各位同学大家好。之前我们已经掌握了三极管的结构特性和参数，今天我们要把三极管的知识用起来学习基本放大电路。放大电路是电子设备的核心，比如收音机里的信号放大，音响里的声音放大都离不开它。接下来我们会从三极管基本放大电路的构成、放大原理、静态工作点对放大波形的影响三个模块，一步步搞懂放大电路是怎么工作的。首先进入第一个模块，三极管基本放大电路。三极管放大电路有3种基本形式，分别是共发射极、共集电极和共基极放大电路。其中共发射极放大电路最常用，我们先从它的构成讲起。公共发射极基本放大电路看起来不复杂，主要由三极管、电阻、电容和直流电源这几个元件组成，每个元件都有明确的作用，我们一个一个来看。首先是晶体三极管，晶体三极管这是电路的核心，它的作用起到电流的放大作用。我们上节课学的三极管电流放大特性，ic等于贝塔倍的IB就是放大电路能放大信号的关键。第二个直流供电电源v cc有两个作用，一是给三极管的发射极加正向偏置，集电极加反向偏置。二是为电路提供工作能量，让信号放大有动力。积极偏置电阻RB它串联在积极回路中能调节积极电流IB的大小，从而确定三极管的静态工作点，避免波形失真。通常RB的阻值比较大，比如几十千欧到几兆欧。再来看集电极负载rc。串联在集电极回路中，它的作用是把三极管放大后的电流信号转化成电压信号。当集电极电流IC变化时，RC两端的电压会跟着变化。德耳塔V等于IC乘以RC这个变化的电压就是我们需要的放大后的信号。再来看对应的电容，电容有输入耦合电容C一和输出耦合电容C2，这两个电容的作用很关键，电容有隔直流通交流的作用。C一能把输入信号中的直流成分挡住，只让交流信号通过导三极管积极，同时防止输入电路直流影响三极管的偏执。C2则能把集电极回路中的直流成分隔离，只让放大后的交流信号输出，避免输出电路的直流影响负载。通常用电容为10 muta左右的电解电容。除了共发射极放大电路，另外两种基本形式也需要了解。共集电极放大电路。它的特点是三极管的集电极作为输入和输出的公共端，这种电路只有电流放大作用，没有电压放大作用，但它的输入电阻很大，输出电阻很小，就像一个缓冲器，用来实现阻抗匹配。比如前级电路输出电阻大，后级输入电阻小，中间加一个共集电极电路，就能让信号顺利传递，减少损耗，更积极放大电路以三极管的积极作为公共端，积极交流接地。它的主要优势是频率特性好，能处理高频信号，所以常用在高频放大器、高频振荡器或者宽带放大器里，比如收音机里的高频信号放大电路里。这里还要特别强调放大电路中电压、电流对应的符号规，因为后面分析信号时会经常用到，分不清符号很容易引起困惑。首先看第一个直流分量，直流分量对应的表示方法是用大写字母加大写下标来表示。比如积极直流电流IB集电极直流电流IC发射极直流电压VB这些是电路静态时的参数。交流信号对应的表示方法是用小写字母加小写，小写的下标表示。比如输入的交流积极电流IB交流集电极电流IC发射交流发射极电压VB这些是变化的信号分量。第三个表示交流交直流的一个叠加信号，用小写字母加大写下标表示，比如积极的总电流ib对应的是直流分量加交流分量，极电极的总电流同样是直流分量加上交流分量。电路工作时，三极管的电流和电压其实是直流分量和交流信号叠加后的结果。了解了电路构成，我们进入第二个模块，放大原理，这是核心内容，我们结合信号的传递过程来分析。大家可以对照屏幕上的波形图理解，整个放大过程可以分为五步，就像一条信号流水线输入信号耦合输入的交流信号vi。比如麦克风传来的微弱声音信号通过CE耦合到3极管的基极和发射极之间。这个时候基极和发射极之间的电压VB一是原来的直流偏压。VBEQ静态时的发射极电压硅管约为0.7伏，对应的和交流信号vi的叠加，也就是VB等于VBQ加上vi波形。如图B所示，能看到电压在VBQ的基础上上下波动，积极电流变化。因为VBE发生了变化，根据三极管的输入特性，基极电流IB也会跟着变化，形成交流分量IB所以总积极电流IB等于IBIBQ加上IB。I bq指的是静态的积极电流波形，可以看到如图C所示，电流的波动和VB的波动规律一致。再来看集电极电流的放大，根据三极管的电流放大作用，IC等于贝塔倍的IB积极电流的微小变化IB会引起集电极电流的较大变化IC并且IC等于贝塔乘以IB所以总集电极电流IC等于ICQ加上IC对应的ICQ是指的是静态的集电极电流。我们可以看到它的波形，如图D所示，能看到IC的幅度比IB大很多，这就是电流放大的过程。再来看电压转换，集电极电流IC通过集电极电阻RC时，RC两端的电压会随IC的变化而变化，对应的VRC等于C乘以rc因为电源VCC是固定的，所以三极管集电极和发射极之间的电压v ce等于VCC减去VRC。当ic增大，VRC增大，VCE就会减小。IC减小时，VRC减小，VCE就会增大。也就是说VCE的变化规律和IC相反。波形可以看到是如图一如图一所示，这里VC的交流分量就是放大后的电压信号对应的输出信号耦合，这是最后一点。最后对应的VC当中的直流分量被C2给隔离之后，只有交流分量通过C2形成输出信号对应的will vo的幅度比输入vi大很多，实现了电压放大，波形如图F所示。需要注意的是VO的波形和VI是反向的。VI正半周时对应的VO处于负半周，而vi负半周的时候VO是处于正半周的这是共发射极放大电路的一个特点，叫导向作用。简单总结一下输入的微弱电流，微弱的交流信号通过ce耦合到积极控制基极电流变化，经过三极管电流放大后，集电极电流发生更大变化，再通过RC转化成电压变化，最后经过C2隔离直流放输出放大后的交流信号。整个过程就像是用小力气控制大能量，实现了信号的放大。静态工作点对放大波形的影响。静态工作点是指电路没有输入信号，也就是VI等于零时，三极管的静态参数IBQ、ICQ、VCEQ对应的工作点。它就像电路的基础位置，如果这个位置设置不合适，放大后的波形就会变形，也就是失真。常见的有两种失真，饱和失真和截止失真。首先看饱和失真，这种失真是因为静态工作点偏高导致的。比如积极偏置电阻RB选小了RB小会让积极静态电流IBQ偏大，进而使集电极静态电流ICQ也偏大。三极管的静态工作点靠近饱和区，当输入信号VI的正半周到来时，积极电流会进一步增大，导致集电极电流IC也增大，但此时三极管已进入饱和区。饱和区的特点是IC不再随IB的变化，所以IC的正半珠顶住了，对应的VC的后半周就会被削平，反映到输入信号VO上，就是负半周波形失真。屏幕上对应的图B能清楚的看到这种靴底的波形。解决饱和失真的方法很简单，适当增加偏置电阻RB rb增大积极电流ib q会减小，ic q也随之减小，静态工作点就会向下移，远离饱和区，失真就能消除。再看截止失真和饱和失真，相反，它是因为静态工作点偏低造成的。比如rb选大了，这个时候对应的ibu很小，ICQ也很小，工作点靠近截止区，当输入信号VI的后半周到来时，积极电流IB会变得更小，甚至接近0。此时三极管的发射极会在一段时间内处于反向偏置进入截止区。截止区的IC约等于0，所以IC的副班周无法跟随IB变化被消掉。对应的VCE的正半周就会失真，输出VO的正半周波形被削平，如图B的骁鼎霄顶的一个波形，就是对应的输出电压的截止时间的一个图像。解决截止师生的方法是适当减小RB，让IBQ增大，ICU也跟着增大，静态工作点向上移，远离截止区，波形就能恢复正常。那怎么测量和调整静态工作点呢？实操中有个简单的方法，首先找一个定值电阻和一个电位器，比如100千欧串联代替原来的固定偏置电阻RB，这样就能通过调节电位器改变总电阻，进而调整IBQ，把万用表调整到直流电流档，串联在三极管的集电极回路中。比如在极电极和rc之间切开，接入万用表，用来测量ic q接通电源，缓慢调节电位器，观察万用表的电流示数，读到直到ICQ达到我们需要的数值，比如小功率硅管，ICQ通常调到1到2毫安测量此时定值电阻和电位器的总阻值，然后找一个和这个阻值相当的固定电阻，替换掉串联的定值电阻和电位器，静态工作点就调整好了最后我们来做三道练习题巩固今天的内容第一道题，基本共射放大电路当中起隔直流通交流作用的元件是什么？对应的在共涉及放大电路当中，三极管是放大核心，RB是调偏直的，RRC是转换电压的，只有电容能隔直流通交流。所以这道题的答案应该是选择D选项。第二题，基本放大电路中若静态工作点设置过高会产生什么失真？工作点高靠近饱和区产生的是饱和失真，所以这道题答案应该是选择B选项。截止失真是工作点设置过低，而交易失真是我们后面会学的推挽放大电路的问题。频率失真是高频或者是低频信号放大不好都不对应。第三题，在NPN3极管共射放大电路当中，输入波形为正弦波。如果输出波形如图所示，那么该电路存在什么样的现象？从这个图形上我们可以看到，对应的输出电压负半轴被削去一部分，对应的这个图像后半段被消去一部分的失真是饱和失真，所以这道题对应的选项应该是选择B选项。今天我们学习了三极管三种基本放大电路的构成，共发射极电路的放大原理，还有静态工作点对波形的影响。这些东西分析复杂放大电路的基础，大家课后可以试着画一画共发射极放大电路，标清楚每个元件的作用，再理一理信号的传递过程，把放大原理吃透。今天的课就上到这里，谢谢大家。