《大型养路机械电子电路技术基础》培训教材第05章.doc

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1、第五章放大电路基础放大电路也称放大器，其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，放大后的输出信号电压（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。本章通过对低频电压放大器（信号频率从20Hz～200kHz）的介绍，来了解放大电路的一些基础知识。首先介绍简单的三极管放大电路的组成和

2、工作原理，然后讨论三极管放大电路静态工作点变动的原因及其影响，并介绍静态工作点稳定的电路。放大电路往往是由多个单级放大电路组成的，本章还将介绍多级放大电路常用的三种耦合方式，以及放大器频率特性的概念和负反馈放大器。第一节共发射极基本放大电路一、电路组成uiuo图5.1单管放大电路图5.1所示是简单的单管共发射极放大电路。电路左边aa¢两点间为输入端，要放大的输入交流信号ui加于输入端；右边bb'两点间为输出端，输出放大后的交流信号uo到外接负载RL。电路以发射极作为输入和输出的公共电极，所以属于共发射极电路。1.电路元件的作用（1）三极

3、管V的作用它是放大电路的核心元件，利用它的电流放大作用可放大输入信号。即将微小的基极电流变化量转换成较大的集电极电流变化量，反映三极管的电流控制作用。（2）基极电源和偏置电阻Rb的作用电压为UBB的基极电源通过Rb给三极管发射结加正向偏置电压。在UBB一定时，Rb的作用是保证三极管处于合适的直流工作状态，即通过调节Rb的数值，可使在无输入信号（ui＝0）时，加于三极管发射结的直流电压UBE和直流电流IB（简称偏流）达到合适的数值。所以Rb又常称为偏流电阻。通常Rb的数量级为101～102kW。（3）集电极电源和集电极电阻Rc的作用电压为

4、UCC的集电极电源通过Rc给集电结加反向偏置电压，UCC一定时，Rc可以在无输入信号时，使三极管的集电极直流电压UCE达到合适的数值。此外，Rc还将集电极电流的变化量转换为集电极电压的变化量，也就是通过Rc把三极管的电流放大特性转化为电压放大特性。Rc数量级为102～103W。（4）耦合电容C1、C2的作用C1和C2分别接于放大电路的输入端和输出端，它们有如下两点作用：①隔断直流，即隔断放大电路与信号源、放大电路与负载的直流通路，使电路的直流工作状态不受信号源和负载的影响。②耦合交流，即输入的交流信号ui可以通过C1加于三极管基极到发射

5、极间；输出交流信号uo可以通过C2输出给负载电阻RL。在低频放大电路中，耦合电容的容量较大，为5～50mF，一般采用电解电容，在电路中连接时要注意它的极性。2.电路简化和习惯画法图5.1所示电路中用两个直流电源（UCC和UBB）供电，这在实用上是不方便的。由于UCC和UBB的负极是连在一起的，所以可以用一个电源供电。在图5.1中，当选用UBB等于UCC时，则p、s两点等电位，将p、s两点进行连接，即可省一组电源，如图5.2所示。UBB提高到UCC的数值后，只需相应提高Rb的数值，就可以使发射结获得合适的正向偏压。在电路中，通常还把输入回

6、路和输出回路的公共端称为“地”（实际并不一定接到大地，往往接机壳或底板），并把“地”当作零电位，作为电路中其余各点电压的参考点。电路中各点的电位如无特殊注明，都是指该点对“地”的电位。在图5.2中，UCC负极接地，所以在图中可以只标出它的极性和大小，不再画出电源的符号，如图5.3所示。这是电子电路中的习惯画法，后面将经常采用这种画法。图5.2单电源供电的单管放大电路图5.3单管放大电路的习惯画法二、电压、电流符号和正方向的规定放大电路工作时，三极管各极电压和电流都是变化量，每一时刻电压、电流的数值称为瞬时值，这个瞬时值又包括直流分量和交

7、流分量。为了清楚地表示瞬时值、直流分量和交流分量，以下通过电压、电流符号的大小写和下角标的大小写加以区别，如表5.l所示。电压和电流的正方向是相对而言的，为了便于分析，一般规定：不论是电压的瞬时值、直流分量或交流分量，都以“地”为参考点（零电位）；电流不论是瞬时值、直流分量或交流分量，都以流入晶体管的基极和集电极为电流正方向。表5.1三极管各极电压和电流的瞬时值、直流分量和交流分量的表示方法下标大写小写电压或电流符号小写瞬时值iBiCuBEuCE交流分量ibicubeuce大写直流分量IBIcUBEUCE交流有效值（或最大值）Ib(Ib

8、m)Ic(Icm)Ube(Ubem)Uce(Ucem)三、单管放大电路的工作原理下面分两种情况讨论电路的工作原理：一是无输入信号，电路处于静止状态（ui＝0，静态）时的情况；二是加入ui，放大电路进入交流工