8.1 基本放大电路（课件）-《电工电子技术与技能》同步精品课堂（高教版）

《电工电子技术与技能》（高教版） 高等教育出版社 同步精品课程——中职专业课 第8章 放大电路与集成运算放大器 8.1基本放大电路 知识目标 1.理解基本放大电路的基本概念和工作原理，包括放大电路的定义、分类和主要作用。 2.掌握基本放大电路的主要组成部分，如电源、输入信号源、放大元件（如晶体管、运放等）和输出负载。 能力目标 1.了解不同类型的基本放大电路（如共射放大电路、共基放大电路、共集放大电路等）的特点和适用场景。 2.掌握放大电路的主要性能指标，如电压放大倍数、输入电阻、输出电阻、带宽、失真等，并能进行简单的计算和评估。 情感目标 1.能够分析基本放大电路的工作原理，包括信号在电路中的传输和放大过程。 2.能够根据给定的电路图，识别放大电路的类型，并计算其性能指标。 3.能够设计简单的放大电路，以满足特定的性能要求，如电压放大倍数、输入输出电阻等。 三维目标 导入情景 01 如图3.8.1 (a) 所示，基本共射放大电路中信号由三极管基极和 发射极输入，从集电极和发射极输出。 新知学习 02 一、基本共射放大电路 静态 直流通路 指将交流信号视为零，直流信号所流经的通路。根 据电容的“通交隔直”作用，基本共射放大电路的直流通路画法如 图3.8.1(b) 所示。 静态工作点 静态时三极管的直流电压U、Ucm 和对应的直流电 流Ig、Ie,统称为静态工作点Q, 通常写为Uaeg、Ucro、Iao、Ieo。 估算静态工作点可用公式 Ico=βlgq 新知学习 02 各元器件的作用是： VT—— 三极管，工作在放大状态，起电流或电压放大作用。 Vcc——放大电路直流电源，给三极管提供偏置电压(发射结加 正向偏压，集电结加反向偏压),同时为输出信号提供能量。 R₀——基极偏置电阻，电源Vcc通过R,向基极提供合适的偏置电 流Ig。 R₀——集电极偏置电阻，将三极管电流的变化量转化为电压的变 化量。 C₁ 、C₂—— 分别是输入、输出耦合电容，起“通交隔直”作用。 由图3.8.1(a) 可知，放大电路中直流信号和交流信号共存。为 了研究问题的方便，常把放大电路分成直流通路和交流通路。放大电 路的工作状态相应地分为静态和动态两种。用直流通路分析静态工作点，用交流通路分析动态参数。 一、基本共射放大电路 新知学习 02 二、分压式偏置放大电路 交流通路 指交流信号所流经的通路，此时直流电压源看作短路，耦合电 容由于其容抗很小也可看成短路。基本共射放大电路的交流通路如 图3.8.4所示。 从交流通路可以看出，因为发射极为输入、输出信号的共同接地 端，故命名为共射极放大电路。 切削运动分析： 新知学习 02 1.动态性能指标 衡量小信号放大器的主要性能指标是电压放大倍数、输入电阻和 输出电阻。 电压放大倍数A。 输出电压有效值与输入电压有效值之比，定义 式为 二、分压式偏置放大电路 切削运动分析： 新知学习 02 2.基本共射放大电路的交流通路 (1)电压放大倍数A,是衡量放大电路放大能力的指标，改变基极 电阻R,的值是调整放大倍数的有效方法。 (2)输入电阻R;是反映放大电路从信号源索取电压大小的主要参 数，因此通常要设法提高放大电路的输入电阻。 (3)输出电阻R。是反映放大电路带负载能力的主要参数，因此通 常希望放大电路的输出电阻R。要小一些。 二、分压式偏置放大电路 切削运动分析： 新知学习 02 3.固定偏置放大电路的结构简单，具有较大的电压放大倍数和电流 放大倍数，输入和输出电阻适中，偏流Ig稳定，但I、Ug 的稳定性 差，当环境温度变化或更换三极管时，由于三极管参数的变化，将引 起静态工作点的变动，严重时甚至使放大电路不能正常工作，所以一 般应用在温度变化小、技术要求不高的情况下。 二、分压式偏置放大电路 切削运动分析： 新知学习 02 4.分压式偏置共射放大电路如图3.8.5(a) 所示。 u正半周D和D导通，给 C 充电, u达到12 3 2最大值时，C 两端电压充到最大值。 二、分压式偏置放大电路 切削运动分析： 新知学习 02 与基本共射放大电路相比，增加了R₂、R。、C。三个元件，它们的 作用是： R₀₁ 、R₂—— 基极上、下偏置电阻，串联分压使静态时三极管的 基极电位固定。 Re——发射极电阻，起到稳定静态电流的作用。 C。——旁路电容，可使发射极交流接地，使电阻R。对交流电路 无影响。 二、分压式偏置放大电路 切削运动分析： 新知学习 02 稳定过程 (1)静态工作点 分压式偏置共射放大电路的直流通路如图3.8.5(b) 所示。 一般 情况下，此电路满足以下两个条件： 第一，由于I 很小， 一般I₁>Ig, 这样，可以看成I₁≈I₂ , 即R,₁ 和R₂ 为串联关系。 第 二 ，Ug>U ( 一般U 为Um的5～10倍)。 三、射极输出器 新知学习 02 3.射极输出器的电路、直流通路、交流通路如图3.8.6所示。集电 极为输入与输出回路的公共端，因此该电路称为共集放大电路，又称射极输出器。 三、射极输出器 小试牛刀 题目 1： 基本放大电路的主要作用是什么？ A. 转换电压类型 B. 放大电压信号 C. 降低电压 D. 减小电流 解析：基本放大电路的主要作用是通过放大元件（如晶体管、运放等）将输入信号放大，以便后续电路处理。因此，正确答案是B。 答案：B 尝试解答下面习题 小试牛刀 题目 2： 以下哪种放大电路类型具有电压跟随性好的特点？ A. 共射放大电路 B. 共基放大电路 C. 共集放大电路 D. 差分放大电路 解析：共集放大电路（也称为射极跟随器）具有电压跟随性好的特点，其输出电压能够很好地跟随输入电压的变化。因此，正确答案是C。 答案：C 尝试解答下面习题 单相变压器的基本结构包括以下哪些部分？ A. 铁芯、初级绕组、次级绕组、绝缘材料 B. 铁芯、次级绕组、初级绕组、绝缘材料 C. 铁芯、绝缘材料、初级绕组、次级绕组 D. 初级绕组、次级绕组、铁芯、绝缘材料 解析：正确答案是A。单相变压器的基本结构包括铁芯、初级绕组、次级绕组和绝缘材料等组成部分，它们共同实现电能的变压和传输。 小试牛刀 题目 3： 在基本放大电路中，放大元件的作用是什么？ A. 提供电源 B. 放大输入信号 C. 减小输出电阻 D. 增加失真 解析：放大元件（如晶体管、运放等）在基本放大电路中的主要作用是放大输入信号，以便得到更大的输出电压。因此，正确答案是B。 答案：B 尝试解答下面习题 小试牛刀 题目 4： 放大电路的电压放大倍数通常与哪个因素有关？ A. 输入电阻 B. 输出电阻 C. 放大元件的特性 D. 电源电压 解析：放大电路的电压放大倍数主要由放大元件的特性决定，如晶体管的跨导、运放的开环增益等。因此，正确答案是C。 答案：C 尝试解答下面习题 题目 5： 差分放大电路的主要优点是什么？ A. 放大倍数高 B. 失真小 C. 抑制共模信号 D. 带宽大 解析：差分放大电路的主要优点在于其能够抑制共模信号（即两个输入端同时出现的相同信号），只对差模信号（即两个输入端之间的相对变化）进行放大。因此，正确答案是C。 答案：C 小试牛刀 尝试解答下面习题 题目 6： 在共射放大电路中，当输入信号增加时，输出信号如何变化？ A. 保持不变 B. 减小 C. 增大 D. 无法确定 解析：在共射放大电路中，当输入信号增加时，由于放大元件的作用，输出信号也会随之增大。因此，正确答案是C。 答案：C 小试牛刀 尝试解答下面习题 题目 7： 以下关于放大电路输入电阻的说法，哪一项是正确的？ A. 输入电阻越大，放大倍数越高 B. 输入电阻越小，电路对信号源的负担越小 C. 输入电阻的大小与放大倍数无关 D. 输入电阻的大小取决于输出电阻 解析： 放大电路的输入电阻是指从放大电路输入端看进去的等效电阻。它反映了放大电路对信号源的影响，即电路从信号源吸取电流的大小。 答案：C 小试牛刀 尝试解答下面习题 题目 8： 一个共射极放大电路，其输入电阻Ri=1kΩ，输出电阻Ro=10kΩ，电压放大倍数A v=100。当输入电压Vin=1mV时，求输出电压V out和负载电阻R L=1kΩ时的负载电流I 。 解： 根据电压放大倍数的定义，有Av= V inVout 代入已知值A v=100和Vin=1mV，得Vout=A v×V in=100×1mV=100mV ​ ​ 小试牛刀 尝试解答下面习题 题目 9: 一个共射极放大电路，其电压放大倍数A v=50，输入电阻R i=2kΩ，输出电阻R o=5kΩ。当输入信号为V in=2mV，50Hz的正弦波时，且负载电阻R L=5kΩ，求：输出电压V out的幅值。 解：根据电压放大倍数的定义，有 小试牛刀 尝试解答下面习题 课堂小结 03 本节课我们深入探讨了基本放大电路的原理、分类以及关键参数。首先，我们明确了放大电路的核心作用——放大电压信号，使得微弱的输入信号能够被有效放大，以供后续电路使用。接着，我们学习了不同类型的放大电路，如共射放大电路、共基放大电路和共集放大电路，并了解了它们各自的特点和应用场景。 在讨论放大电路的关键参数时，我们强调了电压放大倍数、输入电阻、输出电阻等性能指标的重要性，并解释了它们对电路性能的影响。此外，我们还特别提到了差分放大电路，它能够有效抑制共模信号，提高信号处理的精度。 通过本节课的学习，同学们不仅掌握了基本放大电路的基本知识，还学会了如何根据实际需求选择合适的放大电路类型。我相信在今后的学习和实践中，大家能够灵活运用这些知识，为电子系统的设计和优化提供有力支持。 作业布置 04 1.设计一个基于晶体管的共射放大电路，并计算其电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。请详细解释你的设计思路，并给出计算过程。 2.学生需要熟悉电路设计软件的基本操作，并理解差分放大电路的工作原理。通过实际绘制和仿真电路，学生可以加深对差分放大电路特性的理解。 3.在实验室中搭建一个基本放大电路，并测量其电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。请撰写一份实验报告，详细描述实验过程、数据记录和分析结果。 感谢观看 $$