项目三、单级小信号放大电路.doc

江苏省张家港第二职业高级中学实习备课记录总第 课时实习课题单级小信号放大电路教学课时40课时教学目标通过本项目的学习，掌握函数信号发生器的使用，放大电路的基本分析方法；学会电子电路的安装、调试和检测理论要求1、熟悉三极管的结构、符号，掌握三极管的放大作用和在电路中的连接方式2、掌握单级小信号放大电路的组成、工作原理和基本分析方法实践要求1、提高元器件的安装和焊接水平，进一步熟悉示波器的使用2、学会三极管的检测和函数信号发生器的使用3、学会单级小信号放大电路的安装、调试和检测教学程序教学仪器电铬铁、尖镊子、电子剪、尖嘴钳、万用表、示波器、函数信号发生器、多媒体演示台理论内容一、 核心器件：三极管晶体三极管：是一种利用输入电流控制输出电流的电流控制型器件。1、三极管的结构、分类和符号（1）、晶体三极管的基本结构1）三极管的外形：如图2.3.1所示。图2.3.1 三极管外形2）特点：有三个电极，故称三极管。3）三极管的结构：三个区、两个结、三个极（e、b、c），两种类型。如图2.3.2所示。图2.3.2 三极管的结构图（2）、晶体三极管的符号图2.3.3 三极管符号晶体三极管的符号如图2.3.3所示。箭头：表示发射结加正向电压时的电流方向。（3）、晶体三极管的分类（1）三极管有多种分类方法。按内部结构分：有NPN型和PNP型管；按工作频率分：有低频和高频管；按功率分：有小功率和大功率管；按用途分：有普通管和开关管；按半导体材料分：有锗管和硅管等等。（2）国产三极管命名法：见电子线路P249附录二。例如：3DG表示高频小功率NPN型硅三极管；3CG表示高频小功率PNP型硅三极管；3AK表示PNP型开关锗三极管等。2、三极管的工作电压和基本连接方式（1）、晶体三极管的工作电压三极管的基本作用是放大电信号；工作在放大状态的外部条件是发射结加正向电压，集电结加反向电压。（2）、晶体三极管在电路中的基本连接方式如图2.3.4所示，晶体三极管有三种基本连接方式：共发射极、共基极和共集电极接法。最常用的是共发射极接法。图2.3.4 三极管在电路中的三种基本联接方式3、三极管内电流的分配和放大作用（一）、电流分配关系： 因很小 IC IE (2.1.2)（二）、晶体三极管的电流放大作用： 4、三极管处于放大状态的特点 VBE= 0.3V（锗管）或0.7V（硅管）左右 二、 电路分析1、电路图：VccRLReC4C2C1C3RpRcRb2Rb1V2.3.5分压式偏置低频小信号放大电路2、各元件的名称和作用：分压式偏置低频小信号放大电路中各元件的名称和作用见表2-3-1。表2-3-1序号符号名 称作 用1V三极管电流放大2Vcc直流电源1、提供能源 2、给三极管提供合适的偏置3C1、C3耦合电容隔直通交4C4旁路电容提供交流信号的通路，避免Re使电路放大能力下降5C2消振电容消除电路产生的自激振荡6Rp上偏置电阻给三极管基极提供合适的偏置，通过调节Rp可以改变静态工作点7Rb18Rb2下偏置电阻9Rc集电极电阻将三极管的电流放大作用转换成电压放大作用10Re发射极电阻自动调节静态工作点，使之稳定11RL负载电阻3、工作原理基极电压由和分压后得到，即固定。当环境温度上升时，引起增加，导致的增加，使增大。由于，使得减小，于是基极偏流减小，使集电极电流的增加受到限制，从而达到稳定静态工作点的目的。稳定工作点的过程表示如下：4、分析计算（1） 静态分析 静态：放大电路无信号输入时的状态。静态时晶体管直流电压VBE、VCE和对应的IB、IC值统称为静态工作点Q。分别记作VBEQ、IBQ、VCEQ和ICQ。)(.ecCQGCEQeEQEQCQBEQBQEQb2b12GBQ+-=-=+=RRIVVRVIIVVVRRRVVb（2） 动态分析 电压放大倍数：操作内容一、 元器件的检测与识别1. 元件清单表2-3-2序号代号名称数量型号及规格1Rp可调电阻1100K2Rb1电阻147K3Rb2电阻122K4Re电阻11K5RL、Rc电阻22K6C1、C3电容210uF/25V7C2电容1220PF8C4电容1100uF/25V9V三极管1901410电路板111香蕉插头412导线等2. 检测要求（1） 用万用表测量电阻的好坏，并确定各电阻阻值和元件清单上是否相符。（2） 用万用表测量电容的好坏，并观察电容的参数和电路要求是否相符。（3） 用万用表测量三极管的好坏，并确定三极管的管型、管脚（E、B、C）的分布情况3. 三极管的检测（1） NPN、PNP管型和基极（b）的判别将万用表设置在R 1 kW 或R 100 W 挡，用黑表笔和任一管脚相接(假设它是基极b)，红表笔分别和另外两个管脚相接，如果测得两个阻值都很小，则黑表笔所连接的就是基极，而且是NPN型的管子。如图2.3.6(a)所示。如果按上述方法测得的结果均为高阻值，则黑表笔所连接的是PNP管的基极。如图2.3.6(b)所示。图2.3.6 基极b的判断（2） 估测比较放大系数b的大小NPN管估测电路如图2.3.7所示。图2.3.7 估测 b 的电路万用表设置在挡，测量并比较开关S断开和接通时的电阻值。前后两个读数相差越大，说明管子的 b 越高，即电流放大能力越大。估测PNP管时，将万用表两只表笔对换位置。（3） e、c的判别首先确定三极管的基极和管型，然后采用估测 b 值的方法判断c、e极。方法是先假定一个待定电极为集电极(另一个假定为发射极)接入电路，记下欧姆表的摆动幅度，然后再把两个待定电极对调一下接入电路，并记下欧姆表的摆动幅度。摆动幅度大的一次，黑表笔所连接的管脚是集电极c，红表笔所连接的管脚为发射极e，如图2.3.7所示。测PNP管时，只要把图2.3.7电路中红、黑表笔对调位置，仍照上述方法测试。（4） 估测ICEONPN管估测电路如图2.3.8所示。图2.3.8 的估测所测阻值越大，说明管子的越小。若阻值无穷大，三极管开路；若阻值为零，三极管短路。测PNP型管时，红、黑表笔对调，方法同前。（5）硅管或锗管的判别判别电路如图2.3.9所示。图2.3.9 判别硅管和锗管的测试电路 当V = 0.6 0.7 V时，为硅管；当V = 0.1 0.3V时，为锗管。4.三极管的检测训练（1） 训练器材万用表、各种类型的三极管，且性能有差异，各管均编号。（2） 训练步骤及内容1）、按编号顺序逐个画出正视的外形图，写清标志，用万用表判断各管管脚的名称、管型、材料。然后填入表2-3-3中表2-3-3 测量时万用表选用的档位 序号管型及外形图管脚极性管型材料19012 1 2 31发射极e2基极b3集电极c212331234123512361237123812391231012311123121232）、任选两个或几个三极管，估测比较b的大小，将结论填入表2-3-4中。表2-3-4三极管编号比较b值的结论5.三极管的识别和检测训练（1） 训练器材 万用表、各种类型的三极管，且性能有差异，各管均编号。（2） 训练步骤及内容按编号顺序逐个画出正视的外形图，根据标志判断各管管脚的名称、管型、材料。用万用表复查后填入表2-3-5中表2-3-5 测量时万用表选用的档位 序号管型及外形图管脚极性管型材料112321233123412351236123712381239123101231112312123二、 安装说明1.三极管的安装（1）三极管在安装时，为了避免引脚断裂，引脚之间的间隔不宜过大；三个管脚的分布一般有如图2.3.10所示的几种情况： 图2.3.10 三极管安装示意图（2）安装时一定要注意分清三极管的三个管脚极性的区别；（3）安装时引脚高度要适中，过高易引起引脚短路，过低易使三极管引脚断裂。2. 电阻的安装（1） 电路中各电阻的阻值应保证正确，且色环最好方向一致；（2） 安装工艺应满足要求3. 电容与其他部件的安装（1） 安装时一定要保证电解电容器的正负极性准确无误，且尽量插到底；（2） 香蕉插头焊接前要进行焊前处理，以确保可焊性，保证连接牢固可靠。（3） 导线的颜色要有所区别。例如正电源用红线，负电源用蓝线，地线用黑线，信号线用其他颜色的线。（4） 电路中Rc与V的集电极的连接中有一检测点，在第一次安装时应引出两根连接线，在调试后再将检测点短接。4.安装后的实物图片（仅供参考）图2.3.11 单级小信号放大电路安装图片三、 调试说明1.新的测量仪器仪表的使用（1）函数信号发生器 以下内容以CA1640系列为例1）面板图2）功能键说明：如表2-3-6所示表2-3-6序号功 能用 途1闸 门该灯每闪烁一次表示完成一次测量2占 空 比改变输出信号的对称性，处于关位置时输出对称信号3频率显示显示输出信号的频率或外侧频信号的频率4频率细调在当前频段内边疆改变输出信号的频率5频率单位指示当前显示频率的单位6波形指示指示当前输出信号的波形状态7幅度显示显示当前输出信号的幅度8幅度单位批示当前输出信号幅度的单位9衰减指示批示当前输出信号幅度的档级10扫描宽度调节内部扫描的时间长短，在外测频时，逆时针旋到底（灯亮）则外输入测量信号经过滤波器（截止频率为100KHZ左右）进入测量系统11扫描速度调节被扫描信号的频率范围，在外测频时，当电位器逆时针旋到底（灯亮），则外输入信号经过20DB衰减进入测量系统12信号输入当第（17）项功能选择为“外部扫描”或“外部计数”时，外部扫描信号七外测频信号由此输入13电源开关按下接通电源，弹出断开电源14频段指示指示当前输出信号频率的档级15频段选择选择当前输出信号频率的档级16功能指示指示本仪器当前的功能状态17功能选择选择仪器的各功能状态18波形选择选择当前输出信号的波形19衰减控制选择当前输出信号幅度的档级20过载指示指示灯亮时，表示功率输出负载过重21幅度细调在当前幅度档级边疆调节，范围为220DB22功率输出输出幅度为50Vp-p 1Ap-p23直流电平预置输出信号的直流电平，范围为-5V+5V，当电位器处于关位置时，则直流电平为0V24信号输出输出多种波形受控的函数信号，输出幅度20Vp-p25TTL输出输出标准的TTL脉冲信号，输出阻抗为600欧26电源插座交流市电22V输入插座27保险丝座内有两只0.5A保险丝，其中一只为备用3）使用方法该函数信号发生器可以作信号发生器、计数器等多种用途，但在本项目中只作函数信号发生器使用。A、 接通电源线，并按下电源开关B、 将占空比置“关”的位置C、 按频段选择按钮选择所需要的频率档级D、 调节频率细调，使频率显示显示所需信号的频率E、 按波形选择按钮，使波形指示指示所需的波形状态F、 按衰减控制按钮，选择需要的信号幅度档级G、 调节幅度细调，使幅度显示显示所需信号的幅度H、 最后将信号通过连接电缆从信号输出端输出（2） 万用表测电流测量直流电流：-先估计被测电流的大小，然后将转换开关拨至合适的mA量程，再把万用表串接在电路中，如图2.3.13所示。同时观察标有直流符号“DC”的刻度线，如电流量程选在3mA档，这时，应把表面刻度线上300的数字，去掉两个“0”，看成3，又依次把200、100看成是2、1，这样就可以读出被测电流数值。例如用直流3mA档测量直流电流，指针在100，则电流为1mA。图2.3.14 万用表测电流示意图2.静态工作点的调试（1） 选择好万用表的量程 根据表态电流应为2mA，万用表应选择的量程为 。（2） 连接好万用表：注意红黑表笔不能接错，与三极管集电极连的应该是万用表的 （红或黑）表笔。（3） 给放大电路接通DC+12V电源，调节电位器Rp，同时观察电流表的读数，使静态电流调至表中所需要的值。 调节好静态工作点后，断开电源和万用表，将检测点短接，再进行下一步调试。3.放大性能的检测（1） 准备好函数信号发生器 使函数信号发生器输出1KHZ、20mVp-p的正弦波信号（2） 准备好示波器（3） 连接好电源线和输入信号线（4） 用示波器观察输入信号、输出信号波形，并做好相应的记录。问题与思考1 低频小信号放大电路中的上偏置电阻是由Rb1和Rp串联