模拟电路分析制作与调试（第2版）

实用电子电路设计

与制作Ⅰ典型工作任务1：直流稳压电源电位设计与制作项目1：直流稳压电源的设计与制作1.1明确目标，制定计划，安排进度1.2半导体器件的选择与应用主要任务1.了解本课程内容2.读懂并理解项目任务书中所描述的任务目标及要求3.了解直流稳压电源的组成及各部分的主要作用4.学习半导体器件的选择和应用5.明确任务，制定工作计划，安排工作进度。课程概述《实用电子电路设计与制作Ⅰ》课程基于电子技术类课程构建，是电子信息工程技术专业的核心技术课。通过实际分析、设计、制作实用电子电路，使学生真正掌握现代电子技术专业技能，以满足社会对高职层次人才的要求。能力目标1．能正确识别、检测和选用常用电子元器件2．能对典型电子电路进行分析和计算3．能读懂实用电子电路原理图4．能对照不同电路方案分析选择性价比高的电路5．能够按照电路原理图在免焊面包板上搭接实用电路。6．能够按照电路原理图焊接实用电路7．熟练使用万用表、信号发生器模拟示波器等电子测量仪器进行电路基本参数的测试8．能够对制作完成的电路进行调试以满足设计要求课程主要内容半导体器件、三极管放大电路、集成运算放大器、功率放大器、直流稳压电源等有关知识。常用仪器仪表使用、电路测试、电路设计、电路制作与调试等技能等。典型工作任务典型工作任务1：直流稳压电源的设计与制作包含1个项目：

项目1：直流稳压电源的设计与制作典型工作任务2：扩音机的设计与制作

包含3个项目：

项目2：音频前置放大器的设计与制作项目3：功率放大器的设计与制作项目4：扩音机的安装与调试考核及评价标准本课程注重学生学习过程的考评

4个项目分别考评每个子项目均要提交焊接（或插接）、调试好的电路实物，撰写项目设计报告并答辩，最终以实际任务的完成情况、项目报告撰写情况和答辩情况作为学业评价依据，项目成绩占课程总成绩的60%。考核及评价标准两个任务结束后安排一次理论考试，试卷成绩占课程总成绩的30%。总成绩=过程考评成绩*60%+理论考试成绩*30%+平时成绩*10%。1.1明确目标，制定计划，安排进度任务目标及要求项目1：直流稳压电源的设计与制作直流稳压电源是非常典型的、常用的电子产品，几乎所有的电子设备都需要直流稳压电源供电。直流稳压电源种类很多，常用的有三端式直流稳压电源和开关型直流稳压电源。本项目将制作一个输出电压可调的、开关型降压直流稳压电源。主要技术指标：

输入电压：交流220V/50Hz

输出电压、电流：直流5~12V/1.5A直流稳压电源的组成直流稳压电源各部分的主要作用变压器：调整输入交流电压ui幅度到合适值。一般采用降压变压器。整流电路：将交流电压变为单向脉动的非正弦电压。滤波电路：滤除整流输出脉动电压中的交流成分，输出比较平滑的直流电压。稳压及过载保护电路：将滤波输出的直流电压变成几乎不受交流输入电压ui、负载以及环境温度等变化影响的、稳定的直流电压；过载保护电路是防止因过载或输出端短路等现象发生时造成电子器件烧毁，致使整个电源损坏。三端式直流稳压电源电路图使用7808构成固定输出+8V的直流稳压电源三端式直流稳压电源电路图开关型直流稳压电源电路图制定计划，安排进度本项目在20学时内完成学习理论知识，设计电路：约10学时制作、调试电路：约6学时验收，答辩：约4学时1.2半导体器件的选择与应用

直流稳压电源的结构框图学习任务1．学习半导体基础知识。2．二极管的特点、使用方法及检测方法。3．学习二极管整流电路的工作原理4．能够正确连接二极管整流电路并在示波器上观察整流后的波形。能力目标能正确识别、检测和选用半导体二极管能够使用万用表和模拟示波器等电子测量仪器进行电路基本参数的测试1.2半导体器件的选择与应用

常用的半导体器件二极管三极管场效应管等半导体基础知识根据物体导电能力(电阻率)的不同，来划分导体、绝缘体和半导体。典型的半导体有硅Si和锗Ge以及砷化镓GaAs等。硅和锗的原子结构决定了它的导电性。硅原子的原子结构简化模型本征半导体：

化学成分纯净的半导体。它在物理结构上呈单晶体形态。杂质半导体在本征半导体中掺入某些微量元素作为杂质，可使半导体的导电性发生显著变化。掺入的杂质主要是三价或五价元素。掺入杂质的本征半导体称为杂质半导体。N型半导体：掺入五价杂质元素（如磷）的半导体。P型半导体：掺入三价杂质元素（如硼）的半导体。PN结当P型半导体和N型半导体结合后，在它们的交界形成了一个很薄的空间电荷区，称为PN结。PN结具有单向导电性。PN结的单向导电性当外加电压使PN结中P区的电位高于N区的电位，称为加正向电压，简称正偏；反之称为加反向电压，简称反偏。PN结加正向电压时，呈现低电阻，具有较大的正向扩散电流；PN结加反向电压时，呈现高电阻，具有很小的反向漂移电流。由此可以得出结论：PN结具有单向导电性。二极管基本特性把一个PN结的两端接上电极引线，外面用金属（或玻璃、塑料等）管壳封闭起来，便构成了二极管。其结构示意图和图形符号如图所示。二极管的伏安特性二极管伏安特性曲线二极管伏安特性曲线1）正向特性Uth

：二极管的死区电压或开启电压。硅二极管的Uth约为0.5V，锗二极管的Uth约为0.1V。二极管导通后，其管压降基本不变，硅二极管的正向压降为0.7V左右，锗二极管正向压降为0.3V左右。二极管伏安特性曲线（2）反向特性反向电压在一定范围内变化时，反向电流基本不变，呈饱和性，所以称之为反向饱和电流。反向电流受温度影响很大，当温度升高时，其值随温度的升高而加大，而反向饱和电流加大，将影响二极管的单向导电性。二极管伏安特性曲线（3）反向击穿特性当反向电压增加到某一数值时，二极管反向电流迅速增大，此时的二极管处于反向击穿状态。使二极管反向击穿时所对应的反向电压称为反向击穿电压，用UBR表示。处于反向击穿状态下的二极管将失去单向导电性。二极管的温度特性二极管的反向饱和电流与温度密切相关，温度升高时，反向电流将急剧增加。通常温度每升高10oC，反向饱和电流约增加一倍，所以在使用时要注意温度的影响。二极管的伏安特性表达式式中iD为流过二极管的电流；IS为反向饱和电流；uD为外加电压；UT为温度的电压当量，当T＝300K时，UT＝26mV；e为自然对数的底，e≈2.71828。二极管的主要参数（1）最大整流电流IFM

：是二极管长期工作允许通过的最大正向平均电流。其大小取决于PN结的面积、材料和散热条件。一般二极管的IFM值可达几毫安，大功率二极管的可达几安培。工作电流不要超过IFM值，否则二极管将因热击穿而烧毁。（2）最高反向工作电压URM

：是保证二极管不被反向击穿而规定的最大反向电压。一般手册中给出的最高反向工作电压约为击穿电压的一半，以确保二极管安全运行。例如2AP1最高反向工作电压规定为20V，而反向击穿电压实际上大于40V。二极管的主要参数（3）反向饱和电流IS

是二极管未击穿时的反向电流值。IS越小，二极管的单向导电性越好。实际应用时应注意温度对IS的影响。温度每升高10摄氏度，IS约增加一倍。（4）最大功耗PM

是保证二极管安全工作所允许的最大功率损耗。通常大功率二极管要加散热片。二极管的主要参数（5）直流电阻RD

是二极管特性曲线上工作点所对应的直流电压与直流电流之比，即平时用万用表欧姆档测量出的电阻就是二极管直流电阻RD。一般二极管的正向直流电阻为几十至几百欧姆，反向直流电阻为几千至几百千欧姆。二极管的主要参数（6）交流电阻rd

二极管在小信号工作情况下，需要用到交流电阻这一参数。如图所示，交流电阻rd的定义是：二极管特性曲线工作点Q附近电压的变化量与相应的电流变化量之比，即二极管的主要参数（7）最高工作频率fM：PN结具有电容效应，它的存在限制了二极管工作频率。如果通过二极管的信号频率超过管子的最高工作频率，则结电容的容抗变小，高频电流将直接从结电容通过，二极管的单向导电性变差。二极管的分类按照制造材料可分为硅二极管、锗二极管；按用途可分为整流二极管、稳压二极管、开关二极管、检波二极管等；根据构造上的特点和加工工艺的不同，二极管又可分为点接触型二极管、面接触型二极管和平面型二极管。二极管整流电路把交流电变为直流电，称为整流。二极管整流是利用二极管的单向导电性二极管整流分为半波整流和全波整流整流电路可用于信号检测，也是直流电源的一个组成部分。为方便分析，假设二极管为理想二极管（正向导通无电压，反向截至无电流）半波整流输出电压的平均值（直流分量）为：UO≈0.45U2全波整流（桥式整流）输出电压的平均值（直流分量）为：UO≈0.9U2滤波电路滤去整流输出的交流分量，得到较平滑的直流输出。滤波电路分类电容滤波：常用在小功率整流电路中电感滤波复式滤波电路电容滤波电路电感滤波电路复式滤波电路小结PN结及其单向导电性半导体二极管的伏安特性半波整流和全波整流滤波电路作业作业1项目1直流稳压电源的设计与制作1.3集成稳压器的选择与应用直流稳压电源的结构框图三端式直流稳压电源电路图

学习任务1．集成稳压器的选择、测试。2．集成稳压器的使用方法能力目标能正确识别、检测和选用三端式集成稳压器能通过查阅电子元器件手册查找三端式集成稳压器的典型应用电路及相关参数1.3集成稳压器的选择与应用串联型晶体管稳压电路结构如图稳压电路实际上是电压负反馈电路加上过载保护电路并集成封装，即为三端式集成稳压器常用的三端式集成稳压器有78xx和79xx系列直流稳压电源的典型应用电路Ci：改善输入电压波纹，取0.33μF；C0：消除高频噪声，取0.1μF直流稳压电源的主要技术指标额定输入电压：电源正常工作时的输入交流电压大小和频率。如220V/50Hz。输出电压范围:电源能够稳定输出的直流电压范围。输出电流范围:电源正常工作条件下所允许输出电流的范围主要技术指标稳压系数SV:负载和环境温度不变时，输出电压的相对变化量与输入电压的相对变化量之比值，即：SV是衡量直流稳压电源稳压性能好坏的标志。一般情况下SV<<1，其数值越小表明输出电压越稳定。SV=主要技术指标等效内阻r0：输入电压和环境温度不变，当负载RL变化时，输出电压的变化量与输出电流变化量的比值，即：温度系数St：输入电压和负载均不变时，由于环境温度变化引起输出电压变化量与温度变化量之比，即St越小，电源受环境温度的影响也越小，输出电压越稳定。r0＝St＝

直流稳压电源的设计

例1：试应用集成稳压器设计一个能固定输出+8V的直流稳压电源。解：1）根据题目要求，通过查阅集成电路手册可知7808集成稳压器可输出＋8V直流电压，可以选用。直流稳压电源设计2）集成稳压器78xx（正电源）与79xx

（负电源）的典型应用电路如图所示。直流稳压电源设计3）画出完整的直流稳压电路原理图，如图所示。(a)7808的输入电压为10.5～25V，按输入电压大小为12V设计直流稳压电源设计（b）确定匝数比

交流输入电压经降压(设为U2)、全波整流和滤波后（滤波电容C＝4700μF），获得12V电压，则有

即：

U2＝12V/0.9≈13.3V于是匝数比为：U1:U2＝220:13.3≈16.5:1（变压比）直流稳压电源设计4）选择整流二极管

整流二极管承受的最大反向电压为：

所以可选择反向击穿电压为：UBR≥38V的整流二极管（即按最大反向工作电压的二倍选取UBR）。集成稳压器管脚识别小结三端式直流稳压电源设计方法管脚识别方法作业作业2项目1直流稳压电源的设计与制作1.4直流稳压电源的制作开关稳压电源开关稳压电源中的调整管工作在开关状态，依靠调节调整管的导通时间来实现稳压。由于调整管主要工作在截止和饱和两种状态，管耗很小，因此使稳压电源的效率明显提高，可达80%~90%，而且这一效率几乎不受输入电压大小的影响，即开关稳压电源有很宽的稳压范围。由于效率高，使得电源体积小、重量轻。开关稳压电源的主要缺点是输出电压中含有较大的纹波。但由于开关稳压电源优点显著，故发展非常迅速，使用也越来越广泛。开关稳压电源开关型直流稳压电源LM2576是开关型降压稳压器。能提供开关型降压稳压器的各种功能，能驱动3A的负载，有优异的线性和负载调整能力。器固定输出电压有3.3V，5V，12V，15V，也有可调整输出的型号。可调整输出型号输出电压范围在线性和负载条件下1.23-37V，误差最大不超过±4%，内不含有频率补偿器和一个固定频率振荡器，只需4个外部器件支持。LM2576管脚LM2576典型电路元器件的识别区分电容的极性区分二极管的极性整流桥的识别开关型稳压器管脚的识别±10%10－2银±5%10－1金999白105104103102101100倍率888灰±0.1%777紫±0.25%666兰±0.5%555绿

444黄333橙±2%222红±1%111棕000黑误差IIIIII颜色色环标志电阻的识别区分电容的极性+长-短根据正接时漏电流小（阻值大），反接时漏电流大来判断。＋－－+-有标志区分二极管的极性Ω×1KΩ×1KIN4148IN4148开关型稳压器管脚识别整流桥管脚识别注意事项设备安全电烙铁不用时搁置在烙铁架上，烙铁头冲下随时保持烙铁头光亮不能拿锉刀锉烙铁头不要把电烙铁摔地上小心烙铁把桌面和其他仪器烫坏注意事项用电安全裸露的线要及时更换新线，或用电工胶布缠好结束时要拔下电烙铁插头，防止着火注意事项人身安全不要在实验室打闹，防止烫伤用电时要小心，防止触电元器件焊接方法先加热焊件和被焊件熔化焊锡丝撤掉焊锡丝继续加热并保持一定时间撤掉烙铁焊件和被焊件保持不动，直到焊点凝固正确焊点的外观形状清点元器件序号电子元器件名称规格数量备注1电源变压器220V/12V/5w12整流桥2A/400V（长方）13二极管IN582214开关稳压器LM2576-ADJ15电阻2.2K/1/4W16电阻1k/1/4W17电位器20K/329618电解电容2200μ/25V19电解电容1000μ/16V110电容器0.1μF/100V311电感100μH1清点元器件序号电子元器件名称规格数量备注12发光二极管Ф3红113输入输出端子2P-5mm214印制电路板40×48mm115220V电源线2×0.12mm2116直流输出线（带头）Ф5.5117散热片定制118电源盒55×82mm119螺钉M3×5mm120自攻锣钉M3×10mm421热缩管Ф4×15mm2焊接顺序电阻2个发光二极管卧式焊接电位器字面朝上卧式焊接电容1043个二极管1N5822插座/输入输出端子2个（口向外）电解电容1000uF/25V卧式焊接整流桥电解电容1000uF电感稳压器、散热片（调整管脚、先上螺钉）用1k电阻开关稳压电源电路板调试S1S2连接方法S2接万用表（直流20V档）S1接直流电压源15V调试方法调试完毕电源的安装用偏口钳剪掉盒内两侧挡片把交流输入口出剪宽1mm盒盖处打孔（用于发光二极管）变压器安装1变压器原线圈输入线和稳压源交流输入线的连接方法变压器安装2两组线对齐，留出5cm的长度，用偏口钳剪断。变压器安装3剥线头，用于连接变压器安装4给线头上锡装热缩管！！焊接调整、加热热缩管固定变压器安装5根据安装盒大小，留出变压器次级线圈输出线合适长度；变压器安装6剥线头；给线头上锡将上好锡的导线与电路板端子S1连接变压器与电路板连接安装完毕稳压源输出接口的安装量好长度剥线上锡接S2端子注意：白线表示的线为“+”极成品测试接交流220v用万用表测量输出电压小结元器件识别电路焊接方法注意事项作业完成制作记录制作过程中出现的问题项目1直流稳压电源的设计与制作1.4直流稳压电源的调试主要任务1、使用万用表进行电路参数的测试2、调试电路能力目标（1）能够正确识别、检测和选用电阻、电容、二极管、开关型稳压器等元器件。（2）能够按照电路图焊接电路。（3）熟练使用万用表进行电路参数的测试。（4）能够对制作完成的电路进行调试达到技术指标要求。1.6直流稳压电源的调试

电路参数的测试和调试检查电路连接情况，确定焊接正确接通电源用万用表测试电路各处电压找出存在问题，并解决问题可能存在的问题无输出电压电源是否接通电路是否接错LM2576管脚是否接错整流桥是否接错输出电压不能调节稳压器外围元件是否接错。开关稳压电源小结电路的调试电路验收作业制作、调试完成直流稳压电源整理调试记录项目1直流稳压电源的设计与制作1.6项目验收，答辩，提出改进建议主要任务1、验收电路2、分组答辩能力目标（1）能够正确识别、检测和选用电阻、电容、二极管、开关型稳压器等元器件。（2）能够按照电路图焊接电路。（3）熟练使用万用表进行电路参数的测试。（4）能够对制作完成的电路进行调试达到技术指标要求。开关稳压电源1.6项目验收，答辩，提出改进建议主要任务1.能够分析直流稳压电源的工作原理，进一步了解电路各部分的作用，并能正确回答问题。2.针对本人的项目成果，提出改进意见。3.分组答辩答辩要点1．画出直流稳压电源的电路框图及各部分输出波形，说明各部分的作用。2．画出直流稳压电源的电路原理图。3．本电路的技术指标是：输入电压：输出电压：4．如何判断电容和二极管的极性？小结电路的调试电路验收答辩要点作业制作、调试完成直流稳压电源调试记录项目设计报告项目2音频前置放大器设计与制作2.1明确任务，制定计划，安排进度2.2放大电路分析与设计2.1明确任务，制定计划，安排进度读懂并理解项目任务书中所描述的任务目标及要求制定计划本项目用时3周扩音机的组成音频前置放大器功率放大器直流稳压电源能力目标

能够正确识别、检测和选用三极管。能够对典型放大电路进行分析和计算。能够按照电路图焊接电路。熟练使用万用表、信号发生器、模拟示波器进行电路参数的测试。能对制作完成的电路进行测试以满足设计要求2.2三极管放大电路分析

本次课学习目标半导体三极管的结构三极管电流分配关系三极管放大条件三极管的伏安特性放大电路的组成原则及各元件的作用2.2三极管放大电路分析

本次课能力目标能够判断三极管的极性能够判断三极管的工作状态会画阻容耦合放大电路电路图2.2三极管放大电路分析放大电路的作用输入小信号，输出大信号基本框图–++–信号源输入+–输出负载放大电路半导体三极管（晶体管）的结构三个区：发射区、基区、集电区三个极：发射极e、基极b、集电极c两个结：发射结Je、集电结JcNPNcbe集电区发射区基区集电结Jc发射结Je发射极基极集电极晶体管的分类按结构分：ＮＰＮ型、ＰＮＰ型按材料分：硅管、锗管按用途分：放大管、开关管、功率管按耗散功率分：小功率管、大功率管按工作频率分：高频管、低频管ebcNPN型ebcＰNP型结构特点发射区的掺杂浓度最高；基区的掺杂浓度最低；集电区掺杂浓度低于发射区，且面积大；管芯结构剖面图晶体管的电流分配与放大原理晶体管放大的条件内部条件：晶体管结构上的特点外部条件：发射结正向偏置，集电结反向偏置

NPN型：Vc>Vb>VePNP型：Vc<Vb<Ve晶体管的放大作用的本质是它的电流控制作用，即ib对ic和ie的控制作用。晶体管的电流分配与放大原理以发射极为公共端，令UCE

＞UBE，则UBC＜０。ICIBIENPNcbeVＢＢVCCRbRCebcVCCVＢＢICIBIERbRC电流关系：晶体管的电流分配与放大原理NPNcbeVＢＢVCCRbRCJe

JcIEIＢＮIＣＮICBO放大电路的三种基本组态ebcuBE+–uCE+–iEiBiCebc+–uBE+–uCBiEiCebc+–+–uCBuCEiBiE共射组态共基组态共集组态三极管的伏安特性输入特性

uCE固定时，iB与uBE的关系，即：uCE=0uCE≥1V三极管的伏安特性输出特性

iB固定时，iＣ与uＣE的关系，即：

截止区：iB≤0,Je和Jc均反向偏置饱和区：uCE

<uBE,Je和Jc均正向偏置。放大区：iB>0，uCE>

uBE,Je正向偏置，Jc反向偏置。晶体管的主要参数电流放大系数（１）共射电流放大系数直流：交流：晶体管的主要参数（２）共基电流放大系数直流：交流：晶体管的主要参数极间反向电流(1)反向饱和电流ICBO

发射极开路时，集电极C和基极B之间的电流(2)穿透电流ICEO

基极开路时，集电极C到发射极E之间的电流ICEO=（1+β）ICBOebcμＡＩＣＢＯebcμＡＩＣＥＯ晶体管的主要参数极限参数（１）集电极最大允许电流ＩＣＭ（２）集电极最大允许功耗ＰＣＭ＜ＰＣＭ晶体管的主要参数反向击穿电压极间允许加的最高反向电压Ｖ（ＢＲ）ＣＢＯ：发射极开路时，c-b间的反向击穿电压Ｖ（ＢＲ）ＣＥＯ：基极开路时，c-e间的反向击穿电压Ｖ（ＢＲ）ＥＢＯ：集电极开路时，e-b间的反向击穿电压

二极管、三极管的命名方法由5部分组成第一部分：用数字表示半导体器件的有效电极数目2---二极管3---三极管二极管、三极管的命名方法第二部分：用汉语拼音字母表示半导体器件的材料和极性表示二极管时表示三极管时二极管、三极管的命名方法第三部分：用汉语拼音字母表示半导体器件的类型P-普通管二极管、三极管的命名方法第四部分：用数字表示序号第五部分：用汉语拼音字母表示规格号

如：3DG18表示NPN型硅材料高频三极管晶体管极性的判别晶体管极性的判断在一块正常工作的放大电路板上，测得某晶体管的三个管脚对地的直流电位分别是：管脚①3.0V，管脚②9.8V，管脚③3.2V。由此可判定①是

极，②是

极，③是

极。此管为

型，是

材料制作的。晶体管工作状态的判断判断图中处于放大状态的三极管属于何种类型(NPN或PNP)和材料种类(硅或锗)，并标出各管脚(电极)名称。

判断图中各三极管工作于何种状态(截止、放大或饱和)?项目2音频前置放大器设计与制作2.2放大电路分析与设计（二）本次课学习目标

共射放大器的特点；电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的概念、意义及测量方法；共射放大电路的直流通路和交流通路；非线性失真产生的原因及消除的方法。本次课能力目标

会测量共射放大电路的静态工作点、电压放大倍数、输入、输出电阻；会画共射放大电路的直流通路和交流通路；会分析非线性失真产生的原因及消除的方法。使用的仪器、设备实验箱直流稳压电源低频信号发生器双踪示波器万用表毫伏表导线复习提问三极管放大条件发射结正偏，集电结反偏

NPN型：Vc>Vb>VePNP型：Vc<Vb<VeNPNcbe复习提问三极管的输出特性

截止区：iB≤0,Je和Jc均反向偏置饱和区：uCE

<uBE,Je和Jc均正向偏置。放大区：iB>0，uCE>

uBE,Je正向偏置，Jc反向偏置。放大区：iC=βiB2.2三极管放大电路电路框图–++–信号源输入+–输出负载放大电路

放大条件电压放大倍数输入电阻输出电阻通频带非线性失真研究的问题共射极放大电路输入回路（基极回路）输出回路（集电极回路）电路组成放大电路的组成原则（1）直流电源必须使BJT发射结正向偏置，集电结反向偏置。（2）输入回路应保证输入信号ui能加到b、e两端。（3）输出回路应使放大后的ic尽可能多地送到负载RL上，减少其它支路的分流作用。（4）为保证放大电路正常工作，必须在没有外加信号时，三极管不仅处于放大状态，还要有一合适的工作电压和电流，即设置合理的静态工作点。各元件的作用（1）三极管T：电路核心，起放大作用。（2）集电极电源VCC：为电路提供能源，保证集电极反向偏置。（3）集电极电阻RC：将BJT的电流放大作用以电压的形式反映在输出端。（4）基极电源VBB：提供发射极正向偏压。（5）基极偏流电阻Rb：为发射极提供正偏电压，同时决定基极的直流偏置电流IB。（6）耦合电容C1、C2：隔直流，通交流。阻容耦合共射放大电路阻容耦合共射放大电路习惯画法信号的输入与输出2.2三极管放大电路

阻容耦合共射放大电路固定偏置共射放大电路分压偏置共射放大电路静态工作点静态：输入信号为零（ui=0）时，放大电路的工作状态，也称直流工作状态。静态时，各处电压、电流为定值（UBE

、IB

、IC

、UCE

），输出uo=0。静态工作点用Q表示，各处电压、电流可表示为UBEQ、IBQ、ICQ、UCEQ等。静态工作点的测量+_+_+VCCuSu0ui+_RSRB1RB2RERCC1C2CEVRL1+++RWRL2BCE测试条件UBQ（V）UCQ（V）UBEQ（V）UCEQ（V）UEQ=1.5V调节RW，使UEQ=1.5VVCC=12V信号源不接入负载不接入动态测量动态：有输入信号，ui≠0,

输入ui后，各电压、电流都在静态值的基础上，叠加上交流信号的成分。动态参数：电压放大倍数，输入电阻，输出电阻，通频带电压放大倍数电压放大倍数Au：放大器的输出电压与输入电压之比，即：电压放大倍数的测量+_+_+VCCuSu0ui+_RSRB1RB2RERCC1C2CEVRL1+++RWRL2BCEVCC=12V输入信号Ui=10mV,f=1kHz幅度用毫伏表测量,用示波器观察ui波形输出测量3次：空载、负载接RL1，负载接RL2。用示波器观察uo波形，并与ui波形比较。幅度用毫伏表测量。RW不变电压放大倍数的测量Ui（mV）Uo（V）Au空载RL=∞接入RL1=10kΩ

接入RL2=2.7kΩ结论：输出电压与输入电压反相。放大倍数受负载影响较大，说明本电路带负载能力不强。输入电阻

输入电阻Ri：从放大电路输入端看进去的等效电阻。其大小反映了放大电路对信号源的影响程度输入电阻的测量+_+_+VCCuSu0ui+_RSRB1RB2RERCC1C2CEVRL1+++RWRL2BCE+_+_uSRSuiRi讨论：如何测量输入电阻Ri？输入电阻大好还是小好？输入电阻的测量US（mV）Ui（mV）Ri（kΩ）输出电阻输出电阻：从放大电路输出端看进去的等效电阻。输出电阻的大小决定了放大电路的带负载能力输出电阻+_+_uoRouOLRL讨论：如何测量输出电阻Ro？输出电阻大好还是小好？+_+_+VCCuSu0ui+_RSRB1RB2RERCC1C2CEV+++RWRLBCE输出电阻的测量Uo（mV）UoL（mV）Ro（kΩ）共射放大器性能特点电压放大倍数较大，输出电压与输入电压反相；输入电阻大小适中，一般为几kΩ；输出电阻大小也适中，一般为几kΩ。共射放大电路一般作为多极放大电路的中间级。观察非线性失真若Q点设置较高(即IBQ与ICQ值较高、UCEQ较低)，则uce波形的下半波出现削波失真，说明此时在输入正弦信号变化的过程中，三极管进入了饱和状态，把这种失真称为“饱和失真”，解决办法是增加RB值使IBQ与ICQ值降低、UCEQ上升，即Q点下降。若Q点设置较低，uce波形出现上半波削波，则说明在输入信号变化的过程中，三极管进入了截止状态，把这种失真称为“截止失真”，解决办法是减小RB值使IBQ与ICQ值升高、UCEQ下降，即Q点上移。观察非线性失真ui饱和失真截止失真直流通路电容C1、C2视为断路直流通路阻容耦合共射放大电路静态工作情况分析近似估算静态工作点Q静态工作点可表示为UBEQ、IBQ、ICQ、UCEQ交流通路电容、直流电源视为短路阻容耦合共射放大电路交流通路微变等效电路+–+––ubeucebecibic+–+–ibicβibubeucerberbe可由下式估算：h参数模型rbb’cbe微变等效电路法（1）画交流通路（2）用h参数模型代替晶体管（3）标电流方向（4）计算Au、Ri、Ro交流通路微变等效电路RiRoRiRo(1)电压放大倍数：(2)输入电阻：Ri＝RB//rbe(3)输出电阻：R0＝RC其中：例1：如图电路，T为3DG6，已知工作点处的β=40，rbb’=200Ω,求：（1）静态工作点Q；（2）电压放大倍数Au；（3）输入电阻Ri和输出电阻Ro；RiRo

例2.如图示分压偏置共射放大器，RB1=75kΩ、RB2=18kΩ、RC=4KΩ、RE＝1kΩ、RL＝4kΩ、VCC＝9V，三极管为硅管β＝50，（1）试求静态工作点Q；（2）若更换管子使β变为100，确定此时的静态工作点；（3）求Au，Ri，Ro（β＝100时）。小结

共射放大器的特点；电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的概念、意义；共射放大电路的直流通路、交流通路和微变等效电路；非线性失真产生的原因及消除的方法。射极跟随器（射随器）射极输出器共集放大器共集放大器性能小结电压放大倍数约等于１，但具有电流放大作用，输出电压与输入电压同相；输入电阻高，一般为几十kΩ；输出电阻低，一般为十几至几十Ω；共集放大器又叫做电压跟随器，简称为射随器。三极管共基极放大器共基放大器共基放大器性能小结电压放大倍数较大，输出电压与输入电压同相；输入电阻很小，一般为十几至几十Ω；输出电阻适中，一般为几kΩ；共基放大器性能小结电压放大倍数较大，输出电压与输入电压同相；输入电阻很小，一般为十几至几十Ω；输出电阻适中，一般为几kΩ；项目2音频前置放大器的设计与制作2.3集成运放的应用能力目标能够正确识别、检测和选用集成运算放大器能够读懂集成运放构成的放大器的典型电路图集成运算放大器的基本结构输入级输出级中间级偏置电路uiuo集成运放的基本结构（差动放大电路）ui1T1T2Rs1Rs2Rb1Rb2Rc1Rc2+VCC+-+-ui2静态时，ui1

=ui2

=0,UC1

=UC2，uo=UC1–UC2

=0,电路对称，没有零漂。有信号输入时，ui1

=ui2,（共模输入）uo=0,Auc=0,ui1

=-ui2,（差模输入）uc1

=-uc2,uo=2uc1uc1+-+-uc2uo+-集成运算放大器的图形符号+–+unuoupAo+VCC-VEE反相输入端同相输入端开环电压增益放大器+–+unuoup当信号由un输入时，uo与ui反相。——反相输入当信号由up输入时，uo与ui同相。——同相输入集成运放的主要参数（1）输入失调电压UIO运放在不加调零装置下，使输出端为零时，在输入端所加的补偿电压。其值反映了运放电路的对称程度。（2）输入偏置电流IIB

运放输出电压为零时，两个输入端的静态偏置电流的平均值。集成运放的主要参数（3）输入失调电流IIO运放输出电压为零时，两个输入端的静态基极电流之差。（4）温漂温漂是零漂的主要原因。（5）最大差模输入电压Uidmax两个输入端之间允许加的最大电压值。集成运放的主要参数（6）最大共模输入电压Uicmax运放能承受的最大共模输入电压值。（7）最大输出电流Iomax运放能输出的正向或负向的峰值电流。（8）开环差模电压增益Auo无反馈时的电压放大倍数。集成运放的主要参数（9）开环带宽BW指开环差模电压增益随信号频率升高下降3dB时对应的频率fH（10）差模输入电阻rid运放在开环状态时，正负输入端之间的差模电压与电流之比。（11）输出电阻ro运放在开环状态时，由输出端看入的等效电阻。集成运放的主要参数（12）共模抑制比KCMR运放的开环差模电压放大倍数与共模电压放大倍数的比值。表示运放抑制共模信号的能力。理想运放

特点（1）输入信号为0时，输出端恒定地处于零电位。（2）差模输入电阻rid=∞（3）输出电阻ro=0（4）开环差模电压增益Auo=∞（5）共模抑制比KCMR=∞（6）开环带宽BW=∞理想运放

虚短和虚断当运放工作在线性区时，设同相端和反相端的电位分别为UP和UN，

Uo为有限值，而Au0=∞,则：UP

=UN

说明理想运放两个输入端电位相等，相当于短路，称为“虚短”。因为：UI=UP

–UN

=0，rid=∞,

同相端和反相端的输入电流为0，即：IP=IN=0

运放两个输入端相当于开路，称为“虚断”。基本运算电路+–+uiuoR1R2RfuNuPi1iNiPif反向比例运算电路基本运算电路uNuPi1iNiPif+–+uiuoR1R2Rf同相比例运算电路基本运算电路+–+ui1uoR1R2Rfui2R3uNuPi1iNiPifi2R3=R1//R2//Rf

加法运算电路基本运算电路+–+ui1uoR1R3Rfui2R2uNuPi1iNiPif减法运算电路基本运算电路双运放减法电路+–+ui1R1R3=R1//Rf1Rf1+–+uoR2R4=R2//R2//Rf2Rf2R2ui2uo1基本运算电路积分运算电路+–+uiuoRR’C+i1iC基本运算电路微分运算电路+–+uiuoRfRCifiC项目2音频前置放大器的设计与制作2.4音频前置放大器的制作主要任务设计和制作一个双声道扩音机的前置放大部分。每个声道包括由集成运放构成的前置放大器和音量调节电路两部分。主要技术指标：电压放大倍数：10倍通频带：80Hz-20kHz能力目标

能够根据技术指标设计音频前置放大器电路，并画出电路图；能够按照电路图焊接电路；熟练使用万用表、信号发生器、模拟示波器进行电路参数的测试。设计电路主要技术指标：电压放大倍数：10倍通频带：80Hz-20kHz用集成运放实现

音频前置放大器电路图音频前置放大器电路图本电路可作为音频前置放大器的一个声道，分两级。第一级为电压跟随器，第二级为放大电路，该放大电路为反相比例放大电路，其电压放大倍数约为10倍。图中电源和地之间两个22kΩ电阻和两个10kΩ电阻的作用是给运放一个合适的静态工作点，47μF的电容的作用是退耦，输入、输出端的电容的作用是起到隔直流的作用。音频前置放大器的制作清点元器件识别元器件正确焊接电路调试电路元器件清单序号电子元器件名称规格数量备注1集成运放NE553212电解电容47μF/16V132.2μF/16V34电阻1k2522k2610k37面包板1元器件的识别NE5532：一片管座：一个NE5532管脚图±10%10－2银±5%10－1金999白105104103102101100倍率888灰±0.1%777紫±0.25%666兰±0.5%555绿

444黄333橙±2%222红±1%111棕000黑误差IIIIII颜色电阻色环标志焊接电路先焊小元件，再焊大元件不要把集成电路直接焊在电路板上，要先焊管座，电路焊好后把芯片插在管座上。注意集成电路的管脚不要弄错。项目2音频前置放大器的设计与制作2.5音频前置放大器的调试2.6项目验收，答辩，提出改进建议主要任务1.调试焊接完成的电路板，达到技术指标要求。2.能够分析音频前置放大器的工作原理，进一步了解电路各部分的作用，并能正确回答问题。3.针对本人的项目成果，提出改进意见。能力目标能够利用万用表、示波器、低频信号发生器测试电路的参数能够对制作完成的电路进行调试以满足设计要求2.5音频前置放大器的调试

电路的调试（1）静态调试接通电源，测量8管脚和4管脚电位是否分别为6V和0。分别测量5管脚、6管脚、2管脚、3管脚电位，是否为3V。电路的调试（2）动态调试输入端输入交流小信号（Uip-p=30mV，f=1kHz），用示波器分别测量两级输出端（7管脚和OUT端）电压，观察其波形，记录器峰-峰值。改变输入信号频率，记录输出电压幅度，填入表2-6，观察通频带是否达到技术指标要求，并画出幅频特性曲线。验收记录单见教材表2-7。容易出现的问题8管脚无电压：检查电源是否接通。5管脚、6管脚、2管脚、3管脚电位不等于3V：检查管脚是否接错，电阻值是否有误。输出端五信号输出：检查输入端是否有信号。放大倍数不正确：检查NE5532B反馈电阻阻值是否有误。2.6项目验收，答辩，提出改进建议

答辩要点正确识别二极管、三极管、稳压管、电阻、电容、集成运放等元器件。本电路的电压放大倍数是多少？电路中两级运放作用分别是什么？如果电路的电压放大倍数不符合要求，可能是哪里出现了问题？项目3低频功率放大器的设计与制作3.1功率放大器的工作原理3.2低频功率放大器的应用主要任务

学习低频功率放大器的特点及应用正确识别和检测元器件

能力目标

能够正确识别、检测和选用低频功率管。能够读懂电子电路原理图。3.1功率放大器的工作原理功放——要求具有较高的输出功率.一般在多级放大器的输出级功放特点——工作在大信号下，故微变等效法不适用要讨论的问题——避免失真和提高输出效率，而且两者矛盾放大电路分类1.甲类uiωtoiCICQ定义三极管集电极电流导通角为α＝2θ＝360°或θ＝180°(电压放大器）放大电路分类2.乙类uiωtiCICQ=0定义此时三极管集电极电流导通角为α＝2θ＝180°或θ＝90°（低频功放）α放大电路分类3.甲乙类ui此时三极管集电极电流导通角为180°<α<360°或90°<θ<180°（低频功放）ωtiCoα放大电路分类4.丙类uiωtiC0此时三极管集电极电流导通角为α<180°或θ<90°（高频功放）3.2低频功率放大器应用

乙类互补功放（OCL）双电源、乙类互补对称功率放大器存在交越失真UEQ=01.电路图：OCL功率放大器的主要技术参数

最大不失真输出功率Pom

直流电源供电功率PDC

效率ηOCL功率放大器的主要技术参数管耗PC每只晶体管的最大管耗为：PCM≈0.2Pom功率管的选择：①集电极最大允许损耗功率>0.2Pom②集－射反向击穿电压U(BR)CEO>2VCC③最大允许集电极电流ICM>VCC/RL例1.已知乙类互补对称功放VCC＝VEE＝24V、RL＝8Ω，试估算：(1)该电路最大输出功率Pom；(2)最大管耗PCM；(3)说明该功放电路对功率管的要求。（1）（2）PCM≈0.2Pom＝0.2×36=7.2W（3）a）选择功率管时为保证管子不被烧坏，要求管子集电极最大允许损耗功率>0.2Pom=7.2W;b）处于截止状态的管子，其集－射反向击穿电压

U(BR)CEO>2VCC=48V;c）功率管最大允许集电极电流ICM>VCC/RL=3A单电源供电互补功放电路（OTL）——克服交越失真单电源、输出端接大电容的甲乙类互补对称功率放大器UEQ=自举电路小结功率放大器工作原理低频功率放大器应用作业作业5项目4扩音机的安装和调试4.1扩音机的安装扩音机的组成音频前置放大器功率放大器直流稳压电源主要任务认识、检测元器件制作连接线能力目标能读懂实用电子电路原理图正确认识和检测元器件扩音机电路图清点元器件序号电子元器件名称规格数量备注1Ф65mm扬声器8Ω/0.5W22集成电路NE55322IC1，IC23二极管1N41484VD1，VD2，VD3，VD44三极管90132Q1，Q4585502Q5，Q6680502Q2，Q3清点元器件7电位器50K/3296型2VR1，VR48三端式稳压器LM78061IC39电解电容470μF/16V1C110220μF/16V6C6，C7，C10，C13，C14，C19112.2μF/16V8C2，C3，C4，C5，C8，C11，C12，C211247μF/16V1C2013电容0.1μF5C15，C16，C17，C18，C