三极管单管放大器.
电工电子三极管放大电路 (共87张PPT)
• 差模输入信号uid——大小相等而极性相反的两个输入信号。
（a）扩音机的功能框图 这种失真是因为三极管进入饱和引起的
任务三 学习放大电路的图解分析法 ②共射极放大电路的倒相作用——ib、ic与ui 相位相同；
图6-3 简化的单管放大电路
（a）信号直接输入输出
（b）变压器耦合信号输入输出
图6-4 信号输入输出的其他形式
2 放大电路中电压和电流符号的规定
• 表6-1 放大电路中电压和电流的符号
名称
直流值
交流分量
瞬时值
有效值
总电压或 电流
瞬时值
基极电流
IB
ib
集电极电流 发射极电流
IC IE
ic ie
集-射极电压
• 1．三极管微变等效电路 • 2．放大电路的微变等效电路
1．三极管微变等效电路
• （1）输入端等效
• 如果输入信号很小，可认为三极管在静态工 作点附近的工作段是线性的
• uCE为常数的条件下，当晶体管在静态工 作点上叠加一个交流信号时，有输入 电压的微小变化量ΔuBE以及相应的基极电
流变化量ΔiB。
• 设输入信号ui＝ωt V，则晶体三极管发射
结上的总电压
• uBE＝UBEQ＋ui＝（＋ωt）在之间变化。 • 由于晶体三极管工作在输入特性曲线
的线性区，随着uBE的变化，工作点沿 着Q→Q1→Q→Q2→Q往复变化，故iB随 ui按正弦规律变化，变化范围为20～60μA
之间，
• 即ib＝20sinωt μA
大电路输出端看进去的等效内阻称为输出电阻ro。
三极管计算
实验三 晶体管单管共射放大电路一、实验目的：1．学习电子线路安装、焊接技术。
2．学会放大器静态工作点的测量和调试方法，分析静态工作点对放大器性能的影响。
3．掌握放大器交流参数：电压放大倍数、输入电阻、输出电阻、最大不失真输出电压和频率特性的测试方法。
4．进一步熟悉常用电子仪器及模拟电路设备的使用方法和晶体管β值测试方法。
二、实验原理：（一）实验电路图3.1中为单管共射基本放大电路。
1．① R B 基极偏流电阻，提供静态工作点所需基极电流。
R B 是由R 1和RW 串联组成，RW 是可变电阻，用来调节三极管的静态工作点，R 1（3K ）起保护作用，避免RW 调至0端使基极电流过大，损坏晶体管。
② R S 是输入电流取样电阻，输入电流I i 流过R S ，在R S 上形成压降，测量R S 两端的电压便可计算出I i 。
③ R C —集电极直流负载电阻。
④ R L —交流负载电阻。
⑤ C1、C2 —耦合电容。
（二）理论计算公式： ① 直流参数计算：CCQ CEQ BQ EQ CQ BEQ BBEQBQ RI VCC V I I I V7.0V ;RV VCC I -=β⋅=≈≈-≈式中：..② 交流参数计算：()CObeB i ViS i VS LCL be 'LV 'bb EQ 'bb be RRr //R R A R R R A RRR ;r R A 300r (mA)I (mV)26β1r r ≈=*+=='*β-=++≈∥Ω的默认值可取式中：（三）放大电路参数测试方法由于半导体元件的参数具有一定的离散性，即便是同一型号的元件，其参数往往也有较大差异。
设计和制作电路前，必须对使用的元器件参数有全面深入的了解。
有些参数可以通过查阅元器件手册获得；而有些参数，如晶体管的各项有关参数（最重要的是β值），常常需要通过测试获取，为电路设计提供依据。
另一方面，即便是经过精心设计和安装的放大电路，在制作完成后，也必须对静态工作点和一些交流参数进行测试和调节，才能使电路工作在最佳状态。
三极管基本放大电路的三种组态
除去信号的输入、输出端。
另一端就是共极三极管基本放大电路的三种组态组态一：共射电路组态二：共集电极电路共集电极组态基本放大电路如图所示。
(1)直流分析(2)交流分析放大倍数／输入电阻／输出电阻组态三：共基极放大电路共基组态放大电路如图交流、直流通路微变等效电路共基极组态基本放大电路的微变等效电路性能指标三种组态电路比较放大电路的三种基本组态2．6．1共集电极放大电路上图（a）是一个共集组态的单管放大电路，由上图（b）的等效电路可以看出，输入信号与输出信号的公共端是三极管的集电极，所以属于共集组态。
又由于输出信号从发射极引出，因此这种电路也称为射极输出器。
下面对共集电极放大电路进行静态和动态分析。
一、静态工作点根据上图（a）电路的基极回路可求得静态基极电流为(2.6.1)二、电流放大倍数由上图（b）的等效电路可知Ai= - (1+β) (2.6.4)三、电压放大倍数由上图（a）可得Re’=Re//RL由式（2．6．4）和（2．6．5）可知，共集电极放大电路的电流放大倍数大于1，但电压放大倍数恒小于1，而接近于1，且输出电压与输入电压同相，所以又称为射极跟随器。
四、输入电阻由图2．6．1（b）可得Ri=rbe+(1+β)Re’由上式可见，射极输出器的输入电阻等于rbe和（1＋β）R、e相串连，因此输入电阻大大提高了。
由上式可见，发射极回路中的电阻R、e折合到基极回路，需乘（1＋β）倍。
五、输出电阻在上图（b）中，当输出端外加电压U。
，而US=0时，如暂不考虑Re的作用，可得下图。
由图可得由上式可知，射极输出器的输出电阻等于基极回路的总电阻（）除以（1＋β），因此输出电阻很低，故带负载能力比较强。
由上式也可见，基极回路的电阻折合到发射极，需除以（1＋β）。
2．6．2共基极放大电路上图（a）是共基极放大电路的原理性电路图。
由图可见，发射极电源VEE的极性保证三极管的发射结正向偏置，集电极电源VCC的极性保证集电结反向偏置，从而可以使三极管工作在放大区，因输入信号与输出信号的公共端是基极，因此属于共基组态。
单管放大电路原理
单管放大电路原理单管放大电路是一种基本的电子电路，常用于音频放大器和电视机等电子设备中。
它的主要原理是利用晶体管的放大作用，将输入信号放大后输出到负载上，以实现信号的放大和增强。
下面我们来一起详细了解一下单管放大电路的原理及其应用。
单管放大电路的基本原理是利用晶体管的三种工作状态：截止状态、放大状态和饱和状态。
其中，放大状态是最常用的工作状态。
在放大状态下，晶体管的发射极和基极之间的电流变化可以被控制，从而实现信号的放大。
具体来说，当输入信号加到晶体管的基极上时，会引起基极电流的变化，进而导致晶体管的发射极电流的变化。
通过适当的电路设计，可以使得输入信号的小变化能够放大到较大的幅度，并输出给负载。
单管放大电路常用的电路结构有共射极放大电路、共基放大电路和共集放大电路。
其中，共射极放大电路是最常见的一种结构，也是应用最广泛的一种。
它的基本原理是将输入信号加到晶体管的基极上，输出信号从晶体管的集电极上获取。
通过适当的电路设计，可以实现输入信号的放大和相应增益的控制。
单管放大电路的应用非常广泛。
例如，它常用于音频放大器中，将低幅度的音频信号放大到足够的功率，以驱动扬声器发出高质量的声音。
它还可以用于电视机和无线电接收机等设备中，用于接收和放大来自外部天线或信号源的电频信号。
此外，单管放大电路还可用于传感器信号的放大和处理，以及医疗仪器和实验设备中的各种测量和控制系统中。
在设计和应用单管放大电路时，需要注意一些关键因素，如电路的电压和电流要求、输入和输出阻抗的匹配、负载的适配以及信号的失真和噪声控制等。
同时，还应考虑晶体管的工作参数和特性，如最大电压和电流、频率响应和温度稳定性等。
总之，单管放大电路是一种重要的电子电路，具有广泛的应用领域。
通过理解其基本原理和注意相关因素，我们可以设计和应用出高性能的单管放大电路，以满足各种电子设备的需求。
实验一 单级交流放大电路 实验报告
For personal use only in study and research; not forcommercial use实验一单级交流放大电路一、实验目的1.熟悉电子元器件和模拟电路实验箱，2.掌握放大电路静态工作点的调试方法及其对放大电路性能的影响。
3.学习测量放大电路Q点，AV ，ri，ro的方法，了解共射极电路特性。
4.学习放大电路的动态性能。
二、实验仪器1.示波器2.信号发生器3.数字万用表三、实验原理1.三极管及单管放大电路工作原理。
以NPN三极管的共发射极放大电路为例说明三极管放大电路的基本原理：三极管的放大作用是：集电极电流受基极电流的控制，并且基极电流很小的变化，会引起集电极电流很大的变化，。
如果将一个变化的小信号加到基极跟发射极之间，这就会引起基极电流Ib的变化，Ib的变化被放大后，导致了Ic很大的变化。
如果集电极电流Ic是流过一个电阻R的，那么根据电压计算公式U=R*I可以算得，这电阻上电压就会发生很大的变化。
我们将这个电阻上的电压取出来，就得到了放大后的电压信号了。
2.放大电路静态和动态测量方法。
放大电路良好工作的基础是设置正确的静态工作点。
因此静态测试应该是指放大电路静态偏置的设置是否正确，以保证放大电路达到最优性能。
放大电路的动态特性指对交流小信号的放大能力。
因此动态特性的测试应该指放大电路的工作频带，输入信号的幅度范围，输出信号的幅度范围等指标。
四、实验内容及步骤1.装接电路与简单测量图1.1 工作点稳定的放大电路(1)用万用表判断实验箱上三极管V的极性和好坏，电解电容C的极性和好坏。
测三极管B、C和B、E极间正反向导通电压，可以判断好坏；测电解电容的好坏必须使用指针万用表，通过测正反向电阻。
三极管导通电压UBE=0.7V、UBC=0.7V，反向导通电压无穷大。
(2)按图1.1所示，连接电路(注意：接线前先测量+12V电源，关断电源后再连线)，将RP的阻值调到最大位置。
三极管基本放大电路
7、如图所示的单管放大电路中，设晶体管的β=40， （1）估算放大电路的静态工作点IBQ、ICQ 、VCEQ （2）估算放大器电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。
6、放大器的交流参数有哪些？
7、如何估算基本放大电路的静态工作点？
8、如何估算基本放大电路的交流参数？
◇ 要点点拔
一、三极管基本放大电路
三极管V：核心元件，放大电流。
电源VCC：保障三极管处于放大状态。 RB：基极偏置电阻，提供适当的 基极电流，以使电路获得合 适的静态工作点。 RC：将集电极电流的变化转化成 集射之间的电压变化。 共发射极放大电路
2、交流参数的估算： 依据：交流通路
三极管输 r ≈300+（1+β） be 入电阻rbe ：
ri=Rb//rbe ≈rbe
三极管输 出电阻： rce
ro=Rc//rce≈Rc
Av = vo/ vi= -β (RC// RL)/ rbe
举例分析：
用估算法分析下图的静态工作点,已知β=37.5。
Hale Waihona Puke U CC U BE IB RB
说明：1、从波形图上能看出，该电路对输入信号进行了放大。
2、输出信号与输入信号相位相反，这种共发射极放大电路又称反相放大器。
六、直流通路与交流通路
1、直流通路的画法： 将电容视为开路，其他不变。
将电容和电源视为短路，其他不变。 2、交流通路的画法：
用来分析放大电 路中的静态工作点
用来分析放大电 路中的交流参数
5、在共射极放大电路中，偏置电阻Rb增大，三极管
的（
A、VCE减小
）。
B、IC减小 C、IC增大 D、IB增大
6、在如图所示的放大电路中，三极管的电流放大 系数β=60，VBEQ=0.7V,试求:
实验三晶体管共射极单管放大器（1）
实验三晶体管共射极单管放⼤器（1）实验⼆晶体管共射极单管放⼤器预习部分⼀、实验⽬的⒈学会放⼤器静态⼯作点的调试⽅法，分析静态⼯作点对放⼤器性能的影响。
⒉掌握放⼤器主要性能指标及其测试⽅法。
⒊熟悉⽰波器、函数发⽣器、交流毫伏表、直流稳压电源及模拟实验箱的使⽤。
⼆、实验原理1．静态⼯作点对放⼤器性能的影响及调试1)静态⼯作点当放⼤电路未加输⼊信号（u i= 0）时，在直流电源作⽤下，晶体管基极和集电极回路的直流电流和电压⽤I BQ、U BEQ、I CQ、U CEQ表⽰，它们在晶体管输⼊和输出特性上各⾃对应⼀个点，称为静态⼯作点。
放⼤器静态⼯作点Q的位置对放⼤器的性能和输出波形有很⼤影响。
以NPN型三极管为例，如⼯作点偏⾼（如图2-2-1中的Q1点），放⼤器在加⼊交流信号以后易产⽣饱和失真，此时u o的负半周将被削底；如⼯作点偏低（如图2-2-1中的Q2点）则易产⽣截⽌失真，即u o的正半周被缩顶（⼀般截⽌失真不如饱和失真明显）。
这些情况都不符合不失真放⼤的要求。
所以在选定⼯作点以后还必须进⾏动态调试，即在放⼤器的输⼊端加⼊⼀定的u i，检查输出电压u o的⼤⼩和波形是否满⾜要求。
如不满⾜，则应调节静态⼯作点的位置。
图2-2-1 静态⼯作点不合适产⽣波形失真最后还要说明的是．．．．:上⾯所说的⼯作点“偏⾼”或“偏低”不是绝对的，应该是相对信号的幅度⽽⾔，如信号幅度很⼩，即使⼯作点较⾼或较低也不⼀定会出现失真。
所以确切地说，产⽣波形失真是信号幅度与静态⼯作点设置配合不当所致。
若要获得最⼤的不失真输出电压，静态⼯作点最好尽量靠近交流负载线的中点，如图2-2-2中的Q 点。
u CEI图2-2-2 具有最⼤动态范围的静态⼯作点+U CC +12Vs U oU图2-2-3 共射极单管放⼤器2) 静态⼯作点的调试和测量⽅法静态⼯作点由偏置电路设置。
放⼤电路常⽤的偏置电路有固定和分压式偏置电路。
固定偏置电路仅由⼀个基极电阻构成，要求电阻在兆欧数量级上，Q 点易受晶体管参数变化和基极电阻值误差的影响。
单管放大器总结 共射、共集、共基放大电路
晶体管共射极单管放大器单管放大电路的三种基本结构单管放大电路有共发射极、共基极和共集电极三种解法（组态），他们的输入和输出变量不同，因而电路的性能也不太一样。
共发射极单管放大电路.共集电极单管放大电路.共基极单管放大电路图一为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路图。
他的偏置电路采用Rb1组成的分压式电路，并在发射极中接有电阻Re,以稳定放大器的静态工作点。
在放大器的输入端加入输入信号Ui后，在放大器的输入端可得到一个与Ui相位相反，幅值被放大的输出信号U0，从而实现放大。
图一共射极单管放大器实验电路图当流过电阻Rb1和Rb2的电流远大于晶体管T的基极电流Ib时，则他的静态工作点Ub可以以以下式估算Ub=Rb1*U/Rb1+Rb2 Ie=Ub-Ube/Re≈Ic Uce=Ucc-Ic(Rc+Re)放大倍数Av=-β(Rc∥Rc)/rbe+(1+β)Re输出电阻:R=Rb1∥Rb2∥[rbe+(1+β)Re]输入电阻;R0≈Rc放大器的测量与调试一般包括：放大器静态工作点的测量与调试。
消除干扰与自激振荡机放大器各项动态参数的测量与调试。
1.放大器静态工作点的测量与调试（1）放大器静态工作点的测量测量放大器静态工作点的条件：输入信号Vi=0即将输入端与地短接，选用量程合适的直流毫安表和直流电压表分别测出所需参数：Ic,Ub,Uc,Ue.(2)静态工作点的调试放大器静态工作点的调试是指对管子集电极电流Ic（或Uce）的调试与测量。
静态工作点对放大器的性能和输出波形都有很大影响。
工作点偏高会导致饱和失真如图（2）所示；反之则导致截止失真如图（3).图二图三改变电路参数Ucc,Rc,Rb(Rb1,Rb2)都会引起静态工作点的改变如图四所示：图四2.放大器的动态指标测试放大器的动态指标包括：电压放大倍数，输入电阻，输出电阻，最大不失真输出电压（动态范围）和通频带等。
（1）电压放大倍数Av的测量调整放大器到合适的静态工作点，再加入输入电压Ui ，在输出电压不是真的情况下，用交流豪伏表测出Ui和Uo的有效值，则Av=Uo/Ui。
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RS 1K Vs Vi
K
V
V
Rb2
Re1 V
6.8K
100Ω
～
RL
Ce 100 μF 3K
Vi 40mv,1KH Z
Re2 1K
3、调测电压放大倍数AV
(EC =12V, Vi=40mV)
调节DF1641B函数信号发生器，送出一个信号：
正弦信号 (信号选择纽选 ~ ) 加到输入 f = 1kHz (调节频率范围,频率调节纽) 端Vi 不失真 （占空比为50%, 纽灯灭) Vi有效值 = 40mV （用交流毫伏表测得）
注意: 测量Ri时,由于电阻RS两端没有电路公共接地点，所以测量RS两
端电压VR时必须分别测出VS和Vi，然后按VR＝VS－Vi求出VR值。 测试Ro，应保持RL接入前后输入信号VS的大小不变。
放大器输入电阻和输出电阻测试
交流毫伏表 +
+12V
RW 100K
3K
Rc
Cb2
RS 1K
Cb1 10μ F
Rb 10k
10μ F
VO
T 3DG6
K
+
～ ～ —
Vs
Vi Rb2
6.8K
ＤＦ１６４１
Re1
100 Ω
Re2 1KΩ
RL
Ce 100 μF 3K
Vs 40mv, １KHZ
5、观察静态工作点调试不当引起的波形失真
在原来正常工作基础上，逐步加大输入信号Vi幅度，使 输出Vo足够大仅不失真。然后保持Vi不变，分别增大或减少 RW，观察静态工作点调试不当引起的波形失真，记录VO饱 和和截止失真的波形，并测出失真情况下的 IC和VCE的值， 记入表2—4。 （注意：测IC和VCE的值时，都要使Vi = 0，方法参照静态工 作点测试） 表2—4 (RL=∞)
在示波器监视Vi 、 Vo不失真的情况下，用AS2174F交流毫 伏表测出V o、Voc，记入表内。
Vi （mV）
V’o （V） RL=3KΩ
RL=3KΩ
AV
VOC（V）
RL → ∞
AV
RL → ∞
40
估算
实测
估算
实测
–12 实测值计算： AV
Vo Vi
–25
估算值计算见P21
调测电压放大倍数AV
IC （mA） RL=3kΩ RL=∞ Vim （mV） Vom （V） Vopp （V）
实验报告要求 见P12
1．列写实验目的； 2．画出实验电路； 3．列写所需仪器和器件； 4. 列表整理测量结果，并把实测的静态工作点、电 压放大倍数、输入电阻、输出电阻之值与理论计算值 比较，分析产生误差原因。 5. 总结RL及静态工作点对放大器电压放大倍数、输 入电阻、输出电阻的影响。 6. 讨论静态工作点变化对放大器输出波形的影响。 7. 分析讨论在调试过程中出现的问题。
电解电容 极性
～
+
K
Vs
Vi
Rb2
6.8K
e
100Ω
RL
1K
电位器引脚
可变端
Vi 40mv, 1KHZ
Re2
100 μf
Ce
3K
实验内容
1．用XJ4810图示仪测绘三极管的输出特性曲线， 并计算出三极管的电流放大倍数，
β=ΔIc/ΔIb=60
3DG6的共射输出特性曲线
2、静态工作点的调测
• 检查接线无误后，先接好+12V电源电压。 • 再 调 节 电 位 器 RW ， 使 发 射 极 对 地 电 位 VE=1.5V 止 （用万用表直流电压档监测），计算出静态工作电 流 IC ≈IE ≈VE /（Re1+ Re2）, 约为1.4mA。 • 用万用表直流电压档测出 VB 、 、 VC ，计算出 VBE 、 VCE 。 （VBE = VB - VE ， VCE = VC – VE ） • 用万用表电阻档测出上偏置电阻Rb1 （断开Rb1支路）
mV 40
VS
mV
Vi
RS KΩ
Ri （KΩ）
估 算
3.2
(V)
Vo
(V)
Voc
RL KΩ
Ro （KΩ）
估 算 实 测
1
Ri
实 测
3
Ro
3
Voc Vo Voc Vo RL Vo Vo RL
实测值计算：
Vi Vi V i Rs I i Vs Vi Vs Vi Rs
Vi
CH2
DF1641B
1KHZ,40mV
+
– +
1.3—18 V +12V
4、测试放大器输入电阻和输出电阻 RS = 1K
调节信号发生器输出一个 1000Hz 、 40mV不失真的正弦波， 并送到RS的前端作为VS信号。 在示波器监视Vi 、 Vo不失真的情况 下，用AS2174F交流毫伏表测出Vi 、V o、Voc。
（ V）
(EC = 12V, Vi = 0)
VE
（mA）
IC
（ V）
Vc
（ V）
VCE
（ V）
VB
（ V）
VBE
（KΏ）
Rb1 30
1.5V
1.4 mA
静态工作点的测试
调节RW
Rb1
Cb1 10μ F RW 100K
(EC =12V, Vi=0）
+12V
Rc
3K
R
10K
Cb2
Rb
10μ F
VO
T 3DG6
IC （mA） VCE （V ）
失真情 况 截止 饱和 管子工作 状态
VO波形
6、调测最大不失真输出电压值
在调节电位器改变静态工作点的同时，仔细调节输入 信号的幅度，用示波器观察输出波形，当输出波形的波峰 波谷均刚好不失真时，静态工作点调在交流负载线的中点 ，用交流毫伏表分别测取此时的输出电压和输入电压值， 即为该放大器的最大不失真输出电压有效值Vom和最大不失 真输入电压有效值Vim。 注意:RL接入与不接入电路的两种情况都需要测试，结果记 入表2—5。
交流毫伏表
Байду номын сангаас
(EC =12V, Vi=40mV)
+12V
Rc 3K
RW 100K
信号发生器 R 1K
S
Cb1 10μ F
Rb 10k
Cb2 10μ F
VO K
CH2
+
T 3DG6
Vi Re1
100Ω
Vs Vi 40mv
CH1
Rb2
6.8K
～
1KHZ
~
Re2 1K
Ce 100 μF
RL 3K
–
电压放大倍数AV测试图
实验仪器
设 备 名 称
模拟电子技术实 验箱
设备名称
THM—7 GDM—8135
数 量 一台 一台 一台 一台 一台
备
注
万用电表 示波器 交流毫伏表
函数信号发生器
GOS-６021
AS2174F
DF1641B
实验二
实验目的
1 ． 掌握晶体管电压放大器各性能
指标的调测方法 2．巩固常用仪器的使用操作技能 3 ．了解电阻、电容、晶体管的基 本常识。
3DG6极性
b
e
定位销
单管放大器原理图
+12V
c
Rb1 Cb1 RS 1K
10μ F
RW
100K
3K
Rc Cb2
10μ F
Rb
10k
VO
c b T 3DG6 Re1