项目2音频前置放大电路制作
(3)三极管的极限参数
三极管的极限参数就是当三极管正常工作时,最大的 电流、电压、功率等的数值。
①集电极最大允许电流 。当集电极的电流过大时, 晶体管的电流放大系数将下降,一般把下降到规定的 允许值时的集电极最大电流叫集电极最大允许电流。
②集电极-发射极间击穿电压 。基极开路时,加 于集电极和发射极间的反向电压逐渐增大,当增大到 某一电压值时开始击穿,其电压叫集电极-发射极间 击穿电压。
IC (mA)
30 25 20 15 10 5
O
饱和区
IB=250uA
放大区
IB=200uA IB=150uA
IB=100uA
ICEO 截止区
IB=50uA IB=0uA
UCE(V)
图2.11 三极管的三种工作状态
三极管的三种工作状态是指三极管工作在三个区域的 状态:截止状态、放大状态和饱和状态。三极管当作
分压式偏置共发射极放大电路从两个方面稳定静态 工作点:
在该管脚上(如图2.3(a)所示),用黑表笔分别接 另外两个管脚,测得两个阻值,如果阻值一大一小, 则所假设的不是基极,应重新假设另一管脚,直到 所测两个阻值同大(或同小),将表笔对换,再测一 次,阻值将变为同小(或同大),这时,所假设的管 脚即为基极。 在此基础上,还可判定管子是NPN 型还是PNP型:若两阻值同大时,即NPN型(红表 笔接基极);若两阻值同小时,即PNP 型(红表笔接 基极)。
参考电路图
音频功率放大电路参考电路和印制电路图如图所示。
u i1 <5mV
u i2 >10 0 mV
R1 330Ω
C1 100uF
C2 10uF
R2 100kΩ R3 2kΩ
R6 2kΩ
R4 300kΩ
VT 1 9011
R7 4. 7kΩ
C4 10uF VT 2 9011
R5 100kΩ
R8 5. 1kΩ
②ICEO定义为基极开路,在集电极与发射极间加上 一定反向电压时的集电极电流,该电流从集电区穿 过基区到达发射区,所以称穿透电流。穿透电流是 反映管子质量的重要参数,ICEO越小越好。
I CBO
-+
uA
Vcc
-
+
uA
I CEO
Vcc
(a) 集电结反向电流
(b) 穿透电流
图2.13 三极管的极间反向电流
uO
RL 2kΩ
1
2
3
4
图2.1 音频功率放大电路原理图
图2.2 音频功率放大电路印制电路图
技能训练1 三极管检测
×1K
-
+
红
黑
1 00 k Ω
NPN管
红黑
×1K
-
+
(a)基极的判别
(b) 发射极和集电极判别
图2.3 模拟万用表三极管管脚判别
NPN管 黑 红
×1K
-
+
图2.4 测穿透电流
1.管脚的判别 (1)判别基极 模拟万用表:先假定一个管脚为基极并把红表笔接
ic
ic
80uA
60uA
60uA Q
40uA
Q 40uA
I CQ
I CQ
20uA
20uA
0uA
u CE
0uA
u CE
0
T= 20 0C
0
T= 60 0C
T=20℃
T=60℃
图2.23 温度对静态工作点的影响
分压式偏置共发射极放大电路与前述基本共射放大 电路相比,不同之处在于基极的偏置采用电阻RB1和 RB2的分压形式,而且发射极接一个反馈电阻RE, 该结构能使电路有稳定的静态工作点。
数字万用表:对于PNP管,当黑表笔在基极上,红 表笔去测另两个极时一般为相差不大的较小读数 (一般0.5-0.8),如表笔反过来接则为一个较大的 读数(一般为1)。对于NPN表来说则是红表笔 (连表内电池正极)连在基极上。
(2)判别发射极和集电极
若管子为NPN型管,已知基极后,剩下两个电极, 对于模拟万用表,假定一个管脚为集电极,用黑表 笔接在该管脚上(如图2.3(b)所示),红表笔接另一管 脚,再在所假设的集电极和基极之间加100kΩ的电 阻,万用表测得的电阻阻值将变小,将两个要判别 的管脚对换,用同样的方法再测一次,阻值变小幅 度大的一次,则黑表笔所接的管脚为集电极;若管 子为PNP型,则应调换表笔。
开关来使用时,就是工作在截止状态和饱和状态的。
5. 三极管主要参数
(1)电流放大系数
三极管的电流放大系数分直流电流放大系数和交流 电流放大系数两种,用 和 表示。其中,共射极(射 极作为公共输入输出端)直流电流放大系数为 ; 当三极管输入交流量时,共射极交流电流放大系数 为。
(2)极间反向电流 三极管的极间反向电流指集电结反向电流ICBO和集 电极、发射极间的穿透电流ICEO,如图2.13所示。 ①ICBO定义为发射极开路,在集电极和基极间加反向 电压时,流过集电结的电流。它的大小反映集电结质 量的好坏,ICBO越小越好。
O
UCE(V)
(a)输出特性电路模型
(b)输出特性曲线
图2.9 三极管的输出特性
如果在基极与发射极间加入一个电压UBE,通过输入 特性曲线,就可以得到IB,利用关系式
可以求出IC;已知IC,再利用输出特性曲线,就可以 求出UCE。这样,输入电压UBE和输出电压UCE的关 系也就出来了。
4.三极管三种工作状态 由三极管的输出特性曲线可以看出三极管工作时可分 成三个工作区,如图2.11所示,中间线性的区域称放 大区。该区域UCE逐渐增加,IC变化很小,特性曲线 近似水平,在此区域
此时,在电源VCC作用下,三极管各极的直流电压、
直流电流分别为
,如图2.17所示的波形。实
际上就是一个直流的电压或电流。
VCC
RB
RC
u BE UBEQ
iB I BQ
iC
I CQ
uCE U CEQ
VT O
(a)
tO (b)
tO (C)
tO (d)
t (e)
图2.17直流电源单独作用
②动态工作情况 放大电路有交流信号输入时的工作状态叫动态。如果放 大电路满足放大条件,则在交流信号作用下单独电 压 ,电流波形 如图2.18所示。
则说明穿透电流大,性能不好;若阻值慢慢变小, 说明管子性能不稳定。 β值的检测。当对β值要求不是很高时,用万用表 进行测量即可。
知识点1 半导体三极管 1.结构和符号 半导体三极管最主要的功能是电流放大和开关作用。 三极管由两个PN结构成,两个PN结把一块半导体分
成三部分,中间共用的部分是基区,两侧部分是发射 区和集电区,从三个区引出相应的电极,分别为基极 b、发射极e和集电极c,根据PN结类型可分为PNP型 和NPN型两种三极管。
③集电极最大允许耗散功率 。根据管子工作时允许
的集电结最高温度 ,从而定出集电极的最大允许耗
散功率,使用时应满足
,否则管子将因发
热而损坏。
技能实训 2 放大电路测试 测试电路图
知识点1 基本共射放大电路 1.组成 基本共射放大电路的原理图如图所示。
C1
RS
ui
Vcc
RB
RC
Ic C2
3.静态工作点
三极管放大电路的静态工作点是指没有信号输入,只
在直流电源的作用下,三极管各极的直流电压和直流
电流的数值,因为这些数值在输入输出特性上表现为
一点,故称静态工作点(
)。
为了确定静态工作点,可以先画出直流通路。
+Vcc
RB
RC
I CQ
根据以上各式,可以估算出放大电路的静态
U CEQ
I BQ
工作点。静态工作点选取不合适,将使波形
产生严重失真。
图2.20 共射放大电路的直流通路
基极电阻RB、集电极电阻RC、电源电压VCC三者决 定了静态工作点的位置。在实际的放大电路中,一 般情况下,VCC和集电极电阻RC是不可调的,因此 设置静态工作点实际上是由基极电阻RB来调节的。 为了使静态工作点处于直流负载线中点附近,基极 电阻RB的近似阻值可设为:
3.三极管的特性
(1)输入特性。输入特性是指在三极管集电极和发
射极之间的电压UCE一定时,加在三极管的基极和发
射极之间的电压UBE和它所产生的基极电流IB的关系,
如图2.8(a)所示。
IB(u A)
UCE=0V UCE>1V
IB b
U BE
c NPN e
0
(a)输入特性电路模型
(b)输入特性曲线
图2.8 三极管的输入特性
U BE(V)
(2)输出特性
输出特性曲线是指基极电流IB为一定值时,加在三极
管集电极和发射极之间的电压UCE 与集电极电流 IC
的关系
IC (mA)
IC=β IB
IB=250uA
IB
c
30 25
b
NPN
U CE
20
e
15
10
5
IB=200uA IB=150uA IB=100uA IB=50uA IB=0uA
项目2 音频前置放大电路制作
学习目标
通过本项目的练习,了解三极管的结构特点,掌握 三极管的电流放大作用,掌握共射放大电路的组成、 原理和分析方法,了解共集放大电路的作用;掌握 多级放大电路的安装、调试、测试技巧。
工作任务
制作分立元件组成的音频前置放大电路(输入信号约 为5mV,输出信号不低于0.2V),撰写项目制作报告。
知识点2 分压式偏置共射放大电路
三极管构成的放大电路有很多形式,分压式偏置共发 射极放大电路是最常见的一种形式,电路如图2.22所 示。