电工电子技术与技能教学课件 作者 陈振源 第9章放大电路与集成运算放大器.ppt

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1、第9章放大电路与集成运算放大器知识目标●能识读基本放大电路图，理解主要元件的作用。●了解放大器的静态工作点对放大波形的影响。●认识集成运放的基本特性，能识读反相放大器、同相放大器的电路图。●了解负反馈应用于放大器中的类型及对放大器性能的影响。技能目标●会安装和调试晶体三极管组成的放大电路。●能用集成运放搭接反相放大器、同相放大器。9.1基本放大电路9.2集成运算放大器9.3放大电路中的负反馈（选学）9.4技能训练9.1基本放大电路9.1.1放大电路的构成1．共发射极基本放大电路图9.2共发射极基

2、本放大电路构成基本放大电路的各元件的作用如下。VT是晶体三极管，起电流放大作用。+VCC是放大电路的直流电源，一方面是为电路提供工作电压和电流，另一方面为输出信号提供能量。Rb是基极偏置电阻，与VCC配合决定了放大电路基极电流IB的大小。Rc是集电极负载电阻，将晶体管集电极电流的变化量转换为电压的变化量，从而实现电压放大。C1、C2是耦合电容，起“隔直通交”的作用。2．共集电极和共基极放大电路图9.3共集电极和共基极放大电路9.1.2放大原理放大器有两种工作状态，当电路没有交流信号输入时，电路中

3、的电压、电流都处于不变的状态，称为静态。当放大电路有交流信号输入时，电路中的电压、电流随输入信号作相应变化的状态，称为动态。图9.4放大电路的电压和电流波形9.1.3静态工作点对放大波形的影响1．饱和失真图9.6饱和失真波形的观测2．截止失真图9.7截止失真波形的观测9.1.4放大器的主要性能指标1．放大倍数2．输入电阻和输出电阻9.1.5放大器的分析方法（选学）下面以图9.9所示为例介绍估算法的分析方法与步骤。图9.9基本放大电路1．估算静态工作点（1）画出直流通路。图9.10基本放大电路的直

4、流通路（2）根据图9.10所示的直流通路得出以下计算公式硅管的UBEQ约为0.7V，锗管的UBEQ约为0.3V，通常情况下，电源电压VCC比三极管的UBEQ电压高很多，因此估算IBQ时可略去UBEQ的影响不计，即根据三极管的电流放大特性可得ICQ=IBQ由图9.10所示的输出回路直流通路可得出以下公式UCEQ=VCC−ICQRC2．估算交流参数（1）画交流通路。图9.11基本放大电路的交流通路（2）三极管输入电阻rbe的估算。（3）放大器输入电阻ri的估算。ri=Rb//rberi≈rbe（4

5、）估算放大器输出电阻ro。ro=Rc//rce因rceRc，所以ro≈Rc（5）电压放大倍数Au的估算，从图9.11所示的交流通路来看，输入信号电压为ui=ii(Rb//rbe)≈ibrbe输出信号电压为为交流等效负载电阻，放大器外接负载电阻RL时，=Rc//RL=；当放大器没有接负载电阻RL时，=Rc。由此可推出电压放大倍数的计算公式为即9.1.6分压式偏置放大电路1．分压式偏置放大电路的组成图9.13分压式偏置放大电路2．稳定静态工作点图9.14分压式偏置电路稳定工作点的过程9.1.7多级放

6、大器的级间耦合图9.15多级放大器的结构方框图为确保多级放大器能正常工作，级间耦合必须满足以下两个基本要求。（1）必须保证前级输出信号能顺利地传输到后级，并尽可能减小功率损耗和波形失真。（2）耦合电路对前、后级放大电路的静态工作点没有影响。1．阻容耦合图9.16阻容耦合放大器2．变压器耦合图9.18变压器耦合式放大电路3．直接耦合图9.19直接耦合放大器9.2集成运算放大器利用半导体集成工艺可以把多级直流放大电路完整地制作在一块硅片上，引出输入端、输出端、正负电源端等，再加以封装就制成了一个集成

7、运算放大器，它是一种放大倍数非常高的直流放大器件，在各种放大器、振荡器、比较器、信号运算电路中得到广泛的应用。9.2.1认识集成运放1．集成运放的结构框图集成运放的常见封装外形有双列直插式、圆壳式等，如图9.24所示。集成运放的内部电路组成如图9.25所示，包括输入级、中间级、输出级、偏置电路等部分。图9.24集成运放的常见封装外形图9.25集成运放的组成框图2．集成运放符号与引脚功能图9.26集成运放的电路符号图9.27CF741引脚功能图9.28集成运放CF741组成的基本放大电路9.2.2

8、集成运放的应用1．集成运放的理想特性图9.29理想运放等效电路2．集成运算放大器的两种输入形式（1）反相放大器。图9.30反相放大器（2）同相放大器。图9.31同相放大器9.3放大电路中的负反馈（选学）反馈是指将放大电路的输出信号的一部分或全部返回到输入端，并与输入信号叠加的过程。在放大电路中引入负反馈可以大大改善放大器的性能，因此得到广泛的应用。9.3.1反馈的基本概念1．反馈放大器的组成反馈放大电路的结构方框图如图9.34所示。图9.34反馈放大器结构方框图2．反馈的分类（1）按反馈极性分类