教案__放大电路的基本分析方法

第一篇：教案__放大电路的基本分析方法

放大电路的基本分析方法（20分钟）

一、参考教材

第二章 2.1.4 放大电路的基本分析方法

《模拟电子技术简明教程》 张国平、曾高荣主编，电子工业出版社出版

二、教学内容

1.放大电路的直流通路和交流通路 2.估算法确定静态工作点 3.图解法确定静态工作点

三、教学目的

1.掌握放大电路的直流通路与交流通路的画法；

2.掌握估算法确定静态工作点 3.掌握图解法确定静态工作点

四、教学重点、难点

1.放大电路的直流通路与交流通路的画法 2.估算法和图解法确定静态工作点 3.分析静态工作点的意义

五、教学方法

采用课堂讲授加PPT展示的方法，通过例题讲解加深学生对教学内容的理解。

六、教学过程设计

1.旧课复习（3分钟），回顾上一节的知识点，如组成放大电路的基本原则、特点、主要性能指标等。2.新课内容（17分钟）

1）首先引入静态和动态两个概念，使学生理解放大电路的分析实际上为直流通路和交流通路分析的叠加；并且在分析中要采用先静态后动态的分析顺序；引出静态工作点的概念。

2）放大电路的直流通路和交流通路：详细介绍直流通路和交流通路的画法，并通过实例分析来加深印象。可以让学生自己进行随堂练习以确保对这一知识点的领会和掌握。在进行实例分析时，简单介绍放大电路的基本分类（共射、共基、共集）。

3)通过电路实例分析，介绍如何通过估算法获得静态工作点。

4）图解法是放大电路常用的分析方法之一，简单介绍图解法与微变等效电路分析法的区别，及适用范围。通过分步解析的方式，详细介绍图解法确定静态工作点。

七、作业

复习题 二（5）；三（3）；习题 2.3, 2.4

八、教学后记

第二篇：《模拟电子技术》教案：基本放大电路

《模拟电子技术》电子教案

授 课 教 案

课程： 模拟电子技术

任课教师：

教研室主任：

课号：

５

课题： 第二章 基本放大电路

2.1 简单交流放大电路 教学目的：（1）熟练掌握基本放大电路的组成，工作原理及作用。

（2）重点掌握静态工作点的建立条件、作用

教学内容：放大的概念，共射电压放大器及偏置电路，放大电路的技术指标和基本分析方法 教学重点：基本放大电路的组成、工作原理 教学难点：放大过程中交直流的叠加 教学时数： 2学时

课前提问及复习：结型场效应管、绝缘栅型场效应管的构造原理和特性参数 新课导入：放大的概念，应用场合以及放大电路。新课介绍：

第二章

基本放大电路

2．1 概述 2.1.1 放大的概念

放大对象：主要放大微弱、变化的信号（交流小信号），使VO或IO、PO得到放大！放大实质：能量的控制和转换，三极管——换能器。基本特征：功率放大。

有源元件：能够控制能量的元件。

放大的前提是不失真，即只有在不失真的情况下放大才有意义。2.1.2 放大电路的性能指标

为了反映放大电路的各方面的性能，引出如下

主要性能指标。

1、放大倍数

输出量与输入量之比，根据输入量为电流、电压和输出量为电流、电压的不同，可以得到四种放大倍数。

2、输入电阻

输入电阻Ri为从放大电路输入端看进去的等效电阻，定义为输入电压有效值Ui和输入电流有效值Ii之比，即Ri=Ui/Ii。

3、输出电阻

任何的放大电路的输出都可以等效成一个有内阻的电压源，从放大电路输出端看进去的等效内阻称为输出电阻Ro。

4、通频带

通频带用于衡量放大电路对不同频率信号的放大能力。中频放大倍数

下限截止频率

上限截止频率

fbw=fH-fL

第2章

第1页

共15页

《模拟电子技术》电子教案

5、非线性失真系数

6、最大不失真输出电压

定义：当输入电压再增大就会使输出波形产生非线性失真时的输出电压，用Uom表示。

7、最大输出功率与效率

最大输出功率Pom：在输出信号不失真的情况下，负载上能够获得的最大功率。效率η：直流电源能量的利用率。2.2 基本共射放大电路的工作原理

2.2.1 基本共射放大电路的组成及各元件的作用

基本组成如下：

晶体管T

负载电阻Rc、RL 偏置电路VCC、Rb

耦合电容C1、C2

晶体管起着核心的能量控制与转化作用。

偏置电路及负载电阻使晶体管工作在放大区。

耦合电容隔离直流信号，通过交流信号。2.2.2 设置静态工作点的必要性

一、静态工作点

当输入信号为零时，晶体管的基极电流IB、集电极电流IC、UBE、UCE称为放大电路的静态工作点。

二、设置静态工作点的原因

要保证在输入信号的整个周期内晶体管始终工作在放大状态，输入信号驮载在直流信号上，这样才能将输入信号进行放大。

2.2.3 基本共射放大电路的工作原理及波形分析 2.2.4 放大电路的组成原则

一、组成原则

1、设置合适的静态工作点

2、电阻取值得当，与电源配合，使放大管有合适的静态工作电流。

3、输入信号必须能够作用于放大管的输入回路。

4、当负载接入时，必须保证放大管输出回路的动态电流能作用于负载。

二、常见的两种共射放大电路

1、直接耦合共射放大电路

2、阻容耦合共射放大电路

耦合电容

阻容

课堂小结：共射电压放大器及偏置电路，放大电路的技术指标和基本分析方法 作业布置：课堂思考题：静态工作点为什么是必须的？

第2章

第2页

共15页

《模拟电子技术》电子教案

授 课 教 案

课程： 模拟电子技术

任课教师：

教研室主任：

课号：

课题： 放大电路的分析方法 教学目的：理解放大电路工作原理

能够求解静态工作点

能够求解各项动态参数 教学内容：直流通路、交流通路

图解法

静态工作点、放大倍数 直流负载线 交流负载线

教学重点：图解分析法 教学难点：交流负载线 教学时数： 2学时

课前提问及复习：放大的概念

放大电路的各项性能指标

放大电路中静态工作点的作用 新课导入：晶体管的输入、输出特性曲线

静态工作点

正弦信号 新课介绍： 2．3 两种分析方法 2.3.1直流通路与交流通路

一般情况下，放大电路中直流信号与交流信号总是共存的。

直流通路：在直流电源作用下直流电流流经的通路。用于研究静态工作点。对于直流通路：

1、电容视开路。

2、电感线圈视为短路。

3、信号源视为短路。

交流通路：在输入信号作用下交流信号流经的通路。用于研究动态参数。对于交流通路：

1、容量大的电容视为短路。

2、无内阻的直流电源视为短路。根据上述原则，可将前面所述共射放大电路分离出直流通路和交流通路。

在分析放大电路时，应遵循“先静态，后动态”的原则，求解静态工作点时应利用直流通路，求解动态参数时应利用交流通路。共射放大电路如图：

第2章

第3页

共15页

《模拟电子技术》电子教案

直流通路

2.3.2

图解分析法

交流通路

概念：在已知放大管的输入特性、输出特性以及放大电路中其它各元件参数的情况下，利用作图的方法对放大电路进行分析。

一、静态工作点的分析

对于如图所示的直流通路可以求解其静态工作点：

IB，IC，UBE，UCE。并作出其输入输出特性曲线：

二、电压放大倍数

其输入、输出波形可以如图所示： 结论：

1、交直流迭加。

2、vo与vi相位相反。

3、非线性失真：饱和失真、截止失真。

4、最大不失真输出幅度。

第2章

第4页

共15页

《模拟电子技术》电子教案

三、图解法的适用范围

用于分析输出幅值比较大而工作频率不太高的情况。

应用范围：分析Q点位置、最大不失真输出电压、失真情况。

课堂小结：晶体管的输入、输出特性曲线

静态工作点

放大倍数的分析

失真的种类及产生原因

图解法的适用范围 作业布置：2.3a 2.4

第2章 第5页

共15页

《模拟电子技术》电子教案

授 课 教 案

课程： 模拟电子技术

任课教师：

教研室主任：

课号：

课题：放大电路的分析方法(等效电路法)教学目的：掌握等效电路法

应用简化的等效电路法求解电路参数

教学内容：h参数等效模型

简化的h参数等效模型 教学重点：等效电路分析法 教学难点：h参数等效模型 教学时数： 2学时

课前提问及复习：直流通路的作法

交流通路的作法

作图法求解静态工作点Q的过程 新课导入：等效电路

建立线性模型，用线性电路的分析方法来分析晶体管电路。新课介绍：

2.3.3

等效电路分析法

等效电路法：在一定的条件下将晶体管的特性线性化，建立线性模型，用线性电路的分析方法来分析晶体管电路。

一、晶体管的直流模型及静态工作点的估算法

使用条件：UBE>Uon 且UCE>UBE

二、晶体管共射h参数等效模型

概念：在共射接法放大电路中，在低频小信号作用下，将晶体管看成一个线性双口网络，利用网络的h参数来表示输入、输出的电压与电流的相互关系所得到的等效电路。

1、h参数的由来

将晶体管看成一个双口网络，并以b-e作为输入端口

以c-e为输出端口，则网络外部的端电压和电流关系

就是晶体管的输入特性和输出特性。

2、h参数的物理意义

第2章

第6页

共15页

《模拟电子技术》电子教案

3、简化的h参数等效模型

晶体管工作在放大区时，管子的内反馈可忽略不计，同样可以认为c-e间的动态电阻无穷大。

这样可以得到其简化的等效电路如图所示：

4、rbe的近似表达式 rbe|Q= rbb' + rb¢e ≈200 W+(1+β)26 / IEQ

二、共射放大电路动态参数的分析

1、电压放大倍数：Au

2、输入电阻：Ri

3、输出电阻：Ro

4、源电压放大倍数：Avs

课堂小结：

h参数等效模型

简化的h参数等效模型

共射放大电路动态参数的分析

作业布置：2.13（1）、（2）

第2章

第7页

共15页

《模拟电子技术》电子教案

授 课 教 案

课程： 模拟电子技术

任课教师：

教研室主任：

课号：

课题： 微变等效电路法 教学目的：掌握微变等效电路分析方法及其应用 教学内容：动态分析

教学重点：微变等效电路分析方法 教学难点：等效电路的画法 教学时数： 2学时

课前提问及复习：h参数等效模型

简化的h参数等效模型

新课导入：

图解法比较直观，但对多级放大电路来说，太繁。因此，采用微变等效电路法。新课介绍：

微变等效电路的应用（习题课）

例1：据右图，计算出AU、ri、ro等指标。

例2：电路如图，试用等效电路分析法进行分析三个指标。

例3：如下图，计算出AU、ri、ro等指标。

第2章

第8页

共15页

《模拟电子技术》电子教案

例4：如下图，计算出AU、ri、ro等指标。

课堂小结：掌握微变等效电路分析方法及其应用，关键是会应用 作业布置： 2.6、2.7

第2章

第9页

共15页

《模拟电子技术》电子教案

授 课 教 案

课程： 模拟电子技术

任课教师：

教研室主任：

课号：

课题：静态工作点Q的稳定 教学目的：掌握静态工作点的稳定电路

掌握稳定电路的静态工作点求解方法

掌握稳定电路的动态参数求解方法 教学内容：静态工作点的稳定电路

静态工作点的稳定电路的分析方法 教学重点：静态工作点Q的重要性 教学难点：静态工作点的稳定方法 教学时数： 2学时

课前提问及复习：h参数等效模型

简化的h参数等效模型

利用简化的h参数等效模型求解共射电路 新课导入：静态工作点的影响因素

稳定工作点的常用方法

静态工作点稳定电路的求解 新课介绍：

2．4 静态工作点的稳定

一、稳定的必要性

由于电源电压的波动、元件的老化以及因为温度变化所引起的晶体管参数变化，都会造成静态工作点的不稳定，从而使动态参数不稳定，有时电路甚至无法正常工作。

工作点的稳定问题：工作点不稳定的原因是温度对参数的影响。

在引起Q点不稳定的诸多因素中，温度对晶体管参数的影响是最为主要的。三极管VBE、β、ICBO参数均为温度的函数：

VBE↓

温度T↑→{β↑ }→IC↑→Q↑

ICEO↑

二、典型的静态工作点稳定电路

稳定过程：

1、Re的直流负反馈作用

2、在IRb2》IBQ的情况下，UBQ在温度变化时基本不变。

三、静态工作点的估算

第2章

第10页

共15页

《模拟电子技术》电子教案

VB= VCC Rb2/(Rb1 + Rb2)IC=IE =(VB － VBE)/Re IB = IC/βVCE = VCC－IC(Rc+Re)

四、动态参数的估算

1、电压放大倍数：Au rbe=200Ω+(1+β)26 mV/ IE

2、输入电阻：Ri

3、输出电阻：RO

课堂小结：静态工作点的影响因素

稳定工作点的常用方法

静态工作点稳定电路的求解

作业布置：2.19（1）、（2）

第2章

第11页

共15页

《模拟电子技术》电子教案

授 课 教 案

课程： 模拟电子技术

任课教师：

教研室主任：

课号：

课题：放大电路的三种基本接法、派生电路 教学目的：掌握三种接法及其特点

掌握三种接法动态参数的分析

掌握复合管的特性

教学内容：基本共集放大电路、基本共基放大电路 教学重点：三种组态的各自特点 教学难点：共集、共基组态的分析 教学时数： 2学时

课前提问及复习：静态工作点的影响因素

稳定工作点的常用方法

射极负反馈电阻的作用

静态工作点稳定电路的求解 新课导入：基本共集放大电路、基本共基放大电路 新课介绍：

2．5 三种组态的放大电路

共集放大电路以集电极为公共端，通过iB对iE的控制作用实现功率放大。共基放大电路以基极为公共端，通过iE对iC的控制作用实现功率放大。共射、共集、共基是单管放大电路的三种基本接法。

一、基本共集放大电路

静态工作点的分析

VB= VCC Rb2/(Rb1 + Rb2)ICQ=IE =(VB － VBE)/Re

IBQ = IC/βVCEQ= VCC－IERe= VCC－ICRe

第2章

第12页

共15页

《模拟电子技术》电子教案

动态分析

电压放大倍数：Au 输入电阻：

Ri=Rb1// Rb2 //[rbe +(1+β)R'L ] 输出电阻：Ro 共集电路特点：Au≈1 Ri 高Ro低

二、基本共基放大电路

静态工作点的分析：

与共射静态工作点分析相同。动态参数的分析：

电压放大倍数：Au 输入电阻：Ri 输出电阻：Ro ≈RC

三、晶体管基本放大电路的派生电路

1、复合管放大电路

2、共射—共基放大电路

3、共集—共基放大电路

课堂小结：基本共集放大电路的组成与特点

基本共基放大电路的组成与特点 作业布置：2.18（1）、（2）、（3）

第2章

第13页

共15页

《模拟电子技术》电子教案

授 课 教 案

课程： 模拟电子技术

任课教师：

教研室主任：

课号：

课题：场效应管放大电路 教学目的：掌握场效应管放大器的各种偏置电路

用图解分析法分析计算放大器 用微变等效电路分析法分析计算放大器

教学内容：场效应管的三种接法

场效应管放大器的各种偏置电路 用图解分析法分析计算放大器 用微变等效电路分析法分析计算放大器

教学重点：用微变等效电路分析法分析计算放大器 教学难点：跨导的理解 教学时数： 2学时

课前提问及复习：场效应管的种类和结构

场效应管的转移特性曲线

场效应管的输出特性曲线 新课导入：场效应管的三种基本接法

设置静态工作点的必要性

静态工作点的设置方法及其分析估算

场效应管放大电路的动态分析 新课介绍：

2．6 场效应管放大电路

一、场效应管的三种基本接法

与晶体管的三个极对应，场效应管的三个电极源极、栅极、漏极在组成放大电路时也有三种接法：共源放大电路、共栅放大电路、共漏放大电路

二、静态工作点的设置方法及其分析估算

场效应管通过栅—源之间的电压uGS来控制漏极电流iD

与晶体管放大电路一样，为了能使电路正常放大，必须设置合适的静态工作点，以保证在信号的整个周期内场效应管都工作在恒流区。

1、基本共源电路

图解法求解静态工作点 计算法求解静态工作点（利用场效应管的电流方程）

2、自给偏压电路

自给偏压：靠源极电阻上的电压为栅—源提供一个负的偏压。

第2章

第14页

共15页

《模拟电子技术》电子教案

利用场效应管的电流方程求解其静态工作点 自给偏压的一种特例

3、分压式偏置电路

分压式偏置电路：依靠栅极电阻对电源电压分压来设置偏置电压。

三、场效应管放大电路的动态分析

1、场效应管的低频小信号等效模型

将场效应管看成一个两端口网络，利用端口的电流电压关系可以得到低频小信号等效模型。

经过对比，简化，可以得到简化的等效模型 跨导gm：输出回路电流与输入回路电压之比。

2、基本共源放大电路的分析

电压放大倍数：Au 输入电阻：Ri 输出电阻：Ro

3、基本共漏放大电路的分析

电压放大倍数：Au 输入电阻：Ri 输出电阻：Ro 课堂小结：场效应管的三种基本接法

静态工作点的设置方法及其分析估算

场效应管放大电路的动态分析 作业布置：2.22 2.23

第2章

第15页

共15页

第三篇：基本放大电路的总结

基本放大电路的总结

问题

一、在电子线路的分析计算中，哪些因素可以忽略，哪些因素不能忽略？

问题

二、在放大电路中，交流信号源为什么要标出正、负（+、-）？ 问题

三、在下图的共射电路中，Cb1和Cb2的作用是什么？它们两端电压的极性和大小如何确定？

问题

四、如果用PNP型三极管组成的共射电路，直流电源和耦合电容的极性应当如何考虑？直流负载线的方程式有何变化？

问题

五、工作点是一个什么概念? 除了直流静态工作点之外，有没有交流动态工作点？

问题

六、什么是管子的静态功耗？如果交流输入信号幅值较大，如何减小这一功耗？

问题

七、放大电路负载最大的情况究竟是Ro→∞还是RL=0？为什么经常说RL愈小，电路负载愈大？

问题

八、交流电阻和直流电阻区别何在？线性电阻元件有没有这两种电阻？为什么rbe不能用于静态计算？

问题

九、在的放大电路中，如果RL→∞(空载)，调节 使电路在一定的时产生最大不失真输出电压，问应为多大？怎样才能调到最佳位置？

问题

十、在采用ＮＰＮ型管组成放大电路时，如何判断输出波形的失真是由于饱和还是截止？如果彩ＰＮＰ型管，判断的结果又如何？

问题

十一、对于图(a)的放大电路如果要用图解法求最大不失真输出电压幅值，应该怎样进行？

问题十二、一般认为放大电路的输入电阻Ri愈大愈好，但在某些情况下则要求Ri小些。这些是什么情况？

问题

十三、“共射放大电路的交流输入量和输出量反相”，这种说法确切吗？ 问题

十四、在用微变等效电路求放大电路的输出电阻时，对受控电流源应该如何处理？

问题

十五、共射放大电路的电压增益管子是否可以提高放大电路的电压增益？

。选择电流放大系数β大的答案如下：

一、在电子线路的分析计算中，哪些因素可以忽略，哪些因素不能忽略？

答：在电子线路的分析计算中，经常根据工程观点，采用近似的计算方法。这是为了简化复杂的实际问题，突出主要矛盾，使分析计算得以比较顺利地进行。在这里，过分追求严密，既无必要，也不可能。但是，近似计算又必须是合理的，必须满足工程上对计算精度的要求。例如，在固定偏置的放大电路中，偏置电流中如Vcc=12V,VBEQ=0.7V,则相对于Vcc，在计算时完全可以略去VBEQ，而认为

这样做，计算误差小于10%，满足工程要求。但是，如果 是两个数值较大而又比较接近的电流之差：

此时第一个除式中的VBEQ就 不能忽略，而且两个除式的计算都要比较精确，要有较多的有效数字位数，否则会得出不合理的结果。又如，在求两个电阻并联后的总电阻时，如果一个电阻比另一 个大10倍以上，则可认为总电阻近似等于较小的电阻，这样的近似计算误差也不大于10%。再如，在求放大电路的输出电阻时，管子的rec往往是和一个比它小得多的电阻（例如RC）并联。这时，因为rce>>Rc，在并联时rce就可略去，而认为输出电阻RO≈Rc。但是，在晶体管恒流源中，如果略去管子的rce，则恒流源的输出电阻Ro→∞。在这里，rce是和一个无限大的电阻并联，当然就不能略去。一个电阻是否可忽略，要看他和其他电阻相比所起作用的大小。

二、在放大电路中，交流信号源为什么要标出正、负（+、-）？

答：前面说过，放大电路的特点之一是交、直流共存。直流电压和电流的方向（极性）是固定的，而交流电压和电流的方向（极性）是随时间变化的。为了分析的方便，对交流电压和电流要标出假定的正方向，即参考方向。对交流电压，参考方向是以放大电路的输入和输出回路的共同端（⊥）作为负（－）端，其它各点为正（+）端。对交流电流，参考方向则是ic、ib以流入电极为正，ie以流出电极为正。对于微变等效电路中的受控源，受控量的参考方向取决于控制量的参考方向。例如，对双极型三极管，当ib的参考方向为从b极到e极时，ic的参考方向必为从c极到e极。对场效应管，当id的参考方向为 Ｇ（＋）Ｓ（－）时，的参考方向为流入Ｄ极。参考方向是电路分析的重要工具，必须正确理解和掌握。

三、Cb1和Cb2的作用是什么？它们两端电压的极性和大小如何确定？ 答：弄清这个问题有助于真正理解放大电路的工作原理和交、直流共存的特点，也是初学者容易产生疑问的地方。放大电路在静态(νi=0)和动态(νi≠0)时，各处的电压如上图所示。对Cb1：在静态时，+Vcc通过Rb对它充电，稳态时，它两端的电压必然等于VBEQ，而通过它的直流电流为零。电压极性是右正左负。所以，它的作用之一是“隔断直流”，不使它影响信号源。在动态时，如果电容量很大，而vi幅值很小，Cb1两端的电压将保持不变。这样，Cb1两端的交流电压将为零，而全部Vi都加在管子的b-e结上，使VCE=VCBQ+vi所以，Cb1的另一个作用是“传送交流”，使交流信号顺利通过。

对Cb2情况相似。在静态时，Vcc通过Rc对它充电。稳态时，它两端的电压必然等VBEQ，极性是左正右负，而通过它的直流电流为零，所以RL上的电压vo=0。这是Cb2的隔直作用。在动态时，如果电容量很大，Cb2两端的电压将保持不变，仍为VBEQ。这样，Cb2两端的交流电压将为零，而VCE=VCBQ+vce中的交流分量全部出现在RL上，即vo=vce。这是Cb2的传送交流作用。

四、如果用PNP型三极管组成的共射电路，直流电源和耦合电容的极性应当如何考虑？直流负载线的方程式有何变化？ 答：这里也有初学者容易产生混淆的问题。

在采用PNP型管时，首先电源的极性要反接，耦合电容（一般用电解电容器）的极性也要反接。电路中IB、Ic和VCE的方向也要和NPN型管的相反。这样，直流负载线的的方程式应为-VCE=VCC-ICRC。它的形式与采用NPN管时略有不同。所以，建议放大电路中直流电压和电流的极性和方向以NPN管为准，对PNP管则全部反号。这时，直流负载线的方程式仍为 VCE=VCC-ICRC，式中VCE、VCC、IC都为负值。

五、工作点是一个什么概念? 除了直流静态工作点之外，有没有交流动态工作点？ 答：工作点是放大电路分析中一个十分重要的概念，它指的是电路中二极管或晶体管的工作状态，经常用它们极间的电压和流入电极的电流的大小来表示。例如，二极管的VD、ID，三极管的VBE，ib，VCE，ic。管子的工作状态和工作点分两类。一类是不加交流输入信号，电路中只有直流量的工作状态和工作点，叫“静态”和“静态工作点”。另一类是加了交流输入信号后，电路中直流和交流量共存的工作状态和工作点。此时，电路和管子中的电压和电流都随时间变动，所以叫“动态”和“动态工作点”。前面说过，在直流电源、元件参数和管子特性（有时还包括负载电阻）确定之后，直流静态工作点只有一个。而在交流动态时，工作点随交流输入信号在时间上不断变化，它的变化轨迹就是交流负载线。在某一交流输入信号下，管子的交流动态工作点在交流负载线上的变化范围就是动态范围。

六、什么是管子的静态功耗？如果交流输入信号幅值较大，如何减小这一功耗？ 答：管子的静态功耗PVQ就是在静态时管子集电极上消耗的功率：PVQ=VCEQICQ。为了减少这一功耗，就要尽量降低管子的静态工作点Q。但是，在交流输入信号幅度较大时，降低Q点会使放大电路输出信号失真。此时，可以采用新的电路组成方案来解决，如乙类推挽或互补对称电路（见功率放大器）。

七、放大电路负载最大的情况究竟是Ro→∞还是RL=0？为什么经常说RL愈小，电路负载愈大？

答：电路负载的大小是指负载上输出功率的大小。在中频时，放大电路可以等效画成交流空载输出电压与输出电阻的串联，如图所示，其中V∞是电路的空载输

出电压，RO是内阻，RL是负载电阻。不难求出，负载上的输出功率为

利用上式可求出Po为最

大值Pomax时，负载电阻RLo=Ro，而这就是说，从RL=0到RL=PLO，电路的输出功率P0随RL的增大而增大：从RL=PLO到RL→∞，P0则随RL的增大而减小，如图（b）所示。放大电路一般工作在RL>RLO=RO的情况，所以说负载电阻RL愈小，Po也就是电路负载愈大。如果RL→∞（空载）或RL=0（短路），则均有Po=0，是负载最小的情况。

八、交流电阻和直流电阻区别何在？线性电阻元件有没有这两种电阻？为什么rbe不能用于静态计算？

答：对线性电阻元件，只要工作频率不太高，它的电阻是个常数。也就是说，它在直流工作和交流工作时电阻相同，没有直流（静态）电阻与交流（动态）电阻之分。非线性电阻元件则不然。它的伏安特性I=f(V)不是直线，是曲线。即使是在直流工作时，只要电压和电流不同，或者说静态工作点不同，它的直流（静态）电阻R=也不同(见图)。如果直流信号上还叠加着交流小信号，则非线性电阻元件对交流小信号的交流（动态）电阻就是伏安特性在静态工作点处切线斜率的倒数，即。所以，非线性电阻元件的交流（动态）电阻随工作点的不同而不同。从几何上说，非线性电阻元件的直流电阻由伏安特性在静态工作点处的割线斜率决定，而交流电阻则由伏安特性在静态工作点处的切线斜率决定。晶体管的发射结是ＰＮ结，它的伏安特性是非线性的。，其中第二部分就是ＰＮ结的伏安特性在静态工作点处切线斜率的倒数折合到基极回路后的值，是发射结的交流（动态）电阻，当然不能用，也不能由静态的VBEQ和IBQ来求来求静态电流。否则，就是混淆了放大电路中直流量和交流量的区别，混淆了非线性元件直流（静态）电阻和交流（动态）电阻的区别。

九、在的放大电路中，如果RL→∞(空载)，调节Rb使电路在一定的vi时产生最大不失真输出电压，问Rb应为多大？怎样才能调到最佳位置？

答：在RL→∞时，放大电路的直流负载线与交流负载线重合。为了产生最大不失真输出电压，Ｑ点应选在负载线中央。此时必有

即所以。在实际工作中，通过调节Rb来调整Ｑ点是比较简单可行因而也是经常使用的方法。在调节时，应使输出电压既无饱和失真（对ＮＰＮ型管是波形底部削平），又无载止失真（对ＮＰＮ型管是波形顶部削平）。同时，在充分加大Vi时,输出波形又同时在预部和底部出现失真。

十、在采用NPN型管组成放大电路时，如何判断输出波形的失真是由于饱和还是截止？如果是PNP型管，判断的结果又如何？

答：这也是初学时容易混淆而又不易记住的问题。实际上，由于采用NPN管和PNP管时，电压的极性相反，所以判断的方法也将相反。在左图，画出了两种管子工作在截止失真的情况。对于NPN 管，因为电压极性为正，截止失真发生的输出波形正半周的顶部。对于PNP管，因为电压极性为负，截止失真发生在输出波形负半周的底部。如果是饱和失真，则 判断结果与上述相反。

十一、对于图(a)的放大电路如果要用图解法求最大不失真输出电压幅值，应该怎样进行？

答：这里的主要问题在射极上有电阻Re和R｀e。在动态时，R｀e被短路，但Re还在。画交流负载线时应该考虑它，而且用交流负载线上的动态范围决定出来的最大不失真电压幅值不是(Vcm)M，而是(Vcem)M，两者还相差Re上的电压。

１．作直流负载线，如图（b）上的虚线。用分析射极偏置电路的方法求出ICQ=2.71mA，用它和直流负载线的交点定出Ｑ点。

２．作交流负载线

过Ｑ点作斜率为的直线（如图(b)上的交流负载线。注意：对应于这条线，横坐标表示的将是vo而不是vCE）。由此定出(Vom)M=12.3-6.9=5.4V。十二、一般认为放大电路的输入电阻Ri愈大愈好，但在某些情况下则要求Ri小些。这些是什么情况？

答：一般情况下，放大电路的信号源是一个电压源，它的内阻ro很小。为了使放大电路的输入电压Vi尽可能不失真地复现信号源电压Vs，希望放大电路的输入电阻Ri尽可能大，使。在把放大电路用在测量电压的仪器内时，这一点尤为重要。在阴极射线示波器内用放大电路驱动磁偏转线圈时，也是这样。但是，当信号源是一个内阻Ro很大的电流源时，就要求放大电路的输入电阻Ri比信号源内阻Ro小得多，使流入放大电路输入端的电流Ii尽可能接近信号源电流

。例如，光电管和硅光电池都以高内阻提供电流。为了把电流变换为低内阻电压源，就使用输入电阻小的放大电路。另外，为了减小外界干扰对放大电路的影响时，也 希望放大电路的输入电阻小。必须指出：输入电阻的要领是对静态工作点附近的变化信号来说的，属于交流动态电阻，不能用来计算放大电路的静态工作点。

十三、“共射放大电路的交流输入量和输出量反相”，这种说法确切吗？

答：这种说法不确切，因为它没有指明输入量和输出量是什么。在放大电路的分析中，经常是讲电压增益。这时，输出量和输入量都是电压。在这种情况下，共射 放大电路从集电极输出的交流电压是和从基极输入的交流电压反相的。如果讲的是基极输入电压和射极输出电流（约等于集电极输出电流）的相位关系，则在共射放 大电路中两者是同相的。

十四、在用微变等效电路求放大电路的输出电阻时，对受控电流源应该如何处理？

答：对不同接法组态的放大电路，决定输出电阻的微变等效电路不同，对受控电流源的处理也不同。例如，对

共射电路决定输出电阻的等效电路如图，图中的Rs是信号源内阻，rce是三极管的输出电阻．在这个电路中，由于流过rbe的，受控源β

也是零。所以，输出电阻又如，对上图的共基电路，决定输出电阻的等效电路如下图（a）．如果不考虑rbe，则因，而Ro=Rc。如果考虑rbe，则可将有内阻rbe的受控电流源变换为有内阻rbe的受控电压源，其方向为左正右负（图(b)）．令R=Rs//Re//rbe，则得,所以或从而求得

可见Ro很大，是(1+β)rce量级，而

十五、共射放大电路的电压增益是否可以提高放大电路的电压增益？ 答：从

。选择电流放大系数β大的管子的表达式看，似乎加大β就可以提高

。实际上还应考虑到管子的参数rbe和β有关，即。如果不考虑rbb’，并认为1+β≈β，则。提高

.由此可见，加大β并不能有效地提高的有效途径是调整放大电路的静态工作点以增大IEQ，这是在实践中经常采用的方法。

第四篇：差动放大电路实验报告

差动放大电路实验报告

1.实验目的（1）

进一步熟悉差动放大器的工作原理；

（2）

掌握测量差动放大器的方法。

2.实验仪器

双踪示波器、信号发生器、数字多用表、交流毫伏表。

3.预习内容

（1）

差动放大器的工作原理性能。

（2）

根据图3.1画出单端输入、双端输出的差动放大器电路图。

4.实验内容

实验电路如图3.1。它是具有恒流源的差动放大电路。在输入端，幅值大小相等，相位相反的信号称为差模信号；幅值大小相等，相位相同的干扰称为共模干扰。差动放大器由两个对称的基本共射放大电路组成，发射极负载是一晶体管恒流源。若电路完全对称，对于差模信号，若Q1的集电极电流增加，则Q2的集电极电流一定减少，增加与减少之和为零，Q3

和Re3等效于短路，Q1,Q2的发射极等效于无负载，差模信号被放大。对于共模信号，若Q1的集电极电流增加，则Q2的集电极电流一定增加，两者增加的量相等，Q1、Q2的发射极等效于分别接了两倍的恒流源等效电阻，强发射极负反馈使共射放大器对共模干扰起强衰减作用，共模信号被衰减。从而使差动放大器有较强的抑制共模干扰的能力。调零电位器Rp用来调节T1,T2管的静态工作点，希望输入信号Vi=0时使双端输出电压Vo=0.差动放大器常被用作前置放大器。前置放大器的信号源往往是高内阻电压源，这就要求前置放大器有高输入电阻，这样才能接受到信号。有的共模干扰也是高内阻电压源，例如在使用50Hz工频电源的地方，50Hz工频干扰源就是高内阻电压源。若放大器的输入电阻很高，放大器在接受信号的同时，也收到了共模干扰。于是人们希望只放大差模信号，不放大共模信号的放大器，这就是差动放大器。运算放大器的输入级大都为差动放大器，输入电阻都很大，例如LF353的输入电阻约为1012Ω量级，0P07的输入电阻约为107Ω量级。

本实验电路在两个输入端分别接了510Ω电阻，使差动放大器的输入电阻下降至略小于这一数值，这是很小的输入电阻。其原因是，本实验电路用分列元件组成，电路中对称元件的数值并不是完全相等；其集电极为电阻负载，而不是恒流源负载；其发射极为恒流源负载，而不是镜像电流源负载，所以本实验电路的共模抑制比并不高。若本实验电路在输入端不接510Ω电阻，其输入电阻将较大，而共模抑制比不够高，实验环境中存在的高内阻共模干扰将进入输入端，那么输出端的共模干扰将较大，以致使验证差动放大器特性的实验难以进行。由于实验中所用信号源都为低输出电阻信号源，所以输入端接上510电阻后几乎不影响实验电炉接受来自信号源的信号，而高内阻共模干扰因实验电路输入电阻大大下降而基本上被拒之输入端外，从而使得输出端的共模干扰很小，实验得以顺利进行。输入端接510Ω电阻并不改变差动放大器的共模抑制比。

由此可见，在可以降低差动放大器输入电阻时，降低差动放大器输入电阻，可提高差动放大器的抗高内阻共模干扰的能力。

实验这弱的到教师的同意，可去掉实验电炉中的两个510欧电阻，再做实验就会发现，实验电路输出端的共模干扰明显增加。

（1）

静态工作点的调整与测量

将两个输入端Vi1、Vi2接地，调整电位器Rp使VC1=VC2，测量并填写下表。由于元件参数的离散，有的实验电路可能只能调到大致相等。静态调整的越对称，该差动放大器的共模抑制比就越高。

测量中应注意两点，一是所有的电压值都是对“地”测量值。二是应使测量的值有三位以上的有效数字。

静态工作点调整

对地电压

VB1

VB2

VB3

VC1

VC2

VC3

VE1

VE2

VE3

测量值（V）

0

0

-7.9012

6.4711

6.4501

-0.7817

-0.63985

-0.64013

-8.5650

由以上数据可得交流放大倍数为：

（2）

测量双端输入差模电压放大倍数

在实验箱上调整DC信号源，使得OUT1大约为0.1V，OUT2大约为-0.1V，然后分别接至Vi1、Vi2，再调整，使得OUT1为0.1V，OUT2为-0.1V，测量，计算并填写下表。

双端输入差模电压放大倍数

测量值（V）

计算值

VC1

VC2

VO

AD1

AD2

AD

3.1555

9.7610

-6.6055

-16.58

-16.55

-33.0

仿真测量值（V）

仿真计算值

2.304

10.367

-8.063

-20.84

-19.58

-40.31

这样做的原因是，实验电路的输入端对地有510欧的电阻，实验箱上的可变直流电压源是用1kΩ的可变电阻对5V、0.5V直流电压分压实现的，即直流电压信号源内阻于实验电路输入电阻大小可比。直流电压信号源接负载使得电压将明显小于未接负载时的电压，所以必须将直流电压信号源于实验电炉连接后，再把输入电压调到所需要的电压值。

这里，双端输入差模电压单端输出的差模放大倍数应用下式计算：

差模放大倍数实验值与仿真值误差为：

差模放大倍数的理论值可由以下公式计算：，其中

（3）

测量双端输入共模抑制比CMRR

将两个输入端接在一起，然后依次与OUT1、OUT2相连，记共模输入为ViC。测量、计算并填写下表。若电路完全对称，则VC1-VC2=Vo=0，实验电路一般并不完全对称，若测量值有四位有效数字，则Vo不应等于0.这里双端输入共模电压单端输出的共模放大倍数应用下式计算：

建议CMRR用dB表示

测量双端输入共模抑制比CMRR

输入（V）

测量值（V）

计算值

VC1

VC2

VO

AC1

AC2

AC

CMRR

+0.1001

6.4743

6.4469

0.0247

0.032

-0.032

0.247

42.52

输入+0.1仿真

6.327

6.327

0

0.02

-0.02

0

无穷

-0.1003

6.4917

6.4328

0.0589

0.206

-0.383

0.589

34.96

输入—0.1仿真

6.329

6.329

0

0.04

-0.04

0

无穷

由于理想状态下（正如仿真所得），所以共模放大倍数理论值为0，因此共模抑制比CMRR理论值为无穷。

事实上，电路不可能完全对称，因此，共模输入时放大器的∆V

不等于0，因而

AC也不等0，只不过共模放大倍数很小而已。共模输入时，两管电流同时增大或减小，Re3上的电压降也随之增大或减小，Re3起着负反馈作用。

由此可见，Re3

对共模信号起抑制作用；Re3

越大，抑制作用越强。晶体管因温度、电源电压等变化所引起的工作点变化，在差动放大器中相当于共模信号，因此，差动放大器大大抑制了温度、电源电压等变化对工作点的影响。

（4）

测量单端输入差模电压放大倍数

将Vi2接地，Vi1分别于OUT1、OUT2相连，然后再接入f=1KHz，有效值为50mV的正弦信号，测量计算并填写下表。若输入正弦信号，在输出端VC1、VC2的相位相反，所以双端输出Vo的模是它们两个模的和，而不是差。

单端输入差模电压放大倍数

输入

测量值（V）

单端输入放大倍数AD

VC1

VC2

VO

直流+0.1V

4.8068

8.1128

-3.306

-33.06

直流-0.1V

8.1683

4.7584

3.4099

-34.10

正弦信号

0.768

0.774

1.542

30.84

仿真如下：

输入

测量值（V）

单端输入放大倍数AD

VC1

VC2

VO

直流+0.1V

4.225

8.434

-4.209

-42.09

直流-0.1V

8.436

4.224

4.212

-42.12

正弦信号

1.06

1.06

2.12

42.4

实验值与仿真值的误差为：

单端输入的差模放大倍数理论上应该与双端输入的相近，因此其理论值也是-105.4

5.思考题

（1）

实验箱上的双端输入差动放大器的共模抑制比不算高，若要进一步提高共模抑制比，可采取哪些办法？

1）

提高差动放大器的输入阻抗或提高闭环增益。

2）

可以用一个晶体管恒

流源取代

Re3。因为工作于线形放大区的晶体管的Ic

基本上不随

Vce

变化（恒流特性），所以交流

电阻=△Vce

/△Ic

很大，大大提高了共模抑制比。

（2）

图3.1中的电阻Rb1、Rb2在电路中起到什么作用，若去除上述两个电阻，按实验（3）步骤和方法再测CMRR，两次测量的结果是否会有较大差别？为什么？

在两个输入端分别接了510Ω电阻，使差动放大器的输入电阻下降至略小于510Ω，这是很小的输入电阻。其原因是，本实验电路用分列元件组成，电路中对称元件的数值并不完全相等；其集电极为电阻负载，而不是恒流源负载；其发射极为恒流源负载，而不是镜像电流源负载，所以本实验电路的共模抑制比并不高。若本实验电路在输入端不接510Ω电阻，其输入电阻将较大，而共模抑制比不够高，实验环境中存在的高内阻共模干扰将进入输入端，那么输出端的共模干扰将较大，以致使验证差动放大器特性的实验难以进行。由于实验中所用信号源都为低输出电阻信号源，所以输入端接上510Ω电阻后几乎不影响实验电路接收来自信号源的信号，而高内阻共模干扰因实验电路输入电阻大大下降而基本上被拒之输入端外，从而使得输出端的共模干扰很小，实验得以顺利进行。输入端接510Ω电阻并不该变差动放大器的共模抑制比。

去掉实验电路中的两个510Ω电阻，再做实验就会发现，实验电路输出端的共模干扰明显增加。

（3）

归纳差动放大器的特点与性能，并于共射放大器比较。

电路对称抑制零点漂移；对差模信号有放大作用；对共模信号有抑制作用；输入阻抗较高；共模抑制比高；一般用来放大微小信号

第五篇：三极管放大电路实验报告

三极管放大电路 1、问题简述：

要求设计一放大电路，电路部分参数及要求如下：

（1）

信号源电压幅值：

0.5V ；（2）

信号源内阻：

50kohm ；（3）

电路总增益：倍；（4）

总功耗：小于 30mW ；（5）

增益不平坦度：~ 200kHz 范围内小于 0.1dB。、问题分析：

通过分析得出放大电路可以采用三极管放大电路。

2.1 对三种放大电路的分析（1）共射级电路要求高负载，同时具有大增益特性；（2）共集电极电路具有负载能力较强的特性，但增益特性不好，小于 1 ；（3）共基极电路增益特性比较好，但与共射级电路一样带负载能力不强。

综上所述，对于次放大电路来说单采用一个三极管是行不通的，因为它要求此放大电路 具有比较好的增益特性以及有较强的带负载能力。

2.2 放大电路的设计思路 在此放大电路中采用两级放大的思路。

先采用共射级电路对信号进行放大，使之达到放大两倍的要求；再采用共集电极电路 提高电路的负载能力。、实验目的（1）进一步理解三极管的放大特性；（2）掌握三极管放大电路的设计；（3）掌握三种三极管放大电路的特性；（4）掌握三极管放大电路波形的调试；（5）提高遇到问题时解决问题的能力。、问题解决 测量调试过程中的电路：

增益调试：

首先测量各点（电源、基极、输出端）的波形：

结果如下:

绿色的线代表电压变化，红色代表电源。

调节电阻 R2、R3、R5 使得电压的最大值大于电源 电压的 2/3。

V A =R2 〃 R3 〃

(1+ 3)R5 / [R2//R3//(1+ 3)R5+R1]，其中由于 R1 较大因此 R2、R3 也相对 较大。

第一级放大输出处的波形调试(采用共射级放大电路)：

结果为：

红色的电压最大值与绿色电压最大值之比即为放大倍数。

则需要适当增大 R2，减小 R3 的阻值。

总输出的调试：

如果放大倍数不合适，则调节 R4 与 R5 的阻值。即当放大倍数不足时，应增大 R4，减小 R5。

如果失真则需要调节 R6，或者适当增大电源的电压值，必要时可以返回 C 极，调节 C 极的 输出。

功率的调试：

由于大功率电路耗电现象非常严重，因此我们在设计电路时，应在满足要求的情况下尽可能 的减小电路的总功耗。减小总功耗的方法有：)尽可能减小输入直流电压； 2)尽可能减小 R2、R3 的阻值； 3)尽可能增大 R6 的阻值。

电路输入输出增益、相位的调试：

由于在放大电路分别采用了共射极和共集电极电路，因此输出信号和输入信号相位相差 180 度。体现在波形上是，当输入交流信号电压达到最大值是，输出信号到达最小值。

由于工作频率为 1kHz，当采用专门的增益、相位仪器测量时需要保证工作频率附近出的增 益、相位特性比较平稳，尤其相位应为± 180 度附近。一般情况下，为了达到这一目的，通 常采用的方法为适当增大 C6(下图为 C1)的电容。

最终调试电路：

电路图:

根据此图可以分析出该电路功耗还是有点大。・s£ Cl —-1卜 *5.■W XfiNL + ¥-4l-!t+n 15^ F4H XKPl 十 IN _

pir 测量结果如下:(1)功耗图：

WaftTneter XWMT X 272239 mWPowtr 134 QI EJT 3?K 和 TW BIT KTH XSC

(2)输入输出波形图:

由此图可以分析出：输入输出的波形图相同，B 通道的电压值是 A 通道的电压值的二倍, 因此电压增益为二倍，即电路达到了放大二倍的效果。

(3)相位图:

TT1 1-18D E3eg 2D kHz Bode PLotter-XBPI c-18D E3eg 2D kHz Bode PLotter-XBPI Ciut In i-

由以上两个图可分析出相位的变化范围：

20Hz~20KHz ,-179.796Deg ~ 180Deg;(4)幅频特性图: Bode Platte r-XPPl

2D H E

Mtode h/bg nitude Phase Refers 亡 | 話耳皀

| Sei...Hk))rizarrii.al ^rtical fubd& i 油卯 fltud 电 P 佔瓢 +1 2DkHi

■

kHz

Ccrrtmls io-

dB-lb dB

Lug Iri |ZD kHi [2D-

Controls Reverse Horizontal I-10

%fart»il F 10 Ourt 一

由以上两个图可以分析出：幅度变化 20Hz~20KHz，6.686dB。

实验感受：

通过本次实验我获得了很大的收获，将我们上学期所学的模电理论知识进行了实践仿 真，让我们真是感受到了三极管的放大作用，以及参数对放大效果的影响，了解各个器件起 的作用，在老师的指导下，让我们将所学的理论知识融会贯通，而且对放大电路的要求也有 了一定的了解，从开始无从下手到最后仿真应用自如，一步一步改进，在理论和实践上双丰 收！

希望在下次实验中有更好的变现！