电工电子教案 多级放大电路DOC.docx
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电工电子教案多级放大电路DOC
课程指导方案(首页)
学期
课次
课
时
班级
2013机电3+2
周次
日期
上课
地点
教学
实施
资讯
示范
小组
讨论
计划或
项目实施
实验
实习
实训
√
学习情境名称
多级放大电路
能力
目标
掌握计算多级放大电路的电压放大倍数的方法
知识
目标
1.了解各种耦合方式的优缺点;
2.掌握计算多级放大电路的电压放大倍数的方法。
教学
资源
教材、学习资料
教学
方法
讨论法
考核
与
评价
教师评价
作
业
教研室主任意见:
签字:
日期:
课程
学习
指导
意见
教师授课教案
教学过程设计:
1、学习任务:
多级放大电路
2、提出要求:
(1)了解各种耦合方式的优缺点;
(2)掌握计算多级放大电路的电压放大倍数的方法。
知识准备:
【新课导入】
上一节我们主要研究了由一个晶体管组成基本放大电路,它们的电压放大倍数一般只有几十倍。
但是在实际应用中,往往需要放大非常微弱的信号,上述的放大倍数是远远不够的。
为了获得更高的电压放大倍数,可以把多个基本放大电路连接起来,组成“多级放大电路”。
其中每一个基本放大电路叫做一“级”,而级与级之间的连接方式则叫做“耦合方式”。
【讲授内容】
一、级间耦合问题
极间耦合形式:
1、阻容耦合
阻容耦合是通过电容器将后级电路与前级相连接,其方框图所示。
教师授课教案
单级阻容耦合放大电路
两极阻容耦合放大电路
优点:
1)各级的直流工作点相互独立。
由于电容器隔直流而通交流,所以它们的直流通路相互隔离、相互独立的,这样就给设计、调试和分析带来很大方便。
2)在传输过程中,交流信号损失少。
只要耦合电容选得足够大,则较低频率的信号也能由前级几乎不衰减地加到后级,实现逐级放大。
3)电路的温漂小。
4)体积小,成本低。
缺点:
1)无法集成;
2)低频特性差;
3)只能使信号直接通过,而不能改变其参数。
2、变压器耦合
变压器可以通过磁路的耦合把一次侧的交流信号传送到二次侧,因此可以作为耦合元件。
变压器耦合的
两级放大电路
教师授课教案
变压器在传送交流信号的同时,可以实现电流、电压以及阻抗变换。
工作原理:
优点:
1)变压器耦合多级放大电路前后级的静态工作点是相互独立、互不影响的。
因为变压器不能传送直流信号。
2)变压器耦合多级放大电路基本上没有温漂现象。
3)变压器在传送交流信号的同时,可以实现电流、电压以及阻抗变换。
缺点:
1)高频和低频性能都很差;
2)体积大,成本高,无法集成。
3.直接耦合
(1)直接耦合的具体形式
直接耦合和两级放大电路
存在两个问题:
1)第一级的静态工作点已接近饱和区。
2)由于采用同种类型的管子,级数不能太多。
教师授课教案
为了解决第一个问题:
可以采用如下的办法。
加入电阻RE2
为了解决第二个问题:
可以在电路中采用不同类型的管子,即NPN和PNP管配合使用,如下图所示。
(2)直接耦合放大电路的优缺点
优点:
1)电路可以放大缓慢变化的信号和直流信号。
由于级间是直接耦合,所以电路可以放大缓慢变化的信号和直流信号。
2)便于集成。
由于电路中只有晶体管和电阻,没有电容器和电感器,因此便于集成。
缺点:
1)各级的静态工作点不独立,相互影响。
会给设计、计算和调试带来不便。
2)引入了零点漂移问题。
零点漂移对直接耦合放大电路的影响比较严重。
3)直接耦合放大电路中的零点漂移问题
*什么是零点漂移?
P174
教师授课教案
实践证明,温度是产生漂移的主要原因,也是最难克服的因素,所以零漂也叫做温漂
*产生零点漂移的原因
①电源电压的波动,②电路元件的老化,③半导体随温度变化而产生的变化。
*抑制零点漂移的方法:
①采用恒温措施,使晶体管工作温度稳定。
需要恒温室或槽,因此设备复杂,成本高。
②采用温度补偿法。
就是在电路中用热敏元件或二极管(或晶体管的发射结)来与工作管的温度特性互相补偿。
最有效的方法是设计特殊形式的放大电路,用特性相同的两个管子来提供输出,使它们的零点漂移相互抵消。
这就是“差动放大电路”的设计思想。
③采用直流负反馈稳定静态工作点。
各级之间采用阻容耦合。
4)零点漂移大小的衡量
△uIdr=△uOdr/Au△T
△uIdr=△uOdr/Au△T
△T是温度的变化;
Au是电路的电压放大倍数;
△uIdr就是温度每变化1℃折合到放大电路输入端的漂移电压。
二、多级放大电路的分析
1、静态工作点的分析
思路:
根据电路的约束条件和管子的IB、IC和IE的相互关系,列出方程组求解。
例:
1如图所示的两级电压放大电路,已知β1=β2=50。
计算前、后级放大电路的静态值(UBE=0.6V);
教师授课教案
解:
两级放大电路的静态值可分别计算。
第一级是射极输出器:
第二级是分压式偏置电路
教师授课教案
2、动态性能分析
(1)放大倍数的计算
(2)输入和输出电阻的计算
多级放大电路的输入电阻为第一级放大电路的输入电阻。
多级放大电路的输出电阻为最后一级放大电路的输出电阻。
例:
2如图所示的两级电压放大电路,已知β1=β2=50。
(1)求各级电压的放大倍数及总电压放大倍数。
(2)求放大电路的输入电阻和输出电阻。
解:
(1)求各级电压的放大倍数及总电压放大倍数
第一级放大电路为射极输出器
第二级放大电路为共发射极放大电路
教师授课教案
总电压放大倍数
(2)计算ri和r0
微变等效电路
由微变等效电路可知,放大电路的输入电阻ri等于第一级的输入电阻ri1。
第一级是射极输出器,它的输入电阻ri1与负载有关,而射极输出器的负载即是第二级输入电阻ri2。
例3:
1=60,2=100;rbe1=2k,rbe2=2.2k。
求Au,Ri,Ro。
教师授课教案
解:
3、三种耦合方式放大电路的应用场合
阻容耦合放大电路:
用于交流信号的放大。
变压器耦合放大电路:
用于功率放大及调谐放大。
直接耦合放大电路:
一般用于放大直流信号或缓慢变化的信号。
※集成电路中的放大电路都采用直接耦合方式。
为了抑制零漂,它的输入级采用特殊形式的差动放大电路。
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