放大电路的组成及工作原理.docx

2.4放大电路的组成及工作原理
参考教材：《模拟电子技术基础》孙小子张企民主编西安：西安电子科技大学出版社
教学目标及要求
通过本次课的教学，使学生了解晶体管组成的基本放大电路的三种类型，掌握放大电路的组成元器件及各元器件的作用，理解放大电路的工作原理。
通过本节课的学习，培养学生定性分析学习意识，使学生掌握理论结合生活实际的分析能力。
教学重点
共发射极放大电路的组成元器件及各元器件作用；
共发射极放大电路的工作原理。
教学难点
共发射极放大电路的组成元器件及各元器件作用；
共发射极放大电路的工作原理。
教学方法及学时
讲授法
1个学时
教学过程
导入新课
同学们，上节课我们已经学习了晶体管内部载流子运动的特性以及由此引起的晶体管的一些外部特性，比如说晶体管的输入输出特性等，在这里，我要强调一下，我们需要把更多的注意力放在关注晶体管的外部特性上，而没有必要细究内部载流子的特点。由晶体管的输出特性，我们知道，当晶体管的外部工作条件不同时，晶体管可以工作在三个不同的区间。分别为：放大区、截止区、饱和区，其中放大区是我们日常生活中较为常用的一种工作区间。大家是否还记得，晶体管工作在放大区时所需要的外部条件是什么吗（发射结正偏，集电结反偏）？这节课，我们将要进入一个晶体管工作在放大区时，在实际生活中应用的新内容学习。
2.4放大器的组成及工作原理
一、放大的概念
放大：利用一定的外部工具，使原物体的形状或大小等一系列属性按一定的比例扩大的过程。日常生活中，利用扩音机放大声音，是电子学中最常见的放大。其原理框图为：

扩音器原理框图
由此例子，我们知道，放大器大致可以分为：输入信号、放大电路、直流电源、输出信号等四部分，它主要用于放大小信号，其输出电压或电流在幅度上得到了放大，输出信号的能量得到了加强。对放大电路的基本要求:一是信号不失真,二是要放大。
二、基本放大电路的组成
基本放大电路一般是指由一个三极管与相应分立元件组成的三种基本组态（共发射极、共基极、共集电极）放大电路。本节将以NPN型晶体管组成的基本共射放大电路为例，阐明放大电路的组成、各元器件的作用和工作原理
经典的共发射极放大电路如右图所示，其基本组成元器件如下：
三极管T——工作在放大区，起放大作用，是整个电路的核心器件。
偏置电路VCC、Rb、Rc——提供电源，并使三极管工做在线性放大区。

耦合电容C1、C2——输入耦合电容C1保证信号加到发射结，不影响发射结偏置。输出耦合电容C2保证信号输送到负载，不影响集电结偏置。
共发射极放大电路
负载电阻Rc、RL——将变化的集电极电流转换为电压输出。

三、放大原理
1、无输入信号时放大器的工作情况
基本放大电路中，在接通直流电源VCC后，当Vi=0时,由于基极偏流电阻Rb的作用，晶体管基极就有正向偏流IB流过，参数选择正确，晶体管工作在放大区，那么集电极电流IC=βIB，集电极电流在集电极电阻Rc上形成的压降为UC=ICRC，此时，由于电容的隔直流作用,输出V0=0。
2、输入交流信号时的工作情况
当在放大器的输入端加入正弦交流信号电压Vi时，信号电压Vi将和静态正偏压UBE相串连作用于晶体管发射结上，加在发射结上的电压瞬时值为
uBE=UBE+Vi
如果选择适当的静态电压值和静态电流值，输入信号电压的幅值又限制在一定范围之内，此时基极电流的瞬时值将随uBE变化，基极电流iB由两部分组成,一个是固定不变的静态基极电流IB；一个是作正弦变化的交流基极电流ib。
iB=IB+ib
其波形图如图所示：

由于晶体管的电流放大作用，集电极电流iC将随基极电流iB变化，其波形为：

因为URc=RCiC，uC=VCC－URC

于是，输入信号通过耦合电容加在三极管的发射结于是有下列过程：
三极管放大作用
变化的iC通过RC转化为变化的输出

由上面的电路组成实例我们可以看到出，用晶体管组成放大电路，必须要遵守一个重要原则：
必须将晶体管偏置在放大状态，并设置合适的工作点
四、放大器的直流通路和交流通路
对一个放大器进行定量分析时，由放大器的组成，我们可以看到，放大器同时有两个电源作用，一个是直流工作电源Vcc,一个是输入交流信号Vi,为了便于分析放大器，我们有必要将这个电源分开作用在放大器上的两种情况进行分析，也就是形成了放大器的直流通路和交流通路。
直流通路：将原放大电路中所有电容开路，电感短路，而直流电源保留得到的电路。
2、交流通路：将原来放大电路中电抗极小的大电容、小电感短路，电抗极小的小电容、大电感开路，而电抗不容忽略的电容、电感保留，直流电源短路得到。在基本放大电路里，直流电源和耦合电容对交流相当于短路

直流通路交流通路
课堂总结
本节课主要学习了基本放大电路的组成，各元器件的作用以及放大电路的工作原理过程，在