资源简介

(共24张PPT)
电工电子技术基础与应用
目录
项目1 直流电路
项目2 正弦交流电路
项目3 变压器与三相异步电动机
项目4 二极管及其应用
项目5 三极管及其应用
项目6 逻辑门电路与组合逻辑电路
项目7 触发器与时序逻辑电路
三极管及其应用
项目5
三极管是基本的半导体元件之一，它具有电流放大作用，可与其他电路元器件组成多种放大电路。放大电路可以把微弱的输入信号放大成振幅较大的输出信号，它在生活中的应用随处可见，电视机机顶盒、收音机、手机、路由器等电器的内部均使用了放大电路。
本项目主要介绍三极管、放大电路和集成运放的基本知识。
项目导读
项目导读
学习目标
知识目标
能够正确测试三极管的伏安特性
能够正确调试基本放大电路
能够正确测试集成运放的性能指标
技能目标
弘扬爱国奋斗精神，树立建功立业信念
厚植民族自豪感和科技自信心
素质目标
掌握三极管的结构、电流放大作用、伏安特性和主要参数
掌握共发射极放大电路、分压偏置放大电路、共集电极放大
电路的结构和分析方法
掌握多级放大电路和功率放大电路的工作原理
掌握反馈的分类和负反馈放大电路的基本类型
掌握集成运放的结构、性能指标和工作特性
掌握集成运放的典型应用
目录
任务5.1 认识三极管
任务5.2 认识放大电路
任务5.3 认识集成运放
任务5.3 认识集成运放
任务引入
集成运放的实物如下图所示，它由1个芯片和若干引脚构成。集成运放的图形符号如下图所示。其中，“ ”表示信号从左向右传输，“ ”表示电压放大倍数；方框内左边的“+”“-”分别表示同相输入端和反相输入端，输入电压分别用 和 表示；方框内右边的“+”表示输出端，输出电压用 表示。
任务引入
本任务的知识与技能要求如下表所示。
任务内容 认识集成运放 学习程度 识记 理解 应用
学习任务 放大电路中的反馈 ●
集成运放的结构 ●
集成运放的性能指标和工作特性 ●
集成运放的典型应用 ●
实训任务 测试集成运放的性能指标 ●
自我勉励 学习目标
任务工单
学生领取任务工单（详见教材），并完成工单内容。
1．知识准备
3．任务实施
2．工具和器材准备
4．任务评价
输入信号从反相输入端输入时，输出信号与输入信号相位相反，这样的比例运算电路称为反相比例运算电路，如右图所示。其中，同相输入端通过电阻 接地，输入信号经电阻 送到反相输入端，反馈电阻 跨接在输出端和反相输入端之间。
5.3.5 集成运放的典型应用
相关知识
运算电路是集成运放最典型的应用，当它对输入信号进行运算时，要求输出信号必须反映出输入信号的某种运算结果，这就需要引入深度负反馈，从而使集成运放工作在线性区。
1．比例运算电路
1）反相比例运算电路
相关知识
根据集成运放的“虚断”和“虚短”特性，可知
，
由上图可得
，
由此可得
则闭环电压放大倍数为
相关知识
上式表明，在反相比例运算电路中，输出电压与输入电压成比例关系，电路的闭环电压放大倍数只与外围电阻有关，而与集成运放本身的参数无关，这就保证了放大电路闭环电压放大倍数的精确性和稳定性。式中的“-”表示输出电压与输入电压反相。
在如上图所示电路中， 为平衡电阻， ，其作用是消除静态电流对输出电压的影响。当 时， ，此时基于该电路可制得反相器。
相关知识
如果输入信号从同相输入端输入，输出信号与输入信号的相位相同，则该比例运算电路便称为同相比例运算电路，如右图所示。
在“ → → →地”回路中，有
2）同相比例运算电路
据集成运放的“虚断”和“虚短”特性可得闭环电压放大倍数为
点拨
相关知识
上式表明，与反相比例运算电路一样，同相比例运算电路输出电压与输入电压的比例关系也与集成运放本身的参数无关，闭环电压放大倍数的精确性和稳定性也很高。同相比例运算电路的闭环电压放大倍数 ，为正值，表示输出电压与输入电压同相。
当 或 时， ，此时基于该电路可制得同相器或电压跟随器。由于集成运放的性能优良，因此由它构成的电压跟随器不仅精度高，而且输入电阻大、输出电阻小，可作为各种电路的输入级、中间级或缓冲级等。
相关知识
在反相比例运算电路的基础上增加几个输入支路，便可构成反相加法运算电路。同样，在同相比例运算电路的基础上增加几个输入支路，便可构成同相加法运算电路。反相加法运算电路的性能较好，应用较多，下面主要对其进行分析。反相加法运算电路如右图所示。
根据集成运放的“虚断”和“虚短”特性，可列出
， ， ，
由此可得
2．加法运算电路
相关知识
上式表明，在反相加法运算电路中，输出电压等于各输入电压按不同比例相加之和。当 时，上式为
当 时，上式为
由以上三式可以看出，反相加法运算电路也与集成运放本身的参数无关，只要电阻足够精确，就可保证加法运算的精确性和稳定性。
相关知识
如右图所示为用来实现两个电压 和 相减的减法运算电路，其中两个输入端都有信号输入。
由上图可知
因 ，则有
3．减法运算电路
相关知识
当 、 时，有
当 时，有
则
上式表明，在减法运算电路中，输出电压与两个输入电压之差成比例关系。
相关知识
在反相比例运算电路中，用电容代替电阻 便可构成积分运算电路，如右图所示。积分运算电路是模拟计算机电路的基本单元。此外，积分运算电路在控制和测量系统中的应用也十分广泛。
积分运算电路是反相输入的，且 ，因此
上式表明，输出电压与输入电压的积分成比例关系，负号表示两者反相。 称为积分时间常数。
4．积分运算电路
相关知识
微分运算是积分运算的逆运算，因此将积分运算电路中输入端的电阻和反馈电容互换位置就可构成微分运算电路，如右图所示。
由上图可知
由此可得
5．微分运算电路
上式表明，输出电压与输入电压的微分成正比，负号表示两者反相。 称为微分时间常数。
学习成果评价
指导教师根据学生对本项目的实际学习成果对其进行评价，学生配合指导教师共同完成如下表所示的学习成果评价表。
班级 组号 日期
姓名 学号 指导教师
学习成果/项目名称 三极管及其应用 评价项目 评价内容 评价方式 满分/分 评分/分
知识
40% 三极管的结构和电流放大作用 理论测试 2
三极管的伏安特性和主要参数 4
共发射极放大电路 6
分压偏置放大电路和共集电极放大电路 6
多级放大电路和功率放大电路 6
放大电路中的反馈 4
集成运放的结构和性能指标 4
集成运放的工作特性 4
集成运放的典型应用 4
学习成果评价
评价项目 评价内容 评价方式 满分/分 评分/分
技能
40% 测试三极管的伏安特性 实践操作 12
调试基本放大电路 14
测试集成运放的性能指标 14
素养
20% 积极参加教学活动，主动学习、思考、讨论 综合评判 6
认真负责，按时完成学习、实践任务 4
团结协作，与组员之间密切配合 4
服从指挥，遵守课堂和实训室纪律 4
守正创新，自信自强 2
合计 100
自我评价 教师评价
谢 谢(共19张PPT)
电工电子技术基础与应用
目录
项目1 直流电路
项目2 正弦交流电路
项目3 变压器与三相异步电动机
项目4 二极管及其应用
项目5 三极管及其应用
项目6 逻辑门电路与组合逻辑电路
项目7 触发器与时序逻辑电路
三极管及其应用
项目5
三极管是基本的半导体元件之一，它具有电流放大作用，可与其他电路元器件组成多种放大电路。放大电路可以把微弱的输入信号放大成振幅较大的输出信号，它在生活中的应用随处可见，电视机机顶盒、收音机、手机、路由器等电器的内部均使用了放大电路。
本项目主要介绍三极管、放大电路和集成运放的基本知识。
项目导读
项目导读
学习目标
知识目标
能够正确测试三极管的伏安特性
能够正确调试基本放大电路
能够正确测试集成运放的性能指标
技能目标
弘扬爱国奋斗精神，树立建功立业信念
厚植民族自豪感和科技自信心
素质目标
掌握三极管的结构、电流放大作用、伏安特性和主要参数
掌握共发射极放大电路、分压偏置放大电路、共集电极放大
电路的结构和分析方法
掌握多级放大电路和功率放大电路的工作原理
掌握反馈的分类和负反馈放大电路的基本类型
掌握集成运放的结构、性能指标和工作特性
掌握集成运放的典型应用
目录
任务5.1 认识三极管
任务5.2 认识放大电路
任务5.3 认识集成运放
任务5.3 认识集成运放
任务引入
集成运放的实物如下图所示，它由1个芯片和若干引脚构成。集成运放的图形符号如下图所示。其中，“ ”表示信号从左向右传输，“ ”表示电压放大倍数；方框内左边的“+”“-”分别表示同相输入端和反相输入端，输入电压分别用 和 表示；方框内右边的“+”表示输出端，输出电压用 表示。
任务引入
本任务的知识与技能要求如下表所示。
任务内容 认识集成运放 学习程度 识记 理解 应用
学习任务 放大电路中的反馈 ●
集成运放的结构 ●
集成运放的性能指标和工作特性 ●
集成运放的典型应用 ●
实训任务 测试集成运放的性能指标 ●
自我勉励 学习目标
任务工单
学生领取任务工单（详见教材），并完成工单内容。
1．知识准备
3．任务实施
2．工具和器材准备
4．任务评价
集成运放主要有以下性能指标。
5.3.3 集成运放的性能指标
相关知识
相关知识
相关知识
小小“中国芯”，大大“航天梦”
2022年9月2日0时33分，经过约6小时的出舱活动，神舟十四号航天员乘组圆满完成了空间站问天实验舱首次出舱任务，中国空间站建造之路又向前迈进了一步。在这条宏大的航天强国之路上，其实还有一条独属于微小元器件的“飞天之路”。
宇航芯片等电子元器件对成功完成首次出舱任务意义重大。宇航芯片相当于航天器的细胞甚至心脏，细胞不健康、心脏不强大，块头再大也不算强。
……详见教材
砥节砺行
相关知识
5.3.4 集成运放的工作特性
集成运放的理想模型称为理想集成运放，它将集成运放的各项性能指标理想化，以便在其分析应用的过程中抓住主要因素、简化分析过程。理想集成运放的性能指标主要有以下特点。
（1）开环差模电压放大倍数 。
（2）差模输入电阻 。
（3）开环输出电阻 。
（4）共模抑制比 。
（5）输入失调电压、输入失调电流及它们的温度漂移均为零。
（6）当输入为零时，输出恒为零。
1．集成运放的理想模型
相关知识
集成运放的工作特性主要是指其输出电压与输入电压之间的关系，它可通过传输特性曲线来分析。
如右图所示为集成运放的传输特性曲线。其中，BC段为集成运放工作的线性区，AB段和CD段为集成运放工作的非线性区（又称饱和区）。由于集成运放的电压放大倍数极高，因此BC段十分接近纵轴。在理想情况下，可认为BC段与纵轴重合。此时，用 段表示集成运放工作在线性区， 段和 段表示集成运放工作在非线性区。
2．线性区的工作特性
当工作在线性区时，集成运放可看作一个线性放大元件，其输出电压和输入差值电压之间的关系是线性关系，即
由于集成运放的 ，而 是有限值，因此可认为
这种特性称为“虚短”，即两个输入端之间的电压近似为零，相当于短路，但不是真正的短路。
相关知识
由于集成运放的 ，因此可认为两个输入端的电流近似为零，即
这种特性称为“虚断”，即输入端相当于断路，但又不是真正的断路。利用“虚短”和“虚断”这两个特性，分析各种运算及处理电路的线性工作情况将十分简便。
相关知识
当处于开环状态或同相输入端与输出端之间有通路（正反馈）时，集成运放工作在非线性区。
3．非线性区的工作特性
相关知识
点拨
在非线性区内，集成运放的“虚短”特性不存在。
此时，若反相输入端 与同相输入端 不等，则输出电压为正、负饱和值（ 或 ），即
时，
时，
此外，当集成运放工作在非线性区时，两个输入端的输入电流也为零。(共18张PPT)
电工电子技术基础与应用
目录
项目1 直流电路
项目2 正弦交流电路
项目3 变压器与三相异步电动机
项目4 二极管及其应用
项目5 三极管及其应用
项目6 逻辑门电路与组合逻辑电路
项目7 触发器与时序逻辑电路
三极管及其应用
项目5
三极管是基本的半导体元件之一，它具有电流放大作用，可与其他电路元器件组成多种放大电路。放大电路可以把微弱的输入信号放大成振幅较大的输出信号，它在生活中的应用随处可见，电视机机顶盒、收音机、手机、路由器等电器的内部均使用了放大电路。
本项目主要介绍三极管、放大电路和集成运放的基本知识。
项目导读
项目导读
学习目标
知识目标
能够正确测试三极管的伏安特性
能够正确调试基本放大电路
能够正确测试集成运放的性能指标
技能目标
弘扬爱国奋斗精神，树立建功立业信念
厚植民族自豪感和科技自信心
素质目标
掌握三极管的结构、电流放大作用、伏安特性和主要参数
掌握共发射极放大电路、分压偏置放大电路、共集电极放大
电路的结构和分析方法
掌握多级放大电路和功率放大电路的工作原理
掌握反馈的分类和负反馈放大电路的基本类型
掌握集成运放的结构、性能指标和工作特性
掌握集成运放的典型应用
目录
任务5.1 认识三极管
任务5.2 认识放大电路
任务5.3 认识集成运放
任务5.3 认识集成运放
任务引入
集成运放的实物如下图所示，它由1个芯片和若干引脚构成。集成运放的图形符号如下图所示。其中，“ ”表示信号从左向右传输，“ ”表示电压放大倍数；方框内左边的“+”“-”分别表示同相输入端和反相输入端，输入电压分别用 和 表示；方框内右边的“+”表示输出端，输出电压用 表示。
任务引入
本任务的知识与技能要求如下表所示。
任务内容 认识集成运放 学习程度 识记 理解 应用
学习任务 放大电路中的反馈 ●
集成运放的结构 ●
集成运放的性能指标和工作特性 ●
集成运放的典型应用 ●
实训任务 测试集成运放的性能指标 ●
自我勉励 学习目标
任务工单
学生领取任务工单（详见教材），并完成工单内容。
1．知识准备
3．任务实施
2．工具和器材准备
4．任务评价
5.3.1 放大电路中的反馈
相关知识
1．反馈的基本概念
反馈是指将放大电路输出端的信号，通过一定的电路形式作用到放大电路的输入端，对放大电路的输入量进行调整的措施。放大电路不加反馈电路时的状态称为开环状态，引入反馈后，整个系统变为闭环状态。
反馈放大电路由基本放大电路和反馈电路构成，其结构如右图所示。
相关知识
设反馈放大电路的开环电压放大倍数为 ，闭环电压放大倍数为 ，反馈系数为 ，则有
经整理，可得
在上式中，（ ）与闭环电压放大倍数密切相关，因此它是衡量反馈程度的重要指标，称为反馈深度。引入反馈后，反馈放大电路可根据输出量的变化控制净输入量的大小，从而自动调节信号的放大过程，以改善放大电路的工作性能。
相关知识
2．反馈的分类
反馈有多种分类方法：根据极性的不同，反馈可分为正反馈和负反馈两种；根据信号成分的不同，反馈可分为直流反馈和交流反馈两种；根据反馈量与输出量关系的不同，反馈可分为电压反馈和电流反馈两种；根据反馈量与输入量关系的不同，反馈可分为串联反馈和并联反馈两种。
相关知识
1）正反馈与负反馈
根据反馈对输出量的影响可以区分反馈的极性。反馈使输出量的变化增大，即使净输入量增大，则称之为正反馈；反馈使输出量的变化减小，即使净输入量减小，则称之为负反馈。正反馈多用于振荡电路和脉冲电路，而负反馈多用于改善放大电路的性能。
2）直流反馈与交流反馈
反馈信号中只有直流分量的反馈称为直流反馈，直流反馈可分为直流正反馈和直流负反馈两种，其中直流负反馈多用于稳定静态工作点，不常单独使用。反馈信号中只有交流分量的反馈称为交流反馈，交流反馈可分为交流正反馈和交流负反馈两种，其中交流负反馈多用于改善放大电路的性能。实际中，反馈信号中既有直流分量又有交流分量，即同时存在交、直流反馈。
3）电压反馈与电流反馈
在反馈放大电路中，如果反馈量取自基本放大电路输出端的电压，则该反馈称为电压反馈；如果反馈量取自基本放大电路输出端的电流，则该反馈称为电流反馈。
4）串联反馈与并联反馈
在反馈放大电路中，如果反馈量与输入量在输入回路中串联，两者以电压方式相叠加，则该反馈称为串联反馈；如果反馈量与输入量在输入回路中并联，两者以电流方式相叠加，则该反馈称为并联反馈。
相关知识
引入交流负反馈的放大电路通常称为负反馈放大电路，它有四种基本类型，分别为电压串联负反馈放大电路、电压并联负反馈放大电路、电流串联负反馈放大电路和电流并联负反馈放大电路，其原理框图如下图所示。
3．负反馈放大电路的基本类型
相关知识
集成运放是一种具有很高放大倍数的多级放大电路，也是发展最早、应用最广的一种模拟集成电路。集成运放的结构主要有圆壳式、双列直插式和扁平式三种，其外形如下图所示。
5.3.2 集成运放的结构
相关知识
1．集成运放的结构形式
集成运放电路主要由四部分构成，即输入级、中间级、输出级和电源电路，如下图所示。
相关知识
2．集成运放的电路结构(共20张PPT)
电工电子技术基础与应用
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项目1 直流电路
项目2 正弦交流电路
项目3 变压器与三相异步电动机
项目4 二极管及其应用
项目5 三极管及其应用
项目6 逻辑门电路与组合逻辑电路
项目7 触发器与时序逻辑电路
三极管及其应用
项目5
三极管是基本的半导体元件之一，它具有电流放大作用，可与其他电路元器件组成多种放大电路。放大电路可以把微弱的输入信号放大成振幅较大的输出信号，它在生活中的应用随处可见，电视机机顶盒、收音机、手机、路由器等电器的内部均使用了放大电路。
本项目主要介绍三极管、放大电路和集成运放的基本知识。
项目导读
项目导读
学习目标
知识目标
能够正确测试三极管的伏安特性
能够正确调试基本放大电路
能够正确测试集成运放的性能指标
技能目标
弘扬爱国奋斗精神，树立建功立业信念
厚植民族自豪感和科技自信心
素质目标
掌握三极管的结构、电流放大作用、伏安特性和主要参数
掌握共发射极放大电路、分压偏置放大电路、共集电极放大
电路的结构和分析方法
掌握多级放大电路和功率放大电路的工作原理
掌握反馈的分类和负反馈放大电路的基本类型
掌握集成运放的结构、性能指标和工作特性
掌握集成运放的典型应用
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任务5.1 认识三极管
任务5.2 认识放大电路
任务5.3 认识集成运放
任务5.2 认识放大电路
任务引入
在科学实验和生产应用中，从传感器获取的信号通常较为微弱，只有将其放大才能得到可用的输出信号，这就需要通过放大电路来实现。而为了保证放大电路正常工作，通常需要将放大电路设置在最佳静态工作点。请选择合适的工具和器材，连接如下图所示电路，将其调至最佳静态工作点，并测量其电压放大倍数。
任务引入
本任务的知识与技能要求如下表所示。
任务内容 认识放大电路 学习程度 识记 理解 应用
学习任务 共发射极放大电路 ●
分压偏置放大电路和共集电极放大电路 ●
多级放大电路和功率放大电路 ●
实训任务 调试基本放大电路 ●
自我勉励 学习目标
任务工单
学生领取任务工单（详见教材），并完成工单内容。
1．知识准备
3．任务实施
2．工具和器材准备
4．任务评价
放大电路主要由三极管（或场效应管）、电阻、电容和直流电源等构成，它用来将微弱的电信号（非电信号可以通过传感器转变成电信号）放大成振幅足够大且与原电信号变化规律一致的信号，以便人们测量或供负载使用，如下图所示。不同放大电路的应用场合及作用虽然不尽相同，但其信号放大的过程是相同的。
相关知识
点拨
放大电路将能量较小的输入信号放大成能量较大的输出信号，增加的能量是由直流电源通过放大电路转换而来的，而不是放大电路本身产生的。
5.2.4 多级放大电路
相关知识
上述放大电路都是单级放大电路，它们的放大倍数有限。在实际应用时，通常需要将多个单级放大电路连接起来，构成多级放大电路，对输入信号进行连续放大，以满足需要。
多级放大电路的结构如下图所示。其中，与信号源相连接的第一级放大电路称为输入级，与负载相连接的末级放大电路称为输出级，输出级与输入级之间的放大电路称为中间级。
相关知识
由上图可以看出，多级放大电路各级是串连的，前一级的输出信号是后一级的输入信号，后一级的输入电阻是前一级的负载。因此，多级放大电路的电压放大倍数等于各级电压放大倍数的乘积，即
相关知识
多级放大电路的输入电阻等于从第一级放大电路的输入端所对应的两端电路的等效电阻，也就是第一级的输入电阻，即
多级放大电路的输出电阻等于从最后一级放大电路的负载两端（不含负载）所对应的两端电路的等效电阻，也就是最后一级的输出电阻，即
功率放大电路是一种以输出较大功率为目的的放大电路，通常直接用于驱动负载，因此通常要求其具有足够大的输出功率和较高的转换效率，而且输出信号的非线性失真要小。功率放大电路通常可作为多级放大电路的输出级。
5.2.5 功率放大电路
相关知识
根据三极管工作状态的不同，功率放大电路可分为甲类、乙类和甲乙类三种，其静态工作点如下图所示。
甲类功率放大电路的静态工作点位于放大区，其静态功耗大，转换效率低，但失真较小；
乙类功率放大电路的静态工作点位于截止区，其静态功耗接近于零，转换效率高，但存在严重的失真；
甲乙类功率放大电路的静态工作点接近截止区，它的失真现象较乙类功率放大电路轻，且静态功耗较甲类功率放大电路小，转换效率高。
无输出电容（OCL）的互补对称功率放大电路（以下简称OCL电路）属于乙类放大电路，其工作原理如下图所示。其中，OCL电路正负电源的电压绝对值相同；三极管和是参数特性对称一致的NPN型三极管和PNP型三极管，它们的基极连接在一起作为输入端，发射极也连接在一起直接接负载。
相关知识
1．无输出电容（OCL）的互补对称功率放大电路
OCL电路处于静态时，由于两个三极管的基极都未加偏置电压，因此它们都不导通，电流为零，此时OCL电路工作于截止区，处于乙类工作状态。此时，发射极的电位为零，负载上无电流通过。
相关知识
相关知识
在OCL电路的实际应用中，由于其中的三极管为非线性元件，当输入电压 小于三极管的阈值电压时，两个三极管都不导通，因此OCL电路输出信号上、下半周交界处将会出现交越失真。
无输出变压器（OTL）的互补对称功率放大电路（以下简称OTL电路）属于甲乙类功率放大电路，其工作原理如下图所示。
2．无输出变压器（OTL）的互补对称功率放大电路
相关知识
相关知识(共19张PPT)
电工电子技术基础与应用
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项目1 直流电路
项目2 正弦交流电路
项目3 变压器与三相异步电动机
项目4 二极管及其应用
项目5 三极管及其应用
项目6 逻辑门电路与组合逻辑电路
项目7 触发器与时序逻辑电路
三极管及其应用
项目5
三极管是基本的半导体元件之一，它具有电流放大作用，可与其他电路元器件组成多种放大电路。放大电路可以把微弱的输入信号放大成振幅较大的输出信号，它在生活中的应用随处可见，电视机机顶盒、收音机、手机、路由器等电器的内部均使用了放大电路。
本项目主要介绍三极管、放大电路和集成运放的基本知识。
项目导读
项目导读
学习目标
知识目标
能够正确测试三极管的伏安特性
能够正确调试基本放大电路
能够正确测试集成运放的性能指标
技能目标
弘扬爱国奋斗精神，树立建功立业信念
厚植民族自豪感和科技自信心
素质目标
掌握三极管的结构、电流放大作用、伏安特性和主要参数
掌握共发射极放大电路、分压偏置放大电路、共集电极放大
电路的结构和分析方法
掌握多级放大电路和功率放大电路的工作原理
掌握反馈的分类和负反馈放大电路的基本类型
掌握集成运放的结构、性能指标和工作特性
掌握集成运放的典型应用
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任务5.1 认识三极管
任务5.2 认识放大电路
任务5.3 认识集成运放
任务5.2 认识放大电路
任务引入
在科学实验和生产应用中，从传感器获取的信号通常较为微弱，只有将其放大才能得到可用的输出信号，这就需要通过放大电路来实现。而为了保证放大电路正常工作，通常需要将放大电路设置在最佳静态工作点。请选择合适的工具和器材，连接如下图所示电路，将其调至最佳静态工作点，并测量其电压放大倍数。
任务引入
本任务的知识与技能要求如下表所示。
任务内容 认识放大电路 学习程度 识记 理解 应用
学习任务 共发射极放大电路 ●
分压偏置放大电路和共集电极放大电路 ●
多级放大电路和功率放大电路 ●
实训任务 调试基本放大电路 ●
自我勉励 学习目标
任务工单
学生领取任务工单（详见教材），并完成工单内容。
1．知识准备
3．任务实施
2．工具和器材准备
4．任务评价
放大电路主要由三极管（或场效应管）、电阻、电容和直流电源等构成，它用来将微弱的电信号（非电信号可以通过传感器转变成电信号）放大成振幅足够大且与原电信号变化规律一致的信号，以便人们测量或供负载使用，如下图所示。不同放大电路的应用场合及作用虽然不尽相同，但其信号放大的过程是相同的。
相关知识
点拨
放大电路将能量较小的输入信号放大成能量较大的输出信号，增加的能量是由直流电源通过放大电路转换而来的，而不是放大电路本身产生的。
5.2.2 分压偏置放大电路
相关知识
1．分压偏置放大电路的结构
分压偏置放大电路如右图所示。它与共发射极放大电路的区别在于：三极管VT的基极连接有两个基极偏置电阻，对直流电源的电压进行分压，从而使基极有了一定的电位；发射极串联了电阻和电容。若将右图中的所有电容全部断开，则可得到分压偏置放大电路的直流通路，如下图所示。
相关知识
由右图可知 。 通常很小，若 ，则基极的电压为
由上式可知， 与三极管的参数无关，因此 变化不受温度变化的影响。
2．分压偏置放大电路的静态分析
相关知识
此外，由上图还可知， ，若使 ，则
由上式可知， 与三极管的参数无关，因此 的变化也不受温度变化的影响。
如右图所示为分压偏置放大电路的交流通路，它与共发射极放大电路的交流通路相似，它们的等效电路也相似。其中，，电压放大倍数、输入电阻和输出电阻的计算方法与共发射极放大电路的相同。
3．分压偏置放大电路的动态分析
5.2.3 共集电极放大电路
相关知识
共集电极放大电路如右图所示。其中，交流信号从基极输入，从发射极输出，因此基于该电路制成的器件又称为射极输出器。
1．共集电极放大电路的静态分析
如下图所示为共集电极放大电路的直流通路。由该图可知
即
相关知识
由此可求得共集电极放大电路静态工作点的电流为
共集电极放大电路静态工作点的电压为
相关知识
2．共集电极放大电路的动态分析
共集电极放大电路的交流通路及其微变等效电路如下图所示，据此可分析其动态性能指标。
相关知识
1）电压放大倍数
由上图可得
因 ，故 ，两者振幅相近，相位相同，因此|Au|小于1且接近于1。
相关知识
2）输入电阻
共集电极放大电路的输入电阻为
共集电极放大电路的输入电阻比较大，可达几十千欧到几百千欧。
3）输出电阻
共集电极放大电路的输出电阻为
其中， 。共集电极放大电路的输出电阻很小，一般只有几欧到几十欧。(共24张PPT)
电工电子技术基础与应用
目录
项目1 直流电路
项目2 正弦交流电路
项目3 变压器与三相异步电动机
项目4 二极管及其应用
项目5 三极管及其应用
项目6 逻辑门电路与组合逻辑电路
项目7 触发器与时序逻辑电路
三极管及其应用
项目5
三极管是基本的半导体元件之一，它具有电流放大作用，可与其他电路元器件组成多种放大电路。放大电路可以把微弱的输入信号放大成振幅较大的输出信号，它在生活中的应用随处可见，电视机机顶盒、收音机、手机、路由器等电器的内部均使用了放大电路。
本项目主要介绍三极管、放大电路和集成运放的基本知识。
项目导读
项目导读
学习目标
知识目标
能够正确测试三极管的伏安特性
能够正确调试基本放大电路
能够正确测试集成运放的性能指标
技能目标
弘扬爱国奋斗精神，树立建功立业信念
厚植民族自豪感和科技自信心
素质目标
掌握三极管的结构、电流放大作用、伏安特性和主要参数
掌握共发射极放大电路、分压偏置放大电路、共集电极放大
电路的结构和分析方法
掌握多级放大电路和功率放大电路的工作原理
掌握反馈的分类和负反馈放大电路的基本类型
掌握集成运放的结构、性能指标和工作特性
掌握集成运放的典型应用
目录
任务5.1 认识三极管
任务5.2 认识放大电路
任务5.3 认识集成运放
任务5.2 认识放大电路
任务引入
在科学实验和生产应用中，从传感器获取的信号通常较为微弱，只有将其放大才能得到可用的输出信号，这就需要通过放大电路来实现。而为了保证放大电路正常工作，通常需要将放大电路设置在最佳静态工作点。请选择合适的工具和器材，连接如下图所示电路，将其调至最佳静态工作点，并测量其电压放大倍数。
任务引入
本任务的知识与技能要求如下表所示。
任务内容 认识放大电路 学习程度 识记 理解 应用
学习任务 共发射极放大电路 ●
分压偏置放大电路和共集电极放大电路 ●
多级放大电路和功率放大电路 ●
实训任务 调试基本放大电路 ●
自我勉励 学习目标
任务工单
学生领取任务工单（详见教材），并完成工单内容。
1．知识准备
3．任务实施
2．工具和器材准备
4．任务评价
放大电路主要由三极管（或场效应管）、电阻、电容和直流电源等构成，它用来将微弱的电信号（非电信号可以通过传感器转变成电信号）放大成振幅足够大且与原电信号变化规律一致的信号，以便人们测量或供负载使用，如下图所示。不同放大电路的应用场合及作用虽然不尽相同，但其信号放大的过程是相同的。
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点拨
放大电路将能量较小的输入信号放大成能量较大的输出信号，增加的能量是由直流电源通过放大电路转换而来的，而不是放大电路本身产生的。
5.2.1 共发射极放大电路
相关知识
1．共发射极放大电路的结构
在放大电路中，通常将三极管的一对端子作为输入端，另一对端子作为输出端。这样，三极管便有一个端子是输入电路和输出电路的公共端。如右图所示，若将放大电路的输入信号加到基极和发射极之间，而输出信号从集电极和发射极之间输出，则该放大电路称为共发射极放大电路。
共发射极放大电路是最基本的放大电路，其中各元器件的作用和性能如表5-11（详见教材）所示。
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对共发射极放大电路进行静态分析，便是对其静态电流流经的通路（即直流通路）进行分析。在绘制直流通路时，可将电容看作开路，将电感看作短路，将信号源看作短路（需要保留其内阻）。共发射极放大电路的直流通路如右图所示。
2．共发射极放大电路的静态分析
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由上图可得
由于三极管处于放大状态时，其发射结正偏， 基本不变（硅三极管约为0.7 V，锗三极管约为0.3 V）且一般比 小得多，因此上式可变换为
根据三极管的电流放大作用，可得
在输入特性曲线上确定Q点的方法为：由直流通路求出静态电流 ，在输入特性曲线上找到与 对应的点，该点即为输入回路中的Q点，如右图所示。
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在共发射极放大电路中，通过三极管的输入、输出特性曲线可以确定其静态工作点Q。
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在输出特性曲线上确定Q点的方法为：在坐标系内绘制由方程 所决定的直线，该直线由直流通路得出，且与集电极负载电阻 有关，因此称为直流负载线；直流负载线与三极管输出特性曲线的交点即为输出回路中的Q点，如右图所示。
的值不同，静态工作点在直流负载线上的位置也就不同。三极管工作状态的要求不同，所需要的静态工作点也不同，这可以通过改变 的大小来实现。因此， 很重要，通常将其称为偏置电流，简称偏流。偏流 的大小通常可通过改变基极偏置电阻 的阻值来调整。
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动态是指放大电路在有交流输入信号时的工作状态。此时，放大电路中的电流和电压都含有直流分量和交流分量。动态分析的目的是确定放大电路对信号的电压放大倍数，并分析放大电路的输入电阻和输出电阻等。
动态分析的基本方法有图解分析法和微变等效电路分析法两种。
1）图解分析法
如下图所示为共发射极放大电路有交流信号输入时的图解分析，从中可以得出以下结论。
3．共发射极放大电路的动态分析
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2）微变等效电路分析法
微变等效电路分析法是一种在小信号放大条件下，将非线性的三极管等效为线性的微变等效模型的分析方法。如下图所示为三极管电路及其微变等效模型。
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如下图所示为共发射极放大电路的交流通路和共发射极放大电路的微变等效电路。
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（1）电压放大倍数。
共发射极放大电路的电压放大倍数是输出电压与输入电压的比值，即
因此，上式可换算成
式中：
——交流等效负载电阻，负号表示输入电压与输出电压的相位相反。
——三极管的输入电阻，是基极与发射极之间的等效电阻。
当共发射极放大电路开路时，有
可见，共发射极放大电路开路时的电压放大倍数比接负载电阻时的大。负载电阻越大，电压放大倍数越大。
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（2）输入电阻。
共发射极放大电路的输入电阻是其输入端的等效电阻，为输入电压与输入电流的比值，即
由上图可知
在实际中， 的阻值比 大得多。因此，共发射极放大电路的输入电阻基本等于三极管的输入电阻，该电阻很小。
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（3）输出电阻。
共发射极放大电路的输出电阻是其输出端的等效电阻。实际求取时，将共发射极放大电路微变等效电路中的输入信号源短路（即 ），输出端负载开路，此时， ，电流源相当于开路，则有
由于 一般为几千欧，因此共发射极放大电路的输出电阻通常较大。(共17张PPT)
电工电子技术基础与应用
目录
项目1 直流电路
项目2 正弦交流电路
项目3 变压器与三相异步电动机
项目4 二极管及其应用
项目5 三极管及其应用
项目6 逻辑门电路与组合逻辑电路
项目7 触发器与时序逻辑电路
三极管及其应用
项目5
三极管是基本的半导体元件之一，它具有电流放大作用，可与其他电路元器件组成多种放大电路。放大电路可以把微弱的输入信号放大成振幅较大的输出信号，它在生活中的应用随处可见，电视机机顶盒、收音机、手机、路由器等电器的内部均使用了放大电路。
本项目主要介绍三极管、放大电路和集成运放的基本知识。
项目导读
项目导读
学习目标
知识目标
能够正确测试三极管的伏安特性
能够正确调试基本放大电路
能够正确测试集成运放的性能指标
技能目标
弘扬爱国奋斗精神，树立建功立业信念
厚植民族自豪感和科技自信心
素质目标
掌握三极管的结构、电流放大作用、伏安特性和主要参数
掌握共发射极放大电路、分压偏置放大电路、共集电极放大
电路的结构和分析方法
掌握多级放大电路和功率放大电路的工作原理
掌握反馈的分类和负反馈放大电路的基本类型
掌握集成运放的结构、性能指标和工作特性
掌握集成运放的典型应用
目录
任务5.1 认识三极管
任务5.2 认识放大电路
任务5.3 认识集成运放
任务5.1 认识三极管
三极管的伏安特性可分为输入特性和输出特性两部分，它们均可通过伏安特性曲线来分析，下面以如上图所示的电路为例进行介绍。
5.1.2 三极管的伏安特性
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当 为常数时，输入电路（基极电路）中 与 之间的关系曲线即为输入特性曲线，如下图所示。
1．输入特性
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当 时，集电极与发射极短接，三极管相当于两个二极管并联， 即为外加在并联二极管上的正向电压，三极管的输入特性曲线与二极管的正向特性曲线相似。
当 时，三极管的输入特性曲线右移，这是因为此时集电结已反向偏置，其内电场已足够大，可以把从发射区进入基区的绝大部分电子收集至集电区。由于此时即使 再增加，只要 不变， 也不再明显减小，因此三极管的输入特性曲线可近似为同一条曲线。
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点拨
三极管也存在阈值电压，只有当发射结外加电压大于阈值电压时，三极管才会产生基极电流。一般情况下，硅三极管的阈值电压约为0.6 V，锗三极管的阈值电压约为0.2 V。
当 为常数时，输出电路（集电极电路）中的 与 之间的关系曲线即为输出特性曲线，如下图所示。
2．输出特性
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三极管的输出特性曲线可分为放大区、饱和区和截止区3个区域，这3个区域分别对应三极管3种不同的工作状态。
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点拨
三极管除了具有电流放大作用之外，还具有开关作用。将三极管作为开关使用时，三极管的基极是控制极，当 较大时，三极管处于饱和状态，发射极E与集电极C之间的电阻很小，如同开关闭合；当 较小或为零时，三极管处于截止状态，发射极E与集电极C之间的电阻很大，如同开关断开。
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5.1.3 三极管的主要参数
三极管的电流放大系数包括直流电流放大系数和交流电流放大系数。虽然二者的含义不同，但在实验中发现，这两个参数在放大区的值非常接近，可近似认为相等。
1．电流放大系数
点拨
三极管也存在阈值电压，只有当发射结外加电压大于阈值电压时，三极管才会产生基极电流。一般情况下，硅三极管的阈值电压约为0.6 V，锗三极管的阈值电压约为0.2 V。
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2．极间反向电流参数
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3．极限参数
相关知识
以上三个极限参数可以共同确定三极管的安全工作区，如下图所示。(共14张PPT)
电工电子技术基础与应用
目录
项目1 直流电路
项目2 正弦交流电路
项目3 变压器与三相异步电动机
项目4 二极管及其应用
项目5 三极管及其应用
项目6 逻辑门电路与组合逻辑电路
项目7 触发器与时序逻辑电路
三极管及其应用
项目5
三极管是基本的半导体元件之一，它具有电流放大作用，可与其他电路元器件组成多种放大电路。放大电路可以把微弱的输入信号放大成振幅较大的输出信号，它在生活中的应用随处可见，电视机机顶盒、收音机、手机、路由器等电器的内部均使用了放大电路。
本项目主要介绍三极管、放大电路和集成运放的基本知识。
项目导读
项目导读
学习目标
知识目标
能够正确测试三极管的伏安特性
能够正确调试基本放大电路
能够正确测试集成运放的性能指标
技能目标
弘扬爱国奋斗精神，树立建功立业信念
厚植民族自豪感和科技自信心
素质目标
掌握三极管的结构、电流放大作用、伏安特性和主要参数
掌握共发射极放大电路、分压偏置放大电路、共集电极放大
电路的结构和分析方法
掌握多级放大电路和功率放大电路的工作原理
掌握反馈的分类和负反馈放大电路的基本类型
掌握集成运放的结构、性能指标和工作特性
掌握集成运放的典型应用
目录
任务5.1 认识三极管
任务5.2 认识放大电路
任务5.3 认识集成运放
任务5.1 认识三极管
任务引入
三极管通常由1个管体和3个引脚构成，如下图所示。其中，3个引脚分别为基极B、集电极C和发射极E。根据半导体组合方式的不同，三极管可分为NPN型和PNP型两种，其图形符号如下图所示。三极管具有电流放大作用，它是放大电路的核心元件。
任务引入
请选择合适的工具和器材，对三极管进行测试，判断三极管的类型和引脚的极性，并通过逐点法绘制三极管的伏安特性曲线。本任务的知识与技能要求如下表所示。
任务内容 认识三极管 学习程度 识记 理解 应用
学习任务 三极管的结构和电流放大作用 ●
三极管的伏安特性 ●
三极管的主要参数 ●
实训任务 测试三极管的伏安特性 ●
自我勉励 学习目标
任务工单
学生领取任务工单（详见教材），并完成工单内容。
1．知识准备
3．任务实施
2．工具和器材准备
4．任务评价
如下图所示为三极管的结构，它由三层不同性质的半导体组合而成。根据半导体组合方式的不同，三极管可分为NPN型和PNP型两类。
5.1.1 三极管的结构和电流放大作用
相关知识
1．三极管的结构
无论是NPN型三极管还是PNP型三极管，它们均有3个区，即基区、集电区和发射区。这3个区分别引出3个引脚，即基极B、集电极C和发射极E。同时，在3个区的交界处有两个PN结，即集电结和发射结。
相关知识
三极管的电流放大作用是由其内部载流子从发射区到集电区的运动体现出来的。为了保证载流子能够做这样的定向运动，三极管除了需要满足一定的内部结构条件之外，还需要保证外加电源的极性，使发射结正偏，使集电结反偏。
2．三极管的电流放大作用
三极管的电流放大作用可通过如下图所示的三极管电流放大实验电路来分析。在该电路中，将电源的正、负极分别接三极管的基极B和发射极E，将电源的正、负极分别接三极管的集电极C和发射极E，这样就可以在三极管的发射结施加正向偏置电压，在集电结施加反向偏置电压。
相关知识
此时，调节电位器，可得测量数据如表5-6（详见教材）所示。
相关知识
由表5-6可得出以下结论。

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