7. 1熟悉放大电路(课件）-高二《汽车电工电子基础》同步教学（北京理工大学出版社）

项目七 三极管及其在汽车中的应用 任务7.1熟悉放大电路 任务7. 2多级放大器 任务7. 3集成运算放大电路 任务7. 4放大电路中的负反馈 任务7. 5放大电路在汽车中的应用 返回 1 任务7. 1熟悉放大电路 放大电路的作用是将微弱的电信号进行放大，它是组成各种电子电路的基础，应用十分广泛。对放大电路的主要要求有两个方面:第一是要具有一定的放大能力，放大后输出信号电压(电压放大器)或输出信号功率(功率放大器)达到要求;第二是失真要小，即放大后输出信号的波形应尽可能保持与输入信号波形一致。 放大器的种类很多，按照信号的信号频率划分，可分为低频放大器、中频放大器、高频放大器和直流放大器等。 活动7.1.1三极管 依据工作原理的不同，三极管可分为单极型三极管和双极型三极管两种。 下一页 返回 任务7. 1熟悉放大电路 单极型三极管又称场效应管，这种三极管工作时，参与导电的载流子只有一种(电子或空穴)，因此称为单极型三极管。双极型三极管工作时，电子、空穴都参与导电，因此称为双极型三极管。本项目及以后各项目内，提到三极管时指的是双极型三极管，单极型管使用场效应管这个名称。 1.三极管的结构与符号 三极管是一个三层结构，具有两个PN结的元件。三极管的中间层称为基区。基区两边分别称为发射区和集电区。三极管的发射区与集电区是同类型的半导体，所以三极管就有两种形式，如图7一1所示。图7一1 (a)所示的三极管称为NPN型管，图7-1 (b)所示的三极管称为PNP型管，这两种三极管符号也在图7一1中示出。 上一页 下一页 返回 任务7. 1熟悉放大电路 三极管的基区半导体类型与发射区和集电区不同，所以在基区与发射区，基区和集电区之间分别形成PN结。发射区与基区之间的PN结称为发射结，集电区与基区间的PN结称为集电结。由三极管这三个区引出的电极，分别称为基极(B)、发射极(E)和集电极(C)。 在晶体管中，三个电极的电流方向是确定的，NPN型和PNP型晶体管各极电流的方向是不同的。对于NPN型晶体管，电路符号中发射极电极形象地指出了发射极电流的流动方向是管内流向管外，而基极电流和集电极电流是流入管内的;PNP型晶体管的情况正好相反。电流从发射极流入，由集电极和基极流出。由此可见，晶体管的电路符号指明了该管的类型，同时也指明了发射极电流的流动方向，进而可推知该管基极和集电极电流的流动方向。 上一页 下一页 返回 任务7. 1熟悉放大电路 2.三极管的放大作用 二极管有两个电极，给它加一个电压(正向偏置或反向偏置)就有正向导通和反向截止的两种工作状态。而晶体管有三个电极，必须有两个外加电压，才能决定晶体管两个PN结的工作状态，所以有一个电极必须是共用的。按共用极的不同，晶体管电路可构成共发射极、共基极和共集电极三种接法，在后续内容中，一般以NPN型晶体管的共发射极接法为例分析晶体管电路的工作情况。 晶体管放大作用可按图7 -2连接电路。发射极作为公共端接地，并选取 。在基极回路电源UBB作用下，发射结正向偏置(即基极电位高于发射极电位)，在集电极回路电源UCC作用下，集电结反向偏置(即集电极电位高于基极电位)。 上一页 下一页 返回 任务7. 1熟悉放大电路 晶体管具有电流放大能力，它能将基极电流IB放大β倍而形成集电极电流IC，就其本质而言，这种“放大”是一种控制，是以较小的电流IB控制较大的电流IC 。 3.三极管的三种工作状态 晶体管工作状态的不同是由其集电结和发射结偏置不同造成的，它可以分成放大状态、饱和状态及截止状态。这些不同工作状态表现出来的特性是不同的，所以将被应用于不同的场合。 (1)放大状态 处于放大状态的晶体管，各极之间电流关系为 并且 ，即 上一页 下一页 返回 任务7. 1熟悉放大电路 晶体管处于放大状态的条件是发射结正向偏置，集电结反向偏置。图7一3所示为处于放大状态的晶体管电流和电压示意图。 (2)饱和状态 处于饱和状态的晶体管，基极电流I。增大时，集电极电流入增大很小或不再增大，基极电流I。失去对集电极电流入的控制作用，因而晶体管饱和时没有放大作用。 晶体管处于饱和状态的条件是发射结正向偏置，集电结也是正向偏置。图7 -4所示为处于饱和状态晶体管电流和电压示意图。 晶体管处于饱和状态时的条件是 上一页 下一页 返回 任务7. 1熟悉放大电路 图7 -4(b)中标出发射结和集电结的正向偏置 ，考虑到饱和时晶体管UCE ≈ E0. 3 V左右，将晶体管三根引脚各点电位比较发现，处于饱和状态的晶体管，基极电位最高，集电极电位次之，发射极电位最低。 图7 -4(c)示意晶体管处于饱和状态时，集电极C和发射极E