用三极管小信号放大电路分析与制作课件

电子技术与实践电子技术与实践 v模块模块1常用三极管小信号放大电路分析与制作常用三极管小信号放大电路分析与制作 v模块模块2分压偏置式放大电路分析与制作分压偏置式放大电路分析与制作 v模块模块3其它组态放大电路分析与制作其它组态放大电路分析与制作 v模块模块4多级放大电路分析与制作多级放大电路分析与制作 v模块模块5带有反馈的放大电路分析与制作带有反馈的放大电路分析与制作v模块模块6放大电路的频率响应放大电路的频率响应v模块模块7场效应管基本放大电路分析与制作场效应管基本放大电路分析与制作 v模块模块8集成运算放大电路分析与制作集成运算放大电路分析与制作 v模块模块9功率放大电路的分析与制作功率放大电路的分析与制作 v模块模块10综合放大电路（扩音机）的分析与制作综合放大电路（扩音机）的分析与制作 项目二项目二小信号放大电路的分析与制作小信号放大电路的分析与制作 模块1常用三极管小信号放大电路分析与制作项目二小信号1 电子技术与实践电子技术与实践 1.1 1.1 半导体二极管及其应用半导体二极管及其应用 1.2 1.2 半导体三极管及其应用半导体三极管及其应用 模块模块1常用三极管小信号放大电路分析与制作常用三极管小信号放大电路分析与制作1.1半导体二极管及其应用模块1常用三极管小信号放2 电子技术与实践电子技术与实践 1.1 1.1 半导体二极管及其应用半导体二极管及其应用 重点：重点：PNPN结的导电特性结的导电特性 ；半导体二极管的伏安特性；半导体二极管的伏安特性；单相整流滤波电路的结构及参数单相整流滤波电路的结构及参数计算；计算；难点：半导体二极管的伏安特性；难点：半导体二极管的伏安特性；单相整流滤波电路的结构及参数单相整流滤波电路的结构及参数计算；计算；模块模块1常用三极管小信号放大电路分析与制作常用三极管小信号放大电路分析与制作1.1半导体二极管及其应用重点：PN结3 电子技术与实践电子技术与实践 目目 录录半导体基础知识半导体基础知识半导体二极管半导体二极管半导体二极管的应用半导体二极管的应用小节小节返回主目录目录半导体基础知识返回主目录4 电子技术与实践电子技术与实践 半导体基础知识半导体基础知识 PN PN结的导电特性：结的导电特性：PN PN结正偏导通，反偏截止，叫做结正偏导通，反偏截止，叫做PNPN结的单向结的单向导电性。导电性。PN结的单向导电性结的单向导电性返回本章目录半导体基础知识PN结的导电特性：PN结的单向导电性返5 电子技术与实践电子技术与实践 半导体二极管半导体二极管一、半导体二极管的符号及特点一、半导体二极管的符号及特点符号符号特点：特点：单向导电性单向导电性，加正向电，加正向电压导通（阳极接高电位，阴极压导通（阳极接高电位，阴极接低电位），加反向电压截止接低电位），加反向电压截止（阴极接高电位，阳极接低电（阴极接高电位，阳极接低电位）位）。半导体二极管一、半导体二极管的符号及特点6 电子技术与实践电子技术与实践 二、二极管的伏安特性二、二极管的伏安特性硅和锗二极管的伏安特性曲线硅和锗二极管的伏安特性曲线二、二极管的伏安特性硅和锗二极管的伏安特性曲线7 电子技术与实践电子技术与实践 总总结：结：二极管的伏安特性是非线性的，二极管的伏安特性是非线性的，二极管是一种非线性元件。在外加电二极管是一种非线性元件。在外加电压取不同值时，就可以使二极管工作压取不同值时，就可以使二极管工作在不同的区域，从而充分发挥二极管在不同的区域，从而充分发挥二极管的作用。的作用。总结：二极管的伏安特性是非线性的，二极管是一种8 电子技术与实践电子技术与实践 三、半导体器件型号命名法三、半导体器件型号命名法三、半导体器件型号命名法9 电子技术与实践电子技术与实践 四、四、硅稳压二极管硅稳压二极管硅硅稳稳压压二二极极管管（简简称称稳稳压压管管）工工作作在在反反向向击击穿穿区区，其其电电流流变变化化很很大大而而电电压压基基本本不不变变，利利用这一特性可实现直流电压的稳定。用这一特性可实现直流电压的稳定。稳压二极管的伏安特性和符号稳压二极管的伏安特性和符号四、硅稳压二极管硅稳压二极管（简称稳10 电子技术与实践电子技术与实践 在实际中使用稳压二极管要满足两个条件：在实际中使用稳压二极管要满足两个条件：1 1、反向运用，保证管子工作在反向击穿状态；、反向运用，保证管子工作在反向击穿状态；2 2、要有限流电阻配合使用，保证流过管子的、要有限流电阻配合使用，保证流过管子的电流在允许范围内。电流在允许范围内。稳压管常用的稳压电路稳压管常用的稳压电路返回本章目录在实际中使用稳压二极管要满足两个条件：1、反11 电子技术与实践电子技术与实践 半导体二极管的应用半导体二极管的应用 -单相整流滤波电路单相整流滤波电路 一、半波整流电路一、半波整流电路电电路路波波形形负载两端的直流电压：负载两端的直流电压：UO=0.45U2负载中的电流：负载中的电流：IO=0.45U2/RL半导体二极管的应用-单12 电子技术与实践电子技术与实践 二、二、单相桥式整流电路单相桥式整流电路电电路路二、单相桥式整流电路电路13 电子技术与实践电子技术与实践 单相桥式整流波形图单相桥式整流波形图负载两端的直流电压：负载两端的直流电压：UO=0.9U2负载中的电流：负载中的电流：IO=0.9U2/RL单相桥式整流波形图负载两端的直流电压：UO=0.9U214 电子技术与实践电子技术与实践 三、滤波电路三、滤波电路单相桥式整流电容滤波电路单相桥式整流电容滤波电路三、滤波电路单相桥式整流电容滤波电路15 电子技术与实践电子技术与实践 全波整流电路的电压、电流波形全波整流电路的电压、电流波形全波整流电路的电压、电流波形16 电子技术与实践电子技术与实践 负载两端的直流电压：负载两端的直流电压：UO=1.2U2负载中的电流：负载中的电流：IO=1.2U2/RL单相桥式整流电容滤波电路单相桥式整流电容滤波电路：半波整流电容滤波电路半波整流电容滤波电路：负载两端的直流电压：负载两端的直流电压：UO=U2负载中的电流：负载中的电流：IO=U2/RL滤波电容器的选择滤波电容器的选择 ：C=2T/RC=2T/RL L(T(T为交流电压周期为交流电压周期)电容器的额定耐压值：电容器的额定耐压值：U UC C2U2U2 2返回本章目录负载两端的直流电压：UO=1.2U2单相桥式整流电容滤17 电子技术与实践电子技术与实践 小小节节1.PN结是半导体器件的基础，结是半导体器件的基础，PN结正偏导通、结正偏导通、反偏截止，具有单向导电性、反向击穿性和非线性反偏截止，具有单向导电性、反向击穿性和非线性的特点。的特点。2.二极管是一种非线性器件，单向导电是它的二极管是一种非线性器件，单向导电是它的特点，其全面的性质用伏安特性来描述。特点，其全面的性质用伏安特性来描述。3.整流电路有单相半波、全波和桥式等方式，整流电路有单相半波、全波和桥式等方式，滤波电路有电容滤波、电感滤波和滤波电路有电容滤波、电感滤波和型滤波等类型，型滤波等类型，要将两者结合起来估算输出电压才有意义。要将两者结合起来估算输出电压才有意义。硅稳压硅稳压二极管是并联型稳压电路常用的器件，只要选择合二极管是并联型稳压电路常用的器件，只要选择合适的限流电阻可使稳压管工作在安全稳压区内。适的限流电阻可使稳压管工作在安全稳压区内。返回本章目录小节1.PN结是半导体器件的基础，P18 电子技术与实践电子技术与实践 1.2半导体三极管及其应用半导体三极管及其应用重点：三极管的伏安特性；重点：三极管的伏安特性；共发射极放大器的识别；共发射极放大器的识别；共集电极放大器的识别；共集电极放大器的识别；难点：三极管的伏安特性；难点：三极管的伏安特性；其它组态放大电路的识别；其它组态放大电路的识别；模块模块1常用三极管小信号放大电路分析与制作常用三极管小信号放大电路分析与制作1.2半导体三极管及其应用重点：三极管19 电子技术与实践电子技术与实践 目目录录半导体三极管半导体三极管固定偏置式共发射极放大器固定偏置式共发射极放大器分压偏置式共发射极放大器分压偏置式共发射极放大器共集电极放大器共集电极放大器共基极放大器共基极放大器多级放大器多级放大器场效应晶体管场效应晶体管小节小节返回主目录目录半导体三极管返回主目录20 电子技术与实践电子技术与实践 半导体三极管半导体三极管一、一、1.1.三极管的结构和符号三极管的结构和符号 PNP 型三极管的结构和符号型三极管的结构和符号 N NN型三极管的结构和符号型三极管的结构和符号半导体三极管一、1.三极管的结构和符号PNP型三极管的21 电子技术与实践电子技术与实践 2.电流方向和各极极性：电流方向和各极极性：NPN PNP 2.电流方向和各极极性：NPN22 电子技术与实践电子技术与实践 二、三极管的输出伏安特性二、三极管的输出伏安特性二、三极管的输出伏安特性23 电子技术与实践电子技术与实践 三个工作区：三个工作区：1、放大区：输出特性曲线近似于水平的部分是放放大区：输出特性曲线近似于水平的部分是放大区。大区。I IC C和和I IB B成正比，表示三极管的电流放大能力。成正比，表示三极管的电流放大能力。三极管工作于放大区的电压条件是：发射结上有正偏三极管工作于放大区的电压条件是：发射结上有正偏电压，集电结上有反偏电压。电压，集电结上有反偏电压。2、截止区：在基极电流截止区：在基极电流I IB B=0=0所对应的曲线下方的所对应的曲线下方的区域是截止区。，区域是截止区。，I IB B=0=0，I IC C=I=ICEOCEO（穿透电流）。三极穿透电流）。三极管工作于截止区的电压条件是：发射结上有反偏电压，管工作于截止区的电压条件是：发射结上有反偏电压，集电结上也有反偏电压。集电结上也有反偏电压。3 3、饱和区：饱和区是对应于、饱和区：饱和区是对应于U UCECE较小（此时较小（此时U UCECEUUBEBE）的区域。在这个区域里，的区域。在这个区域里，I IC C与与I IB B已不成比例关系。已不成比例关系。三极管工作于饱和区的电压条件是：发射结上是正偏三极管工作于饱和区的电压条件是：发射结上是正偏电压，集电结上也是正偏电压。电压，集电结上也是正偏电压。返回本章目录三个工作区：1、放大区：输出特性曲24 电子技术与实践电子技术与实践 固定偏置式共发射极放大器固定偏置式共发射极放大器一、电一、电路路固定偏置式共发射极放大器一、电路25 电子技术与实践电子技术与实践 二、二、放大器的基本工作原理放大器的基本工作原理电路图电路图电流电压波形图电流电压波形图二、放大器的基本工作原理电路图26 电子技术与实践电子技术与实践 分压偏置式共发射极放大器分压偏置式共发射极放大器一、电路结构：一、电路结构：分压偏置式共发射极放大器一、电路结构：27 电子技术与实践电子技术与实践 共集电极放大器共集电极放大器直流通路直流通路交流通路交流通路微变等效电路微变等效电路共集电极放大器直流通路28 电子技术与实践电子技术与实践 共基极放大器共基极放大器直流通路直流通路交流通路交流通路微变等效电路微变等效电路共基极放大器直流通路交流通路微变等效电路29 电子技术与实践电子技术与实践 三种组态放大器的比较三种组态放大器的比较 共共发发射射极极放放大大器器的的电电压压、电电流流、功功率率增增益益都都比比较较大大，因因而而应应用用广广泛泛。但但它它的的输输入入电电阻阻较较小小，对对前前级级信信号号源源索索取取的的电电流流较较大大；它它的的输输出出电电阻阻比比较较大大，不不适适合合带带动动变变化化大大的的负负载。载。共共集集电电极极放放大大器器虽虽然然没没有有电电压压增增益益，但但有有电电流流增增益益，所所以以仍仍有有功功率率增增益益。其其最最主主要要的的优优点点是是它它的的输输入入电电阻阻高高、输输出出电电阻阻小小，对对前前级级信信号号源源索索取取的的电电流流小小，带带负负载载的的能能力力强强。所所以以共共集集电电极极放放大大器器既既可可作作为为多多级级放放大大器器的的输输入入级级，又又可可作作为为多多级级放放大大器器的的输输出出级级。有有时时，也也将将其其作作为为多多级级放放大大器器的中间级，用于分配信号。的中间级，用于分配信号。共基极放大器没有电流增益，但电压增益不小，仍有共基极放大器没有电流增益，但电压增益不小，仍有功率增益。因为它的频率响应好，多用于放大高频信号。功率增益。因为它的频率响应好，多用于放大高频信号。返回本章目录三种组态放大器的比较共发射极放大器的电压、电流、功30 电子技术与实践电子技术与实践 多多级放大器放大器 一、组成方式一、组成方式:输输入入级级主主要要完完成成与与信信号号源源的的衔衔接接并并对对信信号号进进行行放放大大，一般都采用输入电阻高的放大器，如射极跟随器；一般都采用输入电阻高的放大器，如射极跟随器；中中间间级级主主要要用用于于对对信信号号进进行行电电压压放放大大，将将微微弱弱的的信信号号电电压压放放大大到到设设计计规规定定的的幅幅度度，一一般般都都采采取取几几级级共共发发射射极极放放大器来完成这个任务；大器来完成这个任务；输输出出级级主主要要用用于于对对信信号号进进行行功功率率放放大大，输输出出负负载载所所需需要的功率并完成和负载的匹配。要的功率并完成和负载的匹配。多级放大器一、组成方式:输入级主要完成与信号源31 电子技术与实践电子技术与实践 二、多级放大器的级间耦合方式二、多级放大器的级间耦合方式1.1.阻容耦合阻容耦合二、多级放大器的级间耦合方式1.阻容耦合32 电子技术与实践电子技术与实践 2.2.变压器耦合变压器耦合2.变压器耦合33 电子技术与实践电子技术与实践 3.3.直接耦合直接耦合3.直接耦合34 电子技术与实践电子技术与实践 二、二、多多级放大器的分析放大器的分析1 1、多级放大器电压放大倍数的计算、多级放大器电压放大倍数的计算A AU U=A=AU1U1AAU2U2AAUNUN 多级放大器的电压放大倍数等于各级多级放大器的电压放大倍数等于各级放大器电压放大倍数的乘积。放大器电压放大倍数的乘积。增益的分贝表示法，其定义为：增益的分贝表示法，其定义为：二、多级放大器的分析1、多级放大器电压放大倍数的计算AU=35 电子技术与实践电子技术与实践 场效应晶体管场效应晶体管一、一、场效应管的特点和类型场效应管的特点和类型场效应管是一种电压控制型器件，它利用改场效应管是一种电压控制型器件，它利用改变电场的强弱来控制半导体材料的导电能力。场变电场的强弱来控制半导体材料的导电能力。场效应管的输入电阻极高（最高可达效应管的输入电阻极高（最高可达1015），几），几乎不吸取信号源电流。它还具有热稳定性好、噪乎不吸取信号源电流。它还具有热稳定性好、噪声低、抗辐射能力强、制造工艺简单、便于集成声低、抗辐射能力强、制造工艺简单、便于集成等优点，因此在电子电路中得到了广泛的应用。等优点，因此在电子电路中得到了广泛的应用。根据结构的不同，场效应管分为结型和绝缘根据结构的不同，场效应管分为结型和绝缘栅型两类，其中绝缘栅型应用更广泛。栅型两类，其中绝缘栅型应用更广泛。场效应晶体管一、场效应管的特点和类型场效应管36 电子技术与实践电子技术与实践 二、二、各种场效应管的符号和特性曲线各种场效应管的符号和特性曲线1.N沟道结型沟道结型转移特性转移特性输出特性输出特性符号和极性符号和极性二、各种场效应管的符号和特性曲线1.N沟道结型转移特性输出特37 电子技术与实践电子技术与实践 2.p沟道结型沟道结型转移特性转移特性输出特性输出特性符号和极性符号和极性2.p沟道结型转移特性输出特性符号和极性38 电子技术与实践电子技术与实践 3.增强型增强型NMOS转移特性转移特性输出特性输出特性符号和极性符号和极性3.增强型NMOS转移特性输出特性符号和极性39 电子技术与实践电子技术与实践 4.增强型增强型PMOS转移特性转移特性输出特性输出特性符号和极性符号和极性4.增强型PMOS转移特性输出特性符号和极性40 电子技术与实践电子技术与实践 5.耗尽型耗尽型NMOS转移特性转移特性输出特性输出特性符号和极性符号和极性5.耗尽型NMOS转移特性输出特性符号和极性41 电子技术与实践电子技术与实践 6.耗尽型耗尽型PMOS符号和极性符号和极性转移特性转移特性输出特性输出特性返回本章目录6.耗尽型PMOS符号和极性转移特性输出特性返回本章目录42 电子技术与实践电子技术与实践 本章小节本章小节1.半导体三极管又称双极型晶体管半导体三极管又称双极型晶体管,是一种电流控是一种电流控制型器件，它有三个工作区域：放大区、截止区和饱制型器件，它有三个工作区域：放大区、截止区和饱和区。三极管工作在放大区必须满足：发射结有正偏和区。三极管工作在放大区必须满足：发射结有正偏电压，集电结有反偏电压。电压，集电结有反偏电压。2.三极管放大器有三种组态。共发射极放大器的三极管放大器有三种组态。共发射极放大器的电压和电流放大倍数都较大，应用广泛；共集电极放电压和电流放大倍数都较大，应用广泛；共集电极放大器的输入电阻高、输出电阻小，电压放大倍数接近大器的输入电阻高、输出电阻小，电压放大倍数接近1，适用于信号的跟随；共基极放大器适用于高频信，适用于信号的跟随；共基极放大器适用于高频信号的放大号的放大。本章小节1.半导体三极管又称双极型晶体管,43 电子技术与实践电子技术与实践 3.3.多多级级放放大大器器有有三三种种耦耦合合方方式式：阻阻容容耦耦合合、变变压压器器耦耦合合和和直直接接耦耦合合。多多级级放放大大器器的的电电压压放放大大倍数是各级放大器电压放大倍数的连乘积。倍数是各级放大器电压放大倍数的连乘积。4.4.场场效效应应管管又又称称单单极极型型晶晶体体管管，是是电电压压控控制制型型器器件件，有有绝绝缘缘栅栅型型和和结结型型两两类类。输输入入电电阻阻高高是场效应管的突出特点。是场效应管的突出特点。5.5.场场效效应应管管有有三三个个工工作作区区：可可变变电电阻阻区区、恒流区和击穿区。用于放大时，工作在恒流区。恒流区和击穿区。用于放大时，工作在恒流区。返回本章目录返回本章目录44