。這時(shí)，直流負(fù)載線的方程式仍為 VCE=VCC-ICRC，式中VCE、VCC、IC都為負(fù)值。

五、工作點(diǎn)是一個(gè)什么概念? 除了直流靜態(tài)工作點(diǎn)之外，有沒(méi)有交流動(dòng)態(tài)工作點(diǎn)？ 答：工作點(diǎn)是放大電路分析中一個(gè)十分重要的概念，它指的是電路中二極管或晶體管的工作狀態(tài)，經(jīng)常用它們極間的電壓和流入電極的電流的大小來(lái)表示。例如，二極管的VD、ID，三極管的VBE，ib，VCE，ic。管子的工作狀態(tài)和工作點(diǎn)分兩類。一類是不加交流輸入信號(hào)，電路中只有直流量的工作狀態(tài)和工作點(diǎn)，叫“靜態(tài)”和“靜態(tài)工作點(diǎn)”。另一類是加了交流輸入信號(hào)后，電路中直流和交流量共存的工作狀態(tài)和工作點(diǎn)。此時(shí)，電路和管子中的電壓和電流都隨時(shí)間變動(dòng)，所以叫“動(dòng)態(tài)”和“動(dòng)態(tài)工作點(diǎn)”。前面說(shuō)過(guò)，在直流電源、元件參數(shù)和管子特性（有時(shí)還包括負(fù)載電阻）確定之后，直流靜態(tài)工作點(diǎn)只有一個(gè)。而在交流動(dòng)態(tài)時(shí)，工作點(diǎn)隨交流輸入信號(hào)在時(shí)間上不斷變化，它的變化軌跡就是交流負(fù)載線。在某一交流輸入信號(hào)下，管子的交流動(dòng)態(tài)工作點(diǎn)在交流負(fù)載線上的變化范圍就是動(dòng)態(tài)范圍。

六、什么是管子的靜態(tài)功耗？如果交流輸入信號(hào)幅值較大，如何減小這一功耗？ 答：管子的靜態(tài)功耗PVQ就是在靜態(tài)時(shí)管子集電極上消耗的功率：PVQ=VCEQICQ。為了減少這一功耗，就要盡量降低管子的靜態(tài)工作點(diǎn)Q。但是，在交流輸入信號(hào)幅度較大時(shí)，降低Q點(diǎn)會(huì)使放大電路輸出信號(hào)失真。此時(shí)，可以采用新的電路組成方案來(lái)解決，如乙類推挽或互補(bǔ)對(duì)稱電路（見(jiàn)功率放大器）。

七、放大電路負(fù)載最大的情況究竟是Ro→∞還是RL=0？為什么經(jīng)常說(shuō)RL愈小，電路負(fù)載愈大？

答：電路負(fù)載的大小是指負(fù)載上輸出功率的大小。在中頻時(shí)，放大電路可以等效畫成交流空載輸出電壓與輸出電阻的串聯(lián)，如圖所示，其中V∞是電路的空載輸

出電壓，RO是內(nèi)阻，RL是負(fù)載電阻。不難求出，負(fù)載上的輸出功率為

利用上式可求出Po為最

大值Pomax時(shí)，負(fù)載電阻RLo=Ro，而這就是說(shuō)，從RL=0到RL=PLO，電路的輸出功率P0隨RL的增大而增大：從RL=PLO到RL→∞，P0則隨RL的增大而減小，如圖（b）所示。放大電路一般工作在RL>RLO=RO的情況，所以說(shuō)負(fù)載電阻RL愈小，Po也就是電路負(fù)載愈大。如果RL→∞（空載）或RL=0（短路），則均有Po=0，是負(fù)載最小的情況。

八、交流電阻和直流電阻區(qū)別何在？線性電阻元件有沒(méi)有這兩種電阻？為什么rbe不能用于靜態(tài)計(jì)算？

答：對(duì)線性電阻元件，只要工作頻率不太高，它的電阻是個(gè)常數(shù)。也就是說(shuō)，它在直流工作和交流工作時(shí)電阻相同，沒(méi)有直流（靜態(tài)）電阻與交流（動(dòng)態(tài)）電阻之分。非線性電阻元件則不然。它的伏安特性I=f(V)不是直線，是曲線。即使是在直流工作時(shí)，只要電壓和電流不同，或者說(shuō)靜態(tài)工作點(diǎn)不同，它的直流（靜態(tài)）電阻R=也不同(見(jiàn)圖)。如果直流信號(hào)上還疊加著交流小信號(hào)，則非線性電阻元件對(duì)交流小信號(hào)的交流（動(dòng)態(tài)）電阻就是伏安特性在靜態(tài)工作點(diǎn)處切線斜率的倒數(shù)，即。所以，非線性電阻元件的交流（動(dòng)態(tài)）電阻隨工作點(diǎn)的不同而不同。從幾何上說(shuō)，非線性電阻元件的直流電阻由伏安特性在靜態(tài)工作點(diǎn)處的割線斜率決定，而交流電阻則由伏安特性在靜態(tài)工作點(diǎn)處的切線斜率決定。晶體管的發(fā)射結(jié)是ＰＮ結(jié)，它的伏安特性是非線性的。，其中第二部分就是ＰＮ結(jié)的伏安特性在靜態(tài)工作點(diǎn)處切線斜率的倒數(shù)折合到基極回路后的值，是發(fā)射結(jié)的交流（動(dòng)態(tài)）電阻，當(dāng)然不能用，也不能由靜態(tài)的VBEQ和IBQ來(lái)求來(lái)求靜態(tài)電流。否則，就是混淆了放大電路中直流量和交流量的區(qū)別，混淆了非線性元件直流（靜態(tài)）電阻和交流（動(dòng)態(tài)）電阻的區(qū)別。

九、在的放大電路中，如果RL→∞(空載)，調(diào)節(jié)Rb使電路在一定的vi時(shí)產(chǎn)生最大不失真輸出電壓，問(wèn)Rb應(yīng)為多大？怎樣才能調(diào)到最佳位置？

答：在RL→∞時(shí)，放大電路的直流負(fù)載線與交流負(fù)載線重合。為了產(chǎn)生最大不失真輸出電壓，Ｑ點(diǎn)應(yīng)選在負(fù)載線中央。此時(shí)必有

即所以。在實(shí)際工作中，通過(guò)調(diào)節(jié)Rb來(lái)調(diào)整Ｑ點(diǎn)是比較簡(jiǎn)單可行因而也是經(jīng)常使用的方法。在調(diào)節(jié)時(shí)，應(yīng)使輸出電壓既無(wú)飽和失真（對(duì)ＮＰＮ型管是波形底部削平），又無(wú)載止失真（對(duì)ＮＰＮ型管是波形頂部削平）。同時(shí)，在充分加大Vi時(shí),輸出波形又同時(shí)在預(yù)部和底部出現(xiàn)失真。

十、在采用NPN型管組成放大電路時(shí)，如何判斷輸出波形的失真是由于飽和還是截止？如果是PNP型管，判斷的結(jié)果又如何？

答：這也是初學(xué)時(shí)容易混淆而又不易記住的問(wèn)題。實(shí)際上，由于采用NPN管和PNP管時(shí)，電壓的極性相反，所以判斷的方法也將相反。在左圖，畫出了兩種管子工作在截止失真的情況。對(duì)于NPN 管，因?yàn)殡妷簶O性為正，截止失真發(fā)生的輸出波形正半周的頂部。對(duì)于PNP管，因?yàn)殡妷簶O性為負(fù)，截止失真發(fā)生在輸出波形負(fù)半周的底部。如果是飽和失真，則 判斷結(jié)果與上述相反。

十一、對(duì)于圖(a)的放大電路如果要用圖解法求最大不失真輸出電壓幅值，應(yīng)該怎樣進(jìn)行？

答：這里的主要問(wèn)題在射極上有電阻Re和R｀e。在動(dòng)態(tài)時(shí)，R｀e被短路，但Re還在。畫交流負(fù)載線時(shí)應(yīng)該考慮它，而且用交流負(fù)載線上的動(dòng)態(tài)范圍決定出來(lái)的最大不失真電壓幅值不是(Vcm)M，而是(Vcem)M，兩者還相差Re上的電壓。

１．作直流負(fù)載線，如圖（b）上的虛線。用分析射極偏置電路的方法求出ICQ=2.71mA，用它和直流負(fù)載線的交點(diǎn)定出Ｑ點(diǎn)。

２．作交流負(fù)載線

過(guò)Ｑ點(diǎn)作斜率為的直線（如圖(b)上的交流負(fù)載線。注意：對(duì)應(yīng)于這條線，橫坐標(biāo)表示的將是vo而不是vCE）。由此定出(Vom)M=12.3-6.9=5.4V。十二、一般認(rèn)為放大電路的輸入電阻Ri愈大愈好，但在某些情況下則要求Ri小些。這些是什么情況？

答：一般情況下，放大電路的信號(hào)源是一個(gè)電壓源，它的內(nèi)阻ro很小。為了使放大電路的輸入電壓Vi盡可能不失真地復(fù)現(xiàn)信號(hào)源電壓Vs，希望放大電路的輸入電阻Ri盡可能大，使。在把放大電路用在測(cè)量電壓的儀器內(nèi)時(shí)，這一點(diǎn)尤為重要。在陰極射線示波器內(nèi)用放大電路驅(qū)動(dòng)磁偏轉(zhuǎn)線圈時(shí)，也是這樣。但是，當(dāng)信號(hào)源是一個(gè)內(nèi)阻Ro很大的電流源時(shí)，就要求放大電路的輸入電阻Ri比信號(hào)源內(nèi)阻Ro小得多，使流入放大電路輸入端的電流Ii盡可能接近信號(hào)源電流

。例如，光電管和硅光電池都以高內(nèi)阻提供電流。為了把電流變換為低內(nèi)阻電壓源，就使用輸入電阻小的放大電路。另外，為了減小外界干擾對(duì)放大電路的影響時(shí)，也 希望放大電路的輸入電阻小。必須指出：輸入電阻的要領(lǐng)是對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)附近的變化信號(hào)來(lái)說(shuō)的，屬于交流動(dòng)態(tài)電阻，不能用來(lái)計(jì)算放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。

十三、“共射放大電路的交流輸入量和輸出量反相”，這種說(shuō)法確切嗎？

答：這種說(shuō)法不確切，因?yàn)樗鼪](méi)有指明輸入量和輸出量是什么。在放大電路的分析中，經(jīng)常是講電壓增益。這時(shí)，輸出量和輸入量都是電壓。在這種情況下，共射 放大電路從集電極輸出的交流電壓是和從基極輸入的交流電壓反相的。如果講的是基極輸入電壓和射極輸出電流（約等于集電極輸出電流）的相位關(guān)系，則在共射放 大電路中兩者是同相的。

十四、在用微變等效電路求放大電路的輸出電阻時(shí)，對(duì)受控電流源應(yīng)該如何處理？

答：對(duì)不同接法組態(tài)的放大電路，決定輸出電阻的微變等效電路不同，對(duì)受控電流源的處理也不同。例如，對(duì)

共射電路決定輸出電阻的等效電路如圖，圖中的Rs是信號(hào)源內(nèi)阻，rce是三極管的輸出電阻．在這個(gè)電路中，由于流過(guò)rbe的，受控源β

也是零。所以，輸出電阻又如，對(duì)上圖的共基電路，決定輸出電阻的等效電路如下圖（a）．如果不考慮rbe，則因，而Ro=Rc。如果考慮rbe，則可將有內(nèi)阻rbe的受控電流源變換為有內(nèi)阻rbe的受控電壓源，其方向?yàn)樽笳邑?fù)（圖(b)）．令R=Rs//Re//rbe，則得,所以或從而求得

可見(jiàn)Ro很大，是(1+β)rce量級(jí)，而

十五、共射放大電路的電壓增益是否可以提高放大電路的電壓增益？ 答：從

。選擇電流放大系數(shù)β大的管子的表達(dá)式看，似乎加大β就可以提高

。實(shí)際上還應(yīng)考慮到管子的參數(shù)rbe和β有關(guān)，即。如果不考慮rbb’，并認(rèn)為1+β≈β，則。提高

.由此可見(jiàn)，加大β并不能有效地提高的有效途徑是調(diào)整放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)以增大IEQ，這是在實(shí)踐中經(jīng)常采用的方法。

第四篇：差動(dòng)放大電路實(shí)驗(yàn)報(bào)告

差動(dòng)放大電路實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）

進(jìn)一步熟悉差動(dòng)放大器的工作原理；

（2）

掌握測(cè)量差動(dòng)放大器的方法。

2.實(shí)驗(yàn)儀器

雙蹤示波器、信號(hào)發(fā)生器、數(shù)字多用表、交流毫伏表。

3.預(yù)習(xí)內(nèi)容

（1）

差動(dòng)放大器的工作原理性能。

（2）

根據(jù)圖3.1畫出單端輸入、雙端輸出的差動(dòng)放大器電路圖。

4.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

實(shí)驗(yàn)電路如圖3.1。它是具有恒流源的差動(dòng)放大電路。在輸入端，幅值大小相等，相位相反的信號(hào)稱為差模信號(hào)；幅值大小相等，相位相同的干擾稱為共模干擾。差動(dòng)放大器由兩個(gè)對(duì)稱的基本共射放大電路組成，發(fā)射極負(fù)載是一晶體管恒流源。若電路完全對(duì)稱，對(duì)于差模信號(hào)，若Q1的集電極電流增加，則Q2的集電極電流一定減少，增加與減少之和為零，Q3

和Re3等效于短路，Q1,Q2的發(fā)射極等效于無(wú)負(fù)載，差模信號(hào)被放大。對(duì)于共模信號(hào)，若Q1的集電極電流增加，則Q2的集電極電流一定增加，兩者增加的量相等，Q1、Q2的發(fā)射極等效于分別接了兩倍的恒流源等效電阻，強(qiáng)發(fā)射極負(fù)反饋使共射放大器對(duì)共模干擾起強(qiáng)衰減作用，共模信號(hào)被衰減。從而使差動(dòng)放大器有較強(qiáng)的抑制共模干擾的能力。調(diào)零電位器Rp用來(lái)調(diào)節(jié)T1,T2管的靜態(tài)工作點(diǎn)，希望輸入信號(hào)Vi=0時(shí)使雙端輸出電壓Vo=0.差動(dòng)放大器常被用作前置放大器。前置放大器的信號(hào)源往往是高內(nèi)阻電壓源，這就要求前置放大器有高輸入電阻，這樣才能接受到信號(hào)。有的共模干擾也是高內(nèi)阻電壓源，例如在使用50Hz工頻電源的地方，50Hz工頻干擾源就是高內(nèi)阻電壓源。若放大器的輸入電阻很高，放大器在接受信號(hào)的同時(shí)，也收到了共模干擾。于是人們希望只放大差模信號(hào)，不放大共模信號(hào)的放大器，這就是差動(dòng)放大器。運(yùn)算放大器的輸入級(jí)大都為差動(dòng)放大器，輸入電阻都很大，例如LF353的輸入電阻約為1012Ω量級(jí)，0P07的輸入電阻約為107Ω量級(jí)。

本實(shí)驗(yàn)電路在兩個(gè)輸入端分別接了510Ω電阻，使差動(dòng)放大器的輸入電阻下降至略小于這一數(shù)值，這是很小的輸入電阻。其原因是，本實(shí)驗(yàn)電路用分列元件組成，電路中對(duì)稱元件的數(shù)值并不是完全相等；其集電極為電阻負(fù)載，而不是恒流源負(fù)載；其發(fā)射極為恒流源負(fù)載，而不是鏡像電流源負(fù)載，所以本實(shí)驗(yàn)電路的共模抑制比并不高。若本實(shí)驗(yàn)電路在輸入端不接510Ω電阻，其輸入電阻將較大，而共模抑制比不夠高，實(shí)驗(yàn)環(huán)境中存在的高內(nèi)阻共模干擾將進(jìn)入輸入端，那么輸出端的共模干擾將較大，以致使驗(yàn)證差動(dòng)放大器特性的實(shí)驗(yàn)難以進(jìn)行。由于實(shí)驗(yàn)中所用信號(hào)源都為低輸出電阻信號(hào)源，所以輸入端接上510電阻后幾乎不影響實(shí)驗(yàn)電爐接受來(lái)自信號(hào)源的信號(hào)，而高內(nèi)阻共模干擾因?qū)嶒?yàn)電路輸入電阻大大下降而基本上被拒之輸入端外，從而使得輸出端的共模干擾很小，實(shí)驗(yàn)得以順利進(jìn)行。輸入端接510Ω電阻并不改變差動(dòng)放大器的共模抑制比。

由此可見(jiàn)，在可以降低差動(dòng)放大器輸入電阻時(shí)，降低差動(dòng)放大器輸入電阻，可提高差動(dòng)放大器的抗高內(nèi)阻共模干擾的能力。

實(shí)驗(yàn)這弱的到教師的同意，可去掉實(shí)驗(yàn)電爐中的兩個(gè)510歐電阻，再做實(shí)驗(yàn)就會(huì)發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)電路輸出端的共模干擾明顯增加。

（1）

靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)整與測(cè)量

將兩個(gè)輸入端Vi1、Vi2接地，調(diào)整電位器Rp使VC1=VC2，測(cè)量并填寫下表。由于元件參數(shù)的離散，有的實(shí)驗(yàn)電路可能只能調(diào)到大致相等。靜態(tài)調(diào)整的越對(duì)稱，該差動(dòng)放大器的共模抑制比就越高。

測(cè)量中應(yīng)注意兩點(diǎn)，一是所有的電壓值都是對(duì)“地”測(cè)量值。二是應(yīng)使測(cè)量的值有三位以上的有效數(shù)字。

靜態(tài)工作點(diǎn)調(diào)整

對(duì)地電壓

VB1

VB2

VB3

VC1

VC2

VC3

VE1

VE2

VE3

測(cè)量值（V）

0

0

-7.9012

6.4711

6.4501

-0.7817

-0.63985

-0.64013

-8.5650

由以上數(shù)據(jù)可得交流放大倍數(shù)為：

（2）

測(cè)量雙端輸入差模電壓放大倍數(shù)

在實(shí)驗(yàn)箱上調(diào)整DC信號(hào)源，使得OUT1大約為0.1V，OUT2大約為-0.1V，然后分別接至Vi1、Vi2，再調(diào)整，使得OUT1為0.1V，OUT2為-0.1V，測(cè)量，計(jì)算并填寫下表。

雙端輸入差模電壓放大倍數(shù)

測(cè)量值（V）

計(jì)算值

VC1

VC2

VO

AD1

AD2

AD

3.1555

9.7610

-6.6055

-16.58

-16.55

-33.0

仿真測(cè)量值（V）

仿真計(jì)算值

2.304

10.367

-8.063

-20.84

-19.58

-40.31

這樣做的原因是，實(shí)驗(yàn)電路的輸入端對(duì)地有510歐的電阻，實(shí)驗(yàn)箱上的可變直流電壓源是用1kΩ的可變電阻對(duì)5V、0.5V直流電壓分壓實(shí)現(xiàn)的，即直流電壓信號(hào)源內(nèi)阻于實(shí)驗(yàn)電路輸入電阻大小可比。直流電壓信號(hào)源接負(fù)載使得電壓將明顯小于未接負(fù)載時(shí)的電壓，所以必須將直流電壓信號(hào)源于實(shí)驗(yàn)電爐連接后，再把輸入電壓調(diào)到所需要的電壓值。

這里，雙端輸入差模電壓?jiǎn)味溯敵龅牟钅７糯蟊稊?shù)應(yīng)用下式計(jì)算：

差模放大倍數(shù)實(shí)驗(yàn)值與仿真值誤差為：

差模放大倍數(shù)的理論值可由以下公式計(jì)算：，其中

（3）

測(cè)量雙端輸入共模抑制比CMRR

將兩個(gè)輸入端接在一起，然后依次與OUT1、OUT2相連，記共模輸入為ViC。測(cè)量、計(jì)算并填寫下表。若電路完全對(duì)稱，則VC1-VC2=Vo=0，實(shí)驗(yàn)電路一般并不完全對(duì)稱，若測(cè)量值有四位有效數(shù)字，則Vo不應(yīng)等于0.這里雙端輸入共模電壓?jiǎn)味溯敵龅墓材７糯蟊稊?shù)應(yīng)用下式計(jì)算：

建議CMRR用dB表示

測(cè)量雙端輸入共模抑制比CMRR

輸入（V）

測(cè)量值（V）

計(jì)算值

VC1

VC2

VO

AC1

AC2

AC

CMRR

+0.1001

6.4743

6.4469

0.0247

0.032

-0.032

0.247

42.52

輸入+0.1仿真

6.327

6.327

0

0.02

-0.02

0

無(wú)窮

-0.1003

6.4917

6.4328

0.0589

0.206

-0.383

0.589

34.96

輸入—0.1仿真

6.329

6.329

0

0.04

-0.04

0

無(wú)窮

由于理想狀態(tài)下（正如仿真所得），所以共模放大倍數(shù)理論值為0，因此共模抑制比CMRR理論值為無(wú)窮。

事實(shí)上，電路不可能完全對(duì)稱，因此，共模輸入時(shí)放大器的?V

不等于0，因而

AC也不等0，只不過(guò)共模放大倍數(shù)很小而已。共模輸入時(shí)，兩管電流同時(shí)增大或減小，Re3上的電壓降也隨之增大或減小，Re3起著負(fù)反饋?zhàn)饔谩?/p>

由此可見(jiàn)，Re3

對(duì)共模信號(hào)起抑制作用；Re3

越大，抑制作用越強(qiáng)。晶體管因溫度、電源電壓等變化所引起的工作點(diǎn)變化，在差動(dòng)放大器中相當(dāng)于共模信號(hào)，因此，差動(dòng)放大器大大抑制了溫度、電源電壓等變化對(duì)工作點(diǎn)的影響。

（4）

測(cè)量單端輸入差模電壓放大倍數(shù)

將Vi2接地，Vi1分別于OUT1、OUT2相連，然后再接入f=1KHz，有效值為50mV的正弦信號(hào)，測(cè)量計(jì)算并填寫下表。若輸入正弦信號(hào)，在輸出端VC1、VC2的相位相反，所以雙端輸出Vo的模是它們兩個(gè)模的和，而不是差。

單端輸入差模電壓放大倍數(shù)

輸入

測(cè)量值（V）

單端輸入放大倍數(shù)AD

VC1

VC2

VO

直流+0.1V

4.8068

8.1128

-3.306

-33.06

直流-0.1V

8.1683

4.7584

3.4099

-34.10

正弦信號(hào)

0.768

0.774

1.542

30.84

仿真如下：

輸入

測(cè)量值（V）

單端輸入放大倍數(shù)AD

VC1

VC2

VO

直流+0.1V

4.225

8.434

-4.209

-42.09

直流-0.1V

8.436

4.224

4.212

-42.12

正弦信號(hào)

1.06

1.06

2.12

42.4

實(shí)驗(yàn)值與仿真值的誤差為：

單端輸入的差模放大倍數(shù)理論上應(yīng)該與雙端輸入的相近，因此其理論值也是-105.4

5.思考題

（1）

實(shí)驗(yàn)箱上的雙端輸入差動(dòng)放大器的共模抑制比不算高，若要進(jìn)一步提高共模抑制比，可采取哪些辦法？

1）

提高差動(dòng)放大器的輸入阻抗或提高閉環(huán)增益。

2）

可以用一個(gè)晶體管恒

流源取代

Re3。因?yàn)楣ぷ饔诰€形放大區(qū)的晶體管的Ic

基本上不隨

Vce

變化（恒流特性），所以交流

電阻=△Vce

/△Ic

很大，大大提高了共模抑制比。

（2）

圖3.1中的電阻Rb1、Rb2在電路中起到什么作用，若去除上述兩個(gè)電阻，按實(shí)驗(yàn)（3）步驟和方法再測(cè)CMRR，兩次測(cè)量的結(jié)果是否會(huì)有較大差別？為什么？

在兩個(gè)輸入端分別接了510Ω電阻，使差動(dòng)放大器的輸入電阻下降至略小于510Ω，這是很小的輸入電阻。其原因是，本實(shí)驗(yàn)電路用分列元件組成，電路中對(duì)稱元件的數(shù)值并不完全相等；其集電極為電阻負(fù)載，而不是恒流源負(fù)載；其發(fā)射極為恒流源負(fù)載，而不是鏡像電流源負(fù)載，所以本實(shí)驗(yàn)電路的共模抑制比并不高。若本實(shí)驗(yàn)電路在輸入端不接510Ω電阻，其輸入電阻將較大，而共模抑制比不夠高，實(shí)驗(yàn)環(huán)境中存在的高內(nèi)阻共模干擾將進(jìn)入輸入端，那么輸出端的共模干擾將較大，以致使驗(yàn)證差動(dòng)放大器特性的實(shí)驗(yàn)難以進(jìn)行。由于實(shí)驗(yàn)中所用信號(hào)源都為低輸出電阻信號(hào)源，所以輸入端接上510Ω電阻后幾乎不影響實(shí)驗(yàn)電路接收來(lái)自信號(hào)源的信號(hào)，而高內(nèi)阻共模干擾因?qū)嶒?yàn)電路輸入電阻大大下降而基本上被拒之輸入端外，從而使得輸出端的共模干擾很小，實(shí)驗(yàn)得以順利進(jìn)行。輸入端接510Ω電阻并不該變差動(dòng)放大器的共模抑制比。

去掉實(shí)驗(yàn)電路中的兩個(gè)510Ω電阻，再做實(shí)驗(yàn)就會(huì)發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)電路輸出端的共模干擾明顯增加。

（3）

歸納差動(dòng)放大器的特點(diǎn)與性能，并于共射放大器比較。

電路對(duì)稱抑制零點(diǎn)漂移；對(duì)差模信號(hào)有放大作用；對(duì)共模信號(hào)有抑制作用；輸入阻抗較高；共模抑制比高；一般用來(lái)放大微小信號(hào)

第五篇：三極管放大電路實(shí)驗(yàn)報(bào)告

三極管放大電路 1、問(wèn)題簡(jiǎn)述：

要求設(shè)計(jì)一放大電路，電路部分參數(shù)及要求如下：

（1）

信號(hào)源電壓幅值：

0.5V ；（2）

信號(hào)源內(nèi)阻：

50kohm ；（3）

電路總增益：倍；（4）

總功耗：小于 30mW ；（5）

增益不平坦度：~ 200kHz 范圍內(nèi)小于 0.1dB。、問(wèn)題分析：

通過(guò)分析得出放大電路可以采用三極管放大電路。

2.1 對(duì)三種放大電路的分析（1）共射級(jí)電路要求高負(fù)載，同時(shí)具有大增益特性；（2）共集電極電路具有負(fù)載能力較強(qiáng)的特性，但增益特性不好，小于 1 ；（3）共基極電路增益特性比較好，但與共射級(jí)電路一樣帶負(fù)載能力不強(qiáng)。

綜上所述，對(duì)于次放大電路來(lái)說(shuō)單采用一個(gè)三極管是行不通的，因?yàn)樗蟠朔糯箅娐?具有比較好的增益特性以及有較強(qiáng)的帶負(fù)載能力。

2.2 放大電路的設(shè)計(jì)思路 在此放大電路中采用兩級(jí)放大的思路。

先采用共射級(jí)電路對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大，使之達(dá)到放大兩倍的要求；再采用共集電極電路 提高電路的負(fù)載能力。、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）進(jìn)一步理解三極管的放大特性；（2）掌握三極管放大電路的設(shè)計(jì)；（3）掌握三種三極管放大電路的特性；（4）掌握三極管放大電路波形的調(diào)試；（5）提高遇到問(wèn)題時(shí)解決問(wèn)題的能力。、問(wèn)題解決 測(cè)量調(diào)試過(guò)程中的電路：

增益調(diào)試：

首先測(cè)量各點(diǎn)（電源、基極、輸出端）的波形：

結(jié)果如下:

綠色的線代表電壓變化，紅色代表電源。

調(diào)節(jié)電阻 R2、R3、R5 使得電壓的最大值大于電源 電壓的 2/3。

V A =R2 〃 R3 〃

(1+ 3)R5 / [R2//R3//(1+ 3)R5+R1]，其中由于 R1 較大因此 R2、R3 也相對(duì) 較大。

第一級(jí)放大輸出處的波形調(diào)試(采用共射級(jí)放大電路)：

結(jié)果為：

紅色的電壓最大值與綠色電壓最大值之比即為放大倍數(shù)。

則需要適當(dāng)增大 R2，減小 R3 的阻值。

總輸出的調(diào)試：

如果放大倍數(shù)不合適，則調(diào)節(jié) R4 與 R5 的阻值。即當(dāng)放大倍數(shù)不足時(shí)，應(yīng)增大 R4，減小 R5。

如果失真則需要調(diào)節(jié) R6，或者適當(dāng)增大電源的電壓值，必要時(shí)可以返回 C 極，調(diào)節(jié) C 極的 輸出。

功率的調(diào)試：

由于大功率電路耗電現(xiàn)象非常嚴(yán)重，因此我們?cè)谠O(shè)計(jì)電路時(shí)，應(yīng)在滿足要求的情況下盡可能 的減小電路的總功耗。減小總功耗的方法有：)盡可能減小輸入直流電壓； 2)盡可能減小 R2、R3 的阻值； 3)盡可能增大 R6 的阻值。

電路輸入輸出增益、相位的調(diào)試：

由于在放大電路分別采用了共射極和共集電極電路，因此輸出信號(hào)和輸入信號(hào)相位相差 180 度。體現(xiàn)在波形上是，當(dāng)輸入交流信號(hào)電壓達(dá)到最大值是，輸出信號(hào)到達(dá)最小值。

由于工作頻率為 1kHz，當(dāng)采用專門的增益、相位儀器測(cè)量時(shí)需要保證工作頻率附近出的增 益、相位特性比較平穩(wěn)，尤其相位應(yīng)為± 180 度附近。一般情況下，為了達(dá)到這一目的，通 常采用的方法為適當(dāng)增大 C6(下圖為 C1)的電容。

最終調(diào)試電路：

電路圖:

根據(jù)此圖可以分析出該電路功耗還是有點(diǎn)大。?s￡ Cl —-1卜 *5.■W XfiNL + ￥-4l-!t+n 15^ F4H XKPl 十 IN _

pir 測(cè)量結(jié)果如下:(1)功耗圖：

WaftTneter XWMT X 272239 mWPowtr 134 QI EJT 3?K 和 TW BIT KTH XSC

(2)輸入輸出波形圖:

由此圖可以分析出：輸入輸出的波形圖相同，B 通道的電壓值是 A 通道的電壓值的二倍, 因此電壓增益為二倍，即電路達(dá)到了放大二倍的效果。

(3)相位圖:

TT1 1-18D E3eg 2D kHz Bode PLotter-XBPI c-18D E3eg 2D kHz Bode PLotter-XBPI Ciut In i-

由以上兩個(gè)圖可分析出相位的變化范圍：

20Hz~20KHz ,-179.796Deg ~ 180Deg;(4)幅頻特性圖: Bode Platte r-XPPl

2D H E

Mtode h/bg nitude Phase Refers 亡 | 話耳皀

| Sei...Hk))rizarrii.al ^rtical fubd& i 油卯 fltud 電 P 佔(zhàn)瓢 +1 2DkHi

■

kHz

Ccrrtmls io-

dB-lb dB

Lug Iri |ZD kHi [2D-

Controls Reverse Horizontal I-10

%fart?il F 10 Ourt 一

由以上兩個(gè)圖可以分析出：幅度變化 20Hz~20KHz，6.686dB。

實(shí)驗(yàn)感受：

通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)我獲得了很大的收獲，將我們上學(xué)期所學(xué)的模電理論知識(shí)進(jìn)行了實(shí)踐仿 真，讓我們真是感受到了三極管的放大作用，以及參數(shù)對(duì)放大效果的影響，了解各個(gè)器件起 的作用，在老師的指導(dǎo)下，讓我們將所學(xué)的理論知識(shí)融會(huì)貫通，而且對(duì)放大電路的要求也有 了一定的了解，從開(kāi)始無(wú)從下手到最后仿真應(yīng)用自如，一步一步改進(jìn)，在理論和實(shí)踐上雙豐 收！

希望在下次實(shí)驗(yàn)中有更好的變現(xiàn)！