7.1低频电压放大器（课件）-高一《汽车电工电子基础》同步教学（高教版）

中等专业教育国家规划教材配套用书 汽车电工电子基础 第七章　晶体管放大电路 第一节 低频电压放大器 放大电路(也称放大器)的主要任务是把微弱的电信号加以放大,然后 送到负载(所谓负载是指某种用电设备,如仪表、扬声器、显像管和继电 器等),以完成特定的功能。 图所示是扩音机的方框图。它由话筒、电压放大器、功率放大器、直 流电源和扬声器等部分组成。 图所示是放大器的方框图。由图可以看出,构成放大器必须有四个端 子,即两个输入端子,以引入要放大的信号;两个输出端子,把放大了的信 号送到负载。而晶体管只有三个电极,用它构成放大器时,必须用一个电 极作为输入端,一个电极作为输出端,剩下的一个电极作为输入、输出的 公共端。 晶体管构成放大器就有三种连接方式,如图所示,分别是:共基极电 路、共发射极电路和共集电极电路。 一、低频电压放大电路的组成 基本的低频小信号放大电路如图所示。它由晶体管、电阻、电容和直流 电源组成。电路中,晶体管VT 起电流放大作用;电阻RB 叫基极偏置电阻,为 晶体管提供合适的电流(也称偏流),以保证放大电路处于合适的工作状态; 集电极电源UC C 的作用有两个:一是为放大电路提供能量,二是保证晶体管 发射结处于正向偏置、集电结处于反向偏置;集电极电阻RC ,一方面给集 电极提供合适的直流电位,另一方面通过它将集电极电流的变化转换成电压 的变化,以实现电压放大;电容C1 、C2 叫隔直耦合电容,起传送交流信号、 隔断直流信号的作用。 二、低频电压放大电路的静态分析 放大器没有交流信号输入(即ui= 0)时的工作状态,称为静态。静态时 的基极电流IB 、集电极电流IC和集- 射极电压的值叫静态值。三个静态 值在输入、输出特性曲线上对应着一点Q,如图所示。通常把Q 点(或 IB ,IC 和UCE )叫做静态工作点,简称工作点或Q 点,并把Q 点所对应的三 个量分别用IBQ 、ICQ 和UC EQ 表示。 1.静态工作点的作用 假设在共发射极电路的输入端输入一个正弦波电压信号ui ,当ui 处 于正半周时,晶体管发射结正向偏置。但由于晶体管的输入特性存在死区, 所以只有当信号电压超过死区电压以后,晶体管才导通,产生基极电流ib ; 当ui 处于负半周时,发射结反向偏置,晶体管截止,没有基极电流产生,即 ib =0。基极电流随输入电压的变化波形如图所示。显然输入信号ui 在 基极引起的基极电流ib 在波形上产生了失真。 2.静态工作点的计算 对于静态工作点,可根据电路中已知的各个参数,利用公式来计算。 这种方法称为计算法。静态时没有交流信号输入,即ui = 0,此时电路中 只有直流量,所以C1 、C2 可视为断路,画出静态时的电路图,称为直流 通路。图所示放大电路的左直流通路如右图所示。由右图可知,在基极 回路中,基极静态电流为IBQ =( UCC–UBE)/RB 三、低频电压放大电路的动态分析 放大器有交流输入信号时的工作状态称为动态。此时晶体管的各极以 及RC、RB 上的电压和电流在直流分量的基础上再叠加一个交流分量。 1.电压放大的过程 如图所示,交流输入信号ui 通过输入耦合电容C1 引起晶体管VT 基- 射极电压uBE 变化,使基极电流iB作相应变化;由于晶体管VT 的电流放 大作用,使集电极电流(iC = iB )相应作更大变化,较大的iC 在RC 上 产生的交流输出电压通过输出耦合电容C2 送到负载RL 上。只要电路元 件选择合适,输出电压uo 比输入电压ui 要大很多,从而实现了电压放大 作用。 2.电压放大倍数的计算 假设C1和C2 的容量足够大,则对信号的交流阻抗很小,可看作对交流 短路,同时电源UCC内阻也很小,在它上面几乎没有交流压降,所以UCC 也 可看成交流短路。交流通路如电压放大倍数用字母Au 表示,则根据放大 倍数的定义可得Au = uo/ui由交流通路就可计算出电路的电压放大倍数。 例:在图所示电路中,已知UCC = 12 V,Rc =4 kΩ,RB = 400 kΩ,RL =4 kΩ,β =50,rbe =1.2 kΩ。试求:(1)静态工作点;(2)负载电阻RL 接入 前、后放大器的电压放大倍数;(3)如果输入电压的有效值Ui =10 mV,求负 载电阻RL接入前后放大器输出电压的有效值。 感谢您的观看 演讲人：稻小壳 ｜ 公司：金山办公软件有限公司 ｜ 团队：稻壳团队 $