三极管放大电路范文

导语：如何才能写好一篇三极管放大电路，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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三极管构成的放大器要做到不失真地将信号电压放大，就必须保证三极管的发射结正偏、集电结反偏，以常用的NPN型共射放大电路为例，主流是从集电极到发射极的电流I，偏流就是从基极到发射极的电流I。相对于主电路而言，为基极提供电流的电路就是所谓的偏置电路。偏置电路往往有若干元件，其中有一个重要电阻，往往要调整这个电阻的阻值，以使集电极电流的大小在设计的规范之内。这个要调整的电阻就是偏置电阻。简而言之，偏置电阻就是用来调节基极偏置电流，使三极管有一个适合的静态工作点。也就是说让放大器有一个正常的工作电压，这就与动物一样，要动物想活，你必须要给它食物，让它有活动的能力。给三极管一个偏值电压就是这个目的，让三极管无论何时都能处于放大状态。如果没有偏值电压三极管将在信号的正半周处于放大工作状态（但此时信号电压将要大于二极管的开启电压否则没放大的能力），当信号处于负半周时由于加入的是负电压所以三极管没放大的能力，为了让三极管有放大的能力就要从电源那接一个偏置电路为它提供偏置电压，但是接一个偏置电阻会存在很多缺点和不足，所以往往要接两个甚至两个以上的电阻来提供合适的偏置电压，让偏置电压处于放大状态的中间位置。这个点就是三极管中重要的静态工作Q点。让动态的信号在Q点上下移动，并且不会进入饱和区和截止区。这就是加偏置电阻的目的。

对于静态工作点，不仅关系到放大电路对输入信号能否不失真地放大，而且对放大电路的性能指标有重大影响。因此，应该选择合适的、稳定的静态工作点。这可以通过稳定偏置电路或电流源电路来实现。

下面集中介绍几种偏置电路。

第一种是固定偏置放大电路。

如图所示的电路是最基本的固定偏置电路。

固定偏置电阻的值可以使这个三极管的偏置电流固定在一个范围内，而往往为了精确调整这个三极管的静态工作点，还要加上一个可变微调电阻来调整。我们仅以NPN的共发射极放大电路为例来说明一下放大电路的基本原理。下面的分析仅以NPN型硅为例。三极管的放大作用就是：集电极电流受基极电流的控制（假设电源能够提供给集电极足够大的电流），并且基极电流有很小的变化，会引起集电极电流很大的变化，且变化满足一定的比例关系：集电极电流的变化量是基极电流变化量的β倍，即电流变化被放大了β倍，所以我们把β叫做电流的放大倍数（β一般远大于1，例如几十，几百）。如果我们将一个变化的小信号加到基极跟发射极之间，这就会引起基极电流I的变化，I的变化被放大后，导致了I很大的变化。如果集电极电流I是流过一个电阻R的，那么根据电压计算公式U=R*I可以算得，这电阻上电压就会发生很大的变化。我们将这个电阻上的电压取出来，就得到了放大后的电压信号。把共发射极放大器集电极静态电压设计为电源电压的一半，可以获得最大输出电压动态范围。这也是设计共发射极放大器的基本原则。

当环境温度升高时，虽然I为常数，但β和I的增大会导致I的上升。可见，电路的温度稳定性较差。只能用在环境温度变化不大，要求不高的场合。

第二种是分压式射极偏置电路。

如图所示的电路是广泛采用的一种电流负反馈分压式偏置电路。下面来分析一下该电路。

这种电路组中的R、R和R是组成放大电路的偏置电路，其中R为上偏置电阻，提供基极偏流I，R为下偏置电阻，对流经R的电流起分流作用，R为发射极电阻，起电流负反馈作用，C为发射极交流旁路电容。

分压式射极偏置电路稳定静态工作点原理是：当温度上升时，由于三极管参数（I、β）的影响，使I增大，发射极电位V=IRe亦随之增大。又因为极基电位V为固定值，必然导致加到发射结的正偏电压V减小，I随之减小，促使I减小。这样就牵制了I的增大，从而使I基本不随温度变化，稳定了静态工作点。这种自动调节过程为直流电流负反馈。R越大，直流负反馈的作用就越强，I温度稳定性也就越好。

第三种是集电极―基极偏置电路。

下图为集电极―基极偏置电路，它是利用电压负反馈作用来稳定静态工作点的，称为电压负反馈偏置电路。

集电极―基极偏置电路稳定静态工作点原理是：当温度上升时，由于三极管参数的影响，使I增大，集电极负载电阻R上的电压降随之增大，导致V减小，I减小，促使I减小。这样就牵制了I的增大，从而使I基本不随温度变化，稳定了静态工作点。这种调节过程称为直流电压负反馈。集电极―基极偏置电路不适合R值很小的放大电路。

第四种是温度补偿偏置电路。

下图是温度补偿偏置电路，这种电路是利用热敏元件（如热敏电阻、半导体二极管等）的温度特性来补偿放大器件的温度特性，以减小放大电路静态工作点的温度漂移，达到稳定静态工作点的目的。包括热敏电阻补偿电路和二极管补偿电路等。这里就简单介绍一下热敏电阻补偿电路。

上面两个电路均利用热敏电阻R进行温度补偿。R具有负温度系数，其阻值随着温度的升高而减小。

射极偏置电路在较宽的温度变化范围内都能稳定静态工作点，而且更换β值不同的三极管也具有稳定静态工作点的效果；集电极―基极偏置电路能够克服三极管的I和V的温度特性对I的影响，但不利于克服β变化对I的影响；采用热敏电阻补偿，需通过实验来选配合适的R值及特性，也可使静态工作点稳定；二极管补偿，可在一定程度上进一步提高静态工作点的稳定性。

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当加在三极管发射结的电压小于PN结的导通电压，基极电流为零，集电极电流和发射极电流都为零，三极管这时失去了电流放大作用，集电极和发射极之间相当于开关的断开状态，也称为三极管处于截止状态。当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压，并当基极电流增大到一定程度时，集电极电流不再随着基极电流的增大而增大，而是处于某一定值附近不怎么变化，这时三极管失去电流放大作用，集电极与发射极之间的电压很小，集电极和发射极之间相当于开关的导通状态。三极管的这种状态称之为饱和导通状态。在电子电路中，工作在开关状态的三极管就是在截止与饱和之间转换。

三极管管脚的识别与三极管工作状态

的判别能够利用万用表确定三极管的类型及管脚，而且能够通过测定三极管在电子电路中的动态数据判别晶体三极管的工作状态。

1.三极管管脚的识别

常用三极管引脚的排列方式具有一定的规律，底视图位置放置，使三个引脚构成等腰三角形的顶点上，从左向右依次为ebc；对于中小功率塑料三极管按图使其平面朝向自己，三个引脚朝下放置，则从左到右依次为ebc。目前，国内各种类型的晶体三极管有许多种，管脚的排列不尽相同，在使用中不确定管脚排列的三极管，必须进行测量确定各管脚正确的位置，或查找晶体管使用手册，明确三极管的特性及相应的技术参数和资料。同时我们也可以通过机械式万用表确定三极管的类型及管脚。三极管基极的判别：以NPN型为例，根据三极管的结构示意图，知道三极管的基极是三极管中两个PN结的公共极，因此，在判别三极管的基极时，只要找出两个PN结的公共极，即为三极管的基极。具体方法是将多用电表调至电阻挡的R×1k挡，先用黑表笔放在三极管的一只脚上，用红表笔去碰三极管的另两只脚，如果两次全通，则黑表笔所放的脚就是三极管的基极。如果一次没找到，则黑表笔换到三极管的另一个脚，直到全导通为止，否则改用红表笔放在三极管的一个脚上，用黑表笔去测两次看是否全通，若全通则红表笔所放的脚就是三极管（PNP型）的基极。三极管类型的判别：三极管只有两种类型，即PNP型和NPN型。判别时只要知道基极是P型材料还是N型材料即可。当用多用电表R×1k挡时，黑表笔代表电源正极，如果黑表笔接基极时导通，则说明三极管的基极为P型材料，三极管即为NPN型。如果红表笔接基极导通，则说明三极管基极为N型材料，三极管即为PNP型。

2.三极管工作状态的判别

根据三极管工作时各个电极的电位高低，就能判别三极管的工作状态，因此，电子维修人员在维修过程中，经常要拿万用电表测量三极管各脚的电压，从而判别三极管的工作状态。以NPN型为例：如果测得Ube＞0,Ubc＜0,则该管工作在放大状态；如果测得Ube＜0,Ubc＜0,则该管工作在截止状态；如果测得Ube＞0,Ubc＞0,则该管工作在饱和状态。

根据三极管的工作特性正确分析实际

电子电路的工作原理三极管在电路中的用途不外乎是电流放大和电子开关两种，遇到实用的电子电路，一定要通过电路的功能能够正确分析出该电路的工作原理。并给以正常的维修或维护。

1.晶体三极管工作在放大状态的应用

分压式电流负反馈放大电路是各种电子设备中经常采用的一种弱信号放大电路，其核心部件就是三极管，当工作在放大状态，那么在通电过程中，三极管静态时的工作电压必须满足发射极正偏，集电极反偏，而且随着输入信号的变化，各种电压或电流都能随之发生相应的变化，不能出现信号的失真现象。我们在教学过程中就要让学生亲自把电路组装起来，通电且利用万用表能够测出三极管的动态数据，直观确定三极管的工作状态，即使电路出现了故障，我们也能根据所测数据确定故障点，对电路实施维修。在图1所示的电路中，如果我们所测数据发现与正常值有了偏差，那就要分析电路，确定故障发生处，若实际测得Ube=0，一般是发射结击穿内部短路；若测得Ube＞0.7V,一般是发射结内部断路而引起的；若静态时测得Rce=0，那说明三极管c、e之间击穿，这样经过细致测量、认真分析，最后解决问题，从而使电路得到验证，彻底掌握三极管的相关内容。所以我们在学习时一定要有学以致用的理念，以理论为辅，注重实践，起到事半功倍的效果。

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【关键词】电子技术；共发射极基本放大电路；教学方法

一、三极管放大器的组成元件

下图为共发射极基本放大电路。当输入端加入微弱的交流电压信号ui时，输出端就得到一个放大了的输出电压uo。由于放大器的输出功率比输入功率大，而输出功率通过直流电源转换获得，所以放大器必须加上直流电源才能工作。从这一点来说，放大器实质上是能量转换器，它把直流电能转换成交流电能。放大器是由三极管、电阻、电容和直流电源等元器件组成。对模拟信号进行处理最基本的形式是放大。在生产实践和科学实验中，从传感器获得的模拟信号通常都很微弱，只有经过放大后才能进一步处理，或者使之具有足够的能量来驱动执行机构，完成特定的工作。放大电路的核心器件是三极管，三极管的电流放大作用与三极管内部PN的特殊结构有关。（其中ui是要放大的输入信号，uo是放大以后的输出信号，VBB是基极电源，该电源的作用是使三极管的发射结处在正向偏置的状态，VCC是集电极电源，该电源的作用是使三极管的集电结处在反向偏置的状态，RC是集电极电阻。）三极管犹如两个反向串联的PN结，如果孤立地看待这两个反向串联的PN结，或将两个普通二极管串联起来组成三极管，是不可能具有电流的放大作用。具有电流放大作用的三极管，PN结内部结构的特殊性是：（1）发射区半导体的掺杂浓度远高于基区半导体的掺杂浓度，且发射结的面积较小，这样做是为了便于发射结发射电子。（2）集电结的面积要比发射结的面积大，便于收集电子。（3）联系发射结和集电结两个PN结的基区非常薄，且掺杂浓度也很低。上述的结构特点是三极管具有电流放大作用的内因。要使三极管具有电流的放大作用，除了三极管的内因外，还要有外部条件。三极管的发射极为正向偏置，集电结为反向偏置是三极管具有电流放大作用的外部条件。放大器是一个有输入和输出端口的四端网络，要将三极管的三个引脚接成四端网络的电路，必须将三极管的一个脚当公共脚。取发射极当公共脚的放大器称为共发射极放大器，基本共发射极放大器的电路如图所示。图中的基极和发射极为输入端，集电极和发射极为输出端，发射极是该电路输入和输出的公共端，所以，该电路称为共发射极电路。

二、放大器概述

放大器：把微弱的电信号放大为较强电信号的电路。基本特征是功率放大。共发射极基本放大电路。当输入端加入微弱的交流电压信号ui时，输出端就得到一个放大了的输出电压uo。在放大器的输入端加入一个交流电压信号ui，使电路处于交流信号放大状态（动态）。当交变信号ui经C1加到三极管V的基极时，它与原来的直流电压UBE（设为0.7V）进行叠加，使发射结的电压为uBE=UBE+ui。基极电压的变化必然导致基极电流随之发生变化，此时基极电流为iB=IB+ib。由于三极管具有电流放大作用，基极电流的微小变化可以引起集电极电流较大的变化。如果电流放大倍数为β，则集电极电流为iC=βiB，即集电极电流比基极电流增大β倍，实现了电流放大。经放大的集电极电流iC通过电阻RC转换成交流电压uce。所以三极管的集电极电压也是由直流电压UCE和交流电压uce叠加而成，其大小为uCE=UCE+uce=UCC-iCRC。放大后的信号经C2加到负载RL上。由于C2的隔直作用，在负载上便得电压的交流分量uce，即uo=uce=-iCRC。式中“一”号表示输出信号电压U0与输入信号电压Ui相位相反（相差1800），这种现象称为放大器的反相放大。放大电路中，左边是输入端，外接信号源，vi、ii分别为输入电压和输入电流；右边是输出端，外接负载，vo、io分别为输出电压和输出电流。

三、放大倍数的分类

第一，电压放大倍数：A■=■ （1）；第二，电流放大倍数：A■=■（2）；第三，功率放大倍数：Ap=■（3），三者关系为：Ap=■=■=Ai·Av。

四、放大器的增益

增益G：用对数表示放大倍数。单位为分贝（dB）。第一，功率增益GP =10lgAP（dB）。第二，电压增益Gv=20lgAv（dB）。第三，电流增益Gi=20lgAi （dB）。增益为正值时，电路是放大器，增益为负值时，电路是衰减器。例如，放大器的电压增益为20dB，则表示信号电压放大了10倍。又如，放大器的电压增益为-20dB，这表示信号电压衰减到1/10，即放大倍数为0.1。

不难看出，通过以上分析，能够很容易理解到信号的放大过程及其原理，为更进一步理解和学习打下基础。

参 考 文 献

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关键词：电子技术;基础;教学质量

教师在教学电子技术基础课程时要想提高教学质量，需要掌握一些现代化的教学手段，根据教学内容运用适当的教学方法和灵活的教学模式。笔者就如何提高电子技术基础课程教学质量进行浅析。

一、电子技术基础课程教学现状

电子技术基础是一门理论和实践相结合的课程，有些知识点比较抽象难懂，对学生的理论知识和动手能力要求较高。由于技工院校学生理论基础比较薄弱，学习时难度较大。部分教师在日常教学中仍采用相对落后的教学方法、单一的教学手段和传统的授课方式，以致教学质量不高。

二、提高电子技术基础课程教学质量的具体措施

1.综合运用多种教学方法

（1）情境问题教学法。为避免灌输式教学，可借助多媒体课件创设情境辅助教学，例如教学半导体三极管时，用多媒体课件展示电脑主板、电视机主板和门铃电路板中的三极管，让学生了解三极管在日常生活中的应用。借此提出问题：三极管在电路中有什么作用，三极管在电路中与其他元件如何连接，三极管的三个电极如何排列？教师通过问题启发学生思考。学生在课堂中带着问题主动学习，探究出三极管在电路中具有放大的作用，知道了三极管与其他元件怎样连接以及三极管三个电极的排列规律。（2）实验探究法。在授课三极管的电流放大作用时，如果单纯讲解原理知识，学生难以接受，这时教师可以让学生通过实验测量流过三极管各个电极的电流，然后分析实验数据，得出流过三极管三个电极电流之间的关系。学生知道了三极管具有电流放大的作用以及电流放大的实质。实验降低了学生学习的难度，增加了学生学习的信心，提高了学生理论分析和实践动手操作的能力。（3）任务驱动法。根据教学内容，给学生安排具体的学习任务，让学生自主完成。例如：在教学单管放大电路及其应用时，用已准备好的教具演示，让动听的音乐从扬声器中传出，学生耳目一新，引起了学生的好奇心。在此基础上，笔者给学生布置任务：完成单管放大电路的装配和调试。学生根据教师提出的要求，分组完成教学任务。学生先根据原理图找到需要的元器件自行设计装配图。学生完成装配后，通电前笔者再让学生用万用表进行短路测量，无故障时可进行通电调试。学生自己动手将MP3播放器的输出与装配好的电路板连接进行调试，对比电路调试前后放大音乐的效果，这样可以使学生懂得电路装好后需要经过调试才能正常工作。任务驱动能够充分调动学生学习的积极性。

2.借助多媒体辅助教学手段

在本课程的教学中，有些元器件的结构比较抽象，教师可以借助多媒体辅助教学，使抽象内容变得形象生动。例如讲授半导体三极管的结构时，内容比较抽象，这时教师利用多媒体课件展示三极管的结构，其结构变得形象具体了，然后再结合课件让学生思考讨论三极管的结构由哪几部分组成。学生很容易就掌握了三极管的结构由三个区、两个PN结和三个电极组成。多媒体辅助教学使原本抽象的知识变得形象具体，不仅内容容易理解，还能让学生在教师的引导下主动学习，提高了课堂教学效率。

3.采用理实一体化教学模式

采用理实一体化教学模式充分调动学生学习的积极性，改善教学效果。如直流稳压电源的教学中，教师如果单纯讲解工作原理，这对基础知识相对薄弱的技工院校学生来说会有很大的难度。这时教师让学生利用装配好的直流稳压电路，先用示波器观察每一部分电路的输出波形，再分析各部分电路的作用，最后讲解工作原理，学生理解起来轻松自如。通过理实一体化教学，学生不仅掌握了理论知识，动手能力也得到提高。由于电子技术基础课程理论性和实践性强，学生学习难度大，在教学中为了满足学生的学习需求，教师除了要提高自身的专业知识，还应掌握一些现代化的教学手段和教学模式，运用适当的教学方法，以有效提升该课程的教学质量。

作者:来延苓 单位:邹城市技工学校

参考文献：

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关键词：Multisim；太阳能草坪灯电路；开关电路；仿真

1 概述

随着人们生活不断提高，太阳能电子产品越来越受到人们的关注。太阳能草坪灯是一种绿色能源灯具，具有较好的节能和环保。太阳能草坪灯主要由太阳能电池、蓄电池、控制电路、LED灯等部件组成。其在有光照射下，通过太阳能电池将电能存储于蓄电池，在无光情况下，通过控制器将蓄电池电能送入负载LED中。太阳能草坪灯主要用于公园草坪、花园别墅。

NI Multisim是当前流行的EDA仿真软件，其主要实现电子器件、线路的仿真与测量，能够快速、轻松、高效地对电路进行设计和验证。使用NI Multisim，可以创建具有完整的可靠的电路图，并利用工业标准SPICE模拟器模仿电路行为。借助可靠的SPICE分析和虚拟电器元件，对电路设计进行的迅速验证，从而缩短验证时间。

2 太阳能草坪灯工作原理

2.1 太阳能草坪灯电路结构

以光敏电池为光敏器件的太阳能草坪灯电路如图1所示。所谓以光敏电池为光敏器件是指利用太阳能电池本身的光感特性，即有光太阳能电池输出电压，输出端呈现高电平；当无光时，太阳能电池没有电压输出，输出端出现低电平。

该电路主要由蓄电池充电电路、开关电路、驱动电路组成。充电电路由太阳能嗲吃哪行V1、二极管D1、蓄电池V2构成；开关电路由三极管Q1和电阻R2构成；驱动电路由三极管Q2组成。

2.2 电路工作原理

在图1中，当有光照射时，相等于开关S1闭合，连接6点。此时三极管Q1基极出现高电位，Q1三极管导通（集电极与发射极导通），Q1三极管处于饱和区，通过R2电阻的电流将全部通过Q1三极管的集电极向发射极接地，而流向Q2三极管基极电流几乎为零，所以Q2三极管截止，即Q2的集电极和发射极无电流，负载LED1无电流，停止工作。

同时太阳能电池产生的电能通过D1二极管一部向蓄电池V2充电，另外一部分通过R2电阻、Q1集电极、Q1发射极接地。由于蓄电池内阻远小于R2电阻，所以太阳能电池产生的电能几乎流向蓄电池V2。

当无光照射时，相等于开关S1断开。此时三极管Q1基极出现低点位，Q1三极管截止（集电极与发射极截止），Q1三极管处于截止区，通过R2电阻的电流将全部通过Q2三极管的基极向发射极接地，所以Q1三极管处于放大区，即Q1的基极电流和集电极电流成β倍关系，负载LED1正常工作。

3 电路参数分析与仿真

3.1 驱动电路参数分析

构建如图1的光敏电池的太阳能草坪灯，其要实现发光二极管LED（额定电压3v，额定功率3w）的正常工作。Q1作为开光管白天处于集电级反偏发射极正偏的饱和区，晚上处于集电级反偏发射极正偏的饱和区。Q2（β=100）作为放大管处于放大区，UBE=0.7V。

可知：

I1=P/U=1A

I1=β×I2

求得：I2=10mA

在晚上流经R2的电流全部流向VT2，所以有：

U蓄-UBE/R2=I2

R2=（U蓄-UBE）/I2

求得：R2=430Ω

然而在实际生活中UBE≥0.7V，故R2电阻取400Ω较合适。

3.2 晶体管开关电路分析

按驱动电路分析，Q1的集电极电位高于0.7V驱动LED点亮；当VT1的集电极电位低于0.7时，LED熄灭。为了保证电路工作正常，当开关电路导通，VT1集电极输出0V（或低于0.7V），当开关电路截止时，VT1集电极输出大于1.5V。为了使白天VT1三极管导通，晚上VT1三极管截止。晚上时，由于光敏电池不工作，VT1基级点电位降低，当低于0.7V时，Q1三极管截止，流经VT2基极电流大于10mA。

因此有：

（U蓄-UBE）×β×R2/R1>U蓄

R1

R1

所以R1电阻取30KΩ较合理。

3.3 参数仿真分析

按照上述分析，代入参数，得到如图2所示仿真电路。开关S1闭合相当于白天有光照射，测试参数如图3所示；开关S1断开相当于晚上无光照射，测试参数如图4所示。V2为蓄电池，标称电压为5V；V1为太阳能电池，标称电压为6V。

通过仿真分析，得到如下表1所示参数。

4 复合管驱动电路

在实际工作电路中，单管难以实现负载功率驱动要求，采用复合管。复合管可由两个或两个以上的复合管组合而成。它们可以由相同类型的三极管组成，也可以由不同类型的三极管组成。无论由相同或者不同的三极管组成复合管时在前后两个三极管的连接关系上，应保证前级三极管的输出电流与后级输入电流的实际方向一致。其次，外加的电压的极性应当保证两个三极管发射结正偏，集电结反偏，让两管处于放大区。

4.1 驱动电路参数分析

构建如图5的光敏电池的太阳能草坪灯复合管电路，其要实现发光二极管LED1（额定电压3v，额定功率3w）的正常工作。Q3作为开光管白天处于集电级反偏发射极正偏的饱和区，晚上处于集电级反偏发射极正偏的饱和区。Q1和Q2（β=100）作为放大管处于放大区，UBE=0.7V。

可知：

I1=P/U=1A

I1=β×I2

求得：I2=10mA

I2=I3+I4

I4=β×I3

I2=（1+β）×I3

因为1远小于β，所以I2基本等于I4。

I3=β×I2

I3=0.1mA

在晚上流经R2的电流全部流向Q1，所以有：

（U蓄-2×UBE）/R3=I2

R3=（U蓄-2×UBE）/I2

求得：R3=36kΩ

然而在实际生活中UBE≥0.7V，故R2电阻取30KΩ较合适。

4.2 晶体管开关电路分析

按驱动电路分析，Q3的集电极电位高于0.7V驱动LED点亮；当Q3的集电极电位低于0.7时，LED熄灭。为了保证电路工作正常，当开关电路导通，Q1集电极输出0V（或低于0.7V），当开关电路截止时，Q1集电极输出大于1.5V。为了使白天Q3三极管导通，晚上Q3三极管截止。晚上时，由于光敏电池不工作，Q3基级点电位降低，当低于0.7V时，Q2三极管截止，流经Q1基极电流大于0.1mA。

因此有：

（U蓄-2×UBE）×β×R2/R1>U蓄

R1

R1

所以R1电阻取2100KΩ较合理。

4.3 参数仿真

带入上述仿真参数，白天有光照时，仿真测试参数如图6所示；晚上无光照射时，仿真测试参数如图7所示。

下表2是在复合管应用下所测得的电路仿真参数。

对照表1和表2可以发现，晚上蓄电池输出电流减小，能量转换效率提升。

5 结束语

以光敏电池为光感器件的太阳能草坪灯电路由太阳能电池、蓄电池、驱动电路、开关电路组成。文章通过Multisim分析了该电路的、驱动电路、开关电路参数设置，并为了提高负载驱动能力，采用了复合管技术，通过仿真实验验证，该电路能量转换效率比未采用复合管电路效率高。

参考文献

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[2]胡伟.基于Multisim的RC文式电桥振荡电路虚拟仿真实验[J].实验室研究与探索，2011，30：13-20.

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[5]颜芳，宋焱翼，谢礼莹，等.基于Multisim的电路原理课程仿真实验设计[J].实验技术与管理，2013，5：59-62.

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本文介绍Zetex Semiconductor公司在2005～2006年推出的ZXTN系列中功率NPN三极管。用该系列产品来更换老型号的中功率三极管，不仅封装尺寸小，并且由于其功耗小，输出电流大，增加了输出功率，提高了效率，并且可以简化散热措施。

ZXTN系列的主要特点

ZXTN系列有如下的型号：ZXTN19055DZ、ZXTN2005G、ZXTN2005Z、ZXTN 2007G及ZXTN2007Z。这些中功率NPN三极管的共同特点：工作电压范围宽，耐压为25～55V，适合大多数工业上应用的电压范围(5～24V)，个别的可用于48V电压下工作；工作温度范围宽，从-55～+150℃，可应用到温度条件恶劣的汽车工业，也满足军工上的应用要求；最大的特点是饱和电压VCE(SAT)(或VCES)很低，在最大连续输出电流IC(Cont)时，VCE(DAT)小于250mY，与一般老型号同类三极管相比较，减小了2～5倍；输出电流大，连续输出电流可达5．5～7A；在输出大的集电极电流时，其共发射极直流电流放大系数hFE的特性极好；特征频率fт高，可达140～150MHz(有的可达200MHz)，既适用于高频，也适用于低频或直流场合，应用十分灵活；封装尺寸小，贴片式SOT-89(4．5mm×2．7ram)或SOT-223(6．5ram×3．5ram)封装。

应用领域

由于ZXTN系列有上述特点，它们的应用领域十分广泛，主要有：螺管线圈、继电器、功率开关、马达驱动(包括直流风扇电机)、DC／DC转换器、LCD背光驱动电路、充电器电路、应急灯电路、汽车照明电路等。

饱和电压VCE(SAT)低

饱和电压VCE(SAT)(或用VCES表示)是三极管的重要参数之一。在三极管放大电路中，集电极(或发射极)总接有负载(以RL表示)，如图1所示。当电源Vcc一定时，Ic增大时，相应的VCE必定减小，当VCE减小到一定程度，IB再增大，IC也不再增加，此时三极管失去放大作用，这种状态称为三极管饱和，此时的VCE被称为饱和电压降，用VCE(SAT)或VCES表示。饱和电压降VCE(SAT)与IC及IB有关，IC越大，则VCE(SAT)也越大。

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一、抓好入门教学是掌握本课程的关键

本教材的主要内容是模拟电子电路基础部分，数字电路只占一章且内容简单易学。模拟电路部分的重点也是难点，是低频小信号电压放大电路，而其中的单管放入电路的内容是入门教学的重要环节。如果多数学生真正学会了单管放大电路的分析方法与用途，那么再学习本课后续内容时将会感到心中有。这个问题应从以下两方面入手：

1、狠抓基础知识，理解基本概念。三极管的放大条件，放大作用，三极管的输入、输出伏安特性及主要参数是分析放大电路的基础；放大的实质、放大的对象是理解放大概念的桥梁。对于基础知识要经过反复提问，和反复练习才能掌握，因为这是分析放大电路的依据，它贯穿于整个课程的始终，所以这一部分内容要狠下工夫。关于放大的实质、放大的对象，可通过举例让学生理解。首先说明放大的实质是能量的控制，例如：扩音机在把人的声音放大的同时，电源也消耗了能量，把几百毫瓦的人的声音变成几瓦的扬声器的输出，其能量是电源提供的，放大电路只起到能量的转换作用，也就是能量控制作用，其中三极管的电流控制作用是能量控制的基础，三极管是控制的核心，但是三极管本身不能产生能量。同时强调放大的对象是变化量，如扩音机放大的是声音的变化，变压器放大的是电压的变化。

2、调析分析方法，重在有的放矢。单管放大的电路的分析分两步进行。一是建立静态工作点的必要性，二是电路静态与动态两种状态的工作关系。为什么要建立静态工作点，通过提出问题让学生自己思考得到答案。如：画出没有基极偏置电路的电路图，图中三极管为锗管，已知锗材料三极管的输入伏安特性正向死压电压是0.2V，问：峰值小于0.2V的正弦波输入电压能被放大吗？

回答肯定是不能，再问，某电视机中的三极管放大电路，能够把峰值为几十uV的输入信号放大，大家想是怎么做到的呢？再通过画出脉动直流的波形指出思路，学习好的同学很快会说出输入端叠加一支流值的答案，老师马上引申，这个提供支流值的电路在放大电路中叫做建立基极偏置电路，增加基极偏置电路就叫建立静态工作点，所提供支流值的大小决定了工作点的高低。并强调放大电路必须建立静态工作点。使学生明白由于三极管输入特性的非线性，要想不失真的放大微弱的交流信号，必须建立静态工作点这个道理。关于第二个问题：输入信号与工作点的关系可通过实例将两点：（1）被放大的动态信号是叠加在静态工作点上工作的；（2）静态工作点的高低影响信号放大的质量，影响最大不失真输出幅度。再通过分析一个实际两极交流放大器说明为什么前级工作点低，后级工作点高，为什么实际工作中需要调整工作点来引导学生思考。

总之，单管低频小信号放大器是本课程的关键教学环节，这部分内容理解了，电子电路的分析思路也就初步学会了。由于接下来的内容如工作点稳定电压、负反馈放大电路、功率放大器、正弦波震荡器、直流放大器等是在单管放大器基础上进一步改善性能，优化结构，增强作用，提高品质而产生的，除电路结构不同外，分析思路是一样的。所以说单管放大器的分析是本课程的入门教学，我们必须狠下工夫。

二、合理取舍教材内容，增强学生读图能力

随着电子技术的发展，集成电路的应用越来越广泛，如果按教材要求只讲分离，不讲集成，学生走向工作岗位，最基本的电路符号也不认识，这就是教学的失误。所以集成运放应用一节应作为必修。甚至集成运放的非线性应用最好也作一些简单介绍，使学生对集成运放的应用有个全面的了解。其实这部分内容用的课时并不多，而解决的问题并不少。相反，教材中开始部分载流子的运动，PN结形成的内部机理可简单讲解。特别强调不要让学生在这儿钻牛角，因为我们的目的是会选择器件构成应用电路。

教学中还发现，学生学完本课程后不知道学会了什么，也不知道怎么用，为了让学生明确这些问题，学完全课程很有必要作几个实际电路的读图练习。对中级技校学生可通过分析电路简单的扩音机、收音机、直流稳压电源或简单实用的工业自动控制电路加强读图训练，通过电路分析，使学生知道电子电路的用途，明确电子电路是实现自动控制的有利工具，电子电路既是专业基础，其本身又是实用技术。

三、重视实践环节，收效事倍功半

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二极管的作用是单向导电。三极管的作用是将电流放大，可以实现微电流控制强电流，或者将弱信号进行放大。二极管和三极管的区别是二极管有两个电极，而三极管分成三部分，包括中间的基区以及两侧的发射区和集电区。

二极管是用半导体材料（硅、硒、锗等）制成的一种电子器件。二极管的导通和截止，相当于开关的接通与断开。

三极管全称应为半导体三极管，也称双极型晶体管、晶体三极管，是一种控制电流的半导体器件。三极管是半导体基本元器件之一，是电子电路的核心元件。

（来源：文章屋网 ）

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前言

模拟电子技术课程是中职学校电类专业的一门专业基础课，基础实践性很强。一直以来，《模拟电子技术》课程都是采用传统的教学模式（即黑板+实验的教学模式）。在这种教学模式下，学生缺乏学习的兴趣，教师厌倦教学，从而使学生的主动性得不到很好的发挥。为了改变学生这种不良的学习现状，提高课堂的效果。笔者大胆在本校电子09-2班的《模拟电子技术》课程采用模块化教学方法，效果良好！

一、所谓模块化教学方法是20世纪70年代初由国际劳工组织研究开发出来的以现场教学为主，以技能培训为核心的一种教学模式。具体方式是划分小组、确定内容、布置任务、学生实施、评价结果。

二、模块化教学准备

（一）备教材，使教材模块化

本校采用的教材是电子工业出版社的《电子线路》第三版，其中《模拟电子技术》课程的内容包括半导体器件、放大电路的基本知识、集成运算放大器、放大电路中的负反馈、集成运算放大器的应用、低频功率放大器、直流稳压电源及正弦波振荡器。笔者把这些内容划分为五个模块。如表1：

（二）备学生，使学生小组模块化

本校的电子09-2有在校生33人，笔者通过与该班班主任及各个任课教师的交流深入了解学生，依据学生的家庭背景、学习背景、性格爱好划分为5个小组，每组推荐一名组长。

三、模块化教学具体实施过程

以模块一助听器电路的制作与调试为例子谈谈模块化教学过程的实施。

（一）引出问题

有关资料显示，目前我国听力障碍者达2700万人，在这些听力障碍者中要借助于助听器才能有像正常人一样的听力。那什么是助听器呢？从广义上来讲凡是能有效的把声音传入耳朵的各种装置都可以看作是助听器，从狭义上来讲助听器是一个电声放大器，通过它将声音放大使聋人听到了原来听不清楚、听不到的声音，这种装置就是助听器。助听器的示意图如图2，根据示意图可以画出原理图如图3。

（二）准备知识

要实现这样功能的电路，应该具备半导体器件、基本放大电路、多级放大电路的相关知识。电路元件有电阻、电容、二极管、三极管、放大电路。其中的二极管、三极管、放大电路是新的内容。

半导体二极管又称晶体二极管，简称二极管；它只往一个方向传送电流、具有两个引线端子的电子元器件。即具有按照外加电压的方向，使电流流动或不流动的性质。我们需要掌握二极管的特性、应用、工作原理、类型、导电特性、主要参数符号及其意义、如何识别二极管、型号命名方法、测试二极管的好坏等等知识。

半导体三极管又称晶体三极管，简称晶体管。具有三个电极，能起放大、振荡或开关等作用的半导体电子器件。与二极管相同，我们需要掌握三极管的特性、应用、工作原理、类型、导电特性、主要参数符号及其意义、如何识别三极管、型号命名方法、测试三极管的好坏等知识。

现代电子系统中，电信号的产生、发送、接收、变换和处理，几乎都以放大电路为基础。应用放大电路实现放大的装置称为放大器。它的核心是电子有源器件，如电子管、晶体管等。放大作用的实质是把电源的能量转移给输出信号。输入信号的作用是控制这种转移，使放大器输出信号的变化重复或反映输入信号的变化。

（三）分析工作原理

1、图中VT1为NPN双极晶体管9013，它构成第一级电压放大电路。图中RB1构成电压并联负反馈。

2、图中VT2为PNP双极晶体管9012、由它构成第二级电压放大电路。与上述同理，RB2构成电压并联负反馈。此外由RF构成电压串联负反馈。以上这些环节将稳定静态工作点，并减少失真，从而显著地改善了助听器的声音品质。

3、VT3为NPN双极晶体管9013，VT3构成射极输出器，它实质是一个电流放在环节。（四）学生动手

模拟电子技术是一门实践性活动非常强的学科，而且感性认识对理性知识的学习帮助大，在进行比较充分的感性认识后要动手实验。

1、模拟实验

（1）按助听器的电路原理图图3接好线；

（2）调节VT1、VT2静态工作点

（3）用示波器观察输入和输出的电压波形，计算电压放大倍数。调节电位器，观察其失真程度，并分析原因。

2、电路板装配

（1）印制电路板手工制作

①根据原理图确定敷铜板的尺寸大小；

②在敷铜板的铜箔面上依据原理图中各元件的连接关系设计出相应的音质图形；

③给印制图形涂保护漆；

④待保护漆干后修整印制图形；

⑤将修整好的敷铜板放三氯化铁溶液中进行腐蚀；

⑥将腐蚀好的电路板捞出用清水冲洗干净，并将油漆用刀先刮净；

⑦用台钻在焊盘中心打孔。

（2）元件检测

①电阻：用色标法挑选，用万用表检测其好坏；

②电容：用直标法挑选，用万用表检测其好坏；

③三极管：型号9012、9013，用万用表识别管脚并测量其好坏。

（3）装配

①安装焊接元件；

②用斜口钳将多余的元件引脚剪掉；

③通电调试电路板。

（五）实验报告

完成整个电路制作后要书写实验报告，书写实验报告过程是对实验过程的小结过程，也是理论联系实际的过程，有利于将实践上升为理论知识，能够巩固所学理论知识。

实验报告书的格式见表2。

四、总结

从整个教学效果来看，学生能温故知新，循序渐进，既能够掌握基本理论知识又能够动手操作，从一点都不懂到基本懂。每节课，每个模块都有不少收获，从而对《模拟电子技术》这门课程产生了学习兴趣。

通过这次模块化教学的尝试，笔者收获很多，这种教学方法是以理论知识为指导，加强学生的实践教学，使理论认识和感性认识相结合，从而提高了课堂效果，达到了教学的最终目的。

参考文献

[1]电子线路（第3版）.

[2]电子技术综合应用创新实训教程.

（作者单位：河池市职业教育中心学校）

作者简介

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本文介绍一款电子管耳机放大器，由于电子管独特的声音特点，和晶体管放大器相比，令人耳目一新，其特色是中频甜润、温暖，低频有良好的驱动力，层次感和力度恰到好处，高频段纤细耐听，不刺耳。其优美、稳重的音色和准确的定位感令人陶醉。电子管耳机放大器的输出功率为1W×2，频率响应为20Hz~25kHz（-1dB、200mW），输出阻抗分32~100Ω和100~600Ω两组，灵敏度为0.3V。

工作原理

电子管耳机放大器电路如图1所示。电路分左右两个声道，电源共用一个。每个声道采用两级放大，推动级采用双三极管6N1中的一只三极管，输出级用双三极管6N8P中的两只三极管并联作单端甲类功放。推动级和输出级的电路形式均为共阴极电路，特点是没有采用任何交流负反馈，以防止瞬态失真的产生。

推动级采用自给偏压工作方式，电路中R3为阴极电阻，C3、C4为阴极旁路电容，它们组成自偏压电路，利用三极管的工作电流产生稳定的栅偏压，电压的极性是阴极为正、地为负，这个电压使栅极对阴极的电位为负，起到栅偏压的作用，这种偏压电路比较简单，并且对电子管有一定的保护作用。R1为栅极电阻，它的主要作用是将栅偏压加到栅极上去，使得栅极基本上和地保持直流同电位。R2为屏极负载电阻，C5为交流耦合电容。当电子管6N1的栅极加入交流信号电压时，由于栅极的控制作用，使原来恒定的屏流变为随信号电压而变的脉动电流即产生了交流分量，屏流的交流分量在R2上产生了交流电压降，使屏极和阴极间得到了一个放大了的电压，此交流电压经C5耦合到输出级的栅极。电路中6N1的静态工作点如下：屏极电压Ua=175V，屏极电流Ia=3.7mA，栅极偏压Ug=－2.5V。

输出级采用单端甲类功放。单端甲类放大的功率输出电路在效率方面比推挽放大电路要低，但电路比推挽电路要简单得多，使用的元器件也比较少，而且音乐和音色优于推挽放大电路。因为单端放大电路信号的正负完整波形都在一只功放电子管内进行放大的，又由于工作在甲类状态，而甲类放大电路的工作点又都是选择曲线平直部分的中间部分，所以不存在有交越失真等问题。

输出级电路也采用自给偏压方式，两只三极管并联作一只三极管用，其工作原理和前级基本相同，所不同的是采用输出变压器作负载，经阻抗变换后输出给耳机。6N8P中一只三极管的内阻约为7.7kΩ，两只并联后约为3.9kΩ，其最佳交流负载阻抗为内阻的2~4倍，这里取8 kΩ，即输出变压器的初级阻抗为8kΩ，输出变压器次级有两个输出端子，一个为32Ω，接阻抗为32~100Ω的耳机，另一个为100Ω，接阻抗为100~600Ω的耳机。当某一输出端子上接的耳机阻抗比输出阻抗大时，例如32Ω输出端接64Ω耳机，输出变压器的初级阻抗也跟着变大到16kΩ，这时输出功率减小，但失真度减小，频带增宽，反而使声音更加好听。由于输出功率余量大，所以输出功率仍能满足要求。

用输出变压器除了作阻抗变换外还有一个作用，人们常说电子管功放音色甜、暖，即所谓的“胆味”。这其中输出变压器起到了非同小可的作用，由于变压器铁芯的磁滞作用，导致了电子管功放的瞬态特性有所下降，使得有些细微的、爆发特性很强的、并不十分和谐的细节被吃掉了，得不到充分的反映。使电子管功放在重播某些原本细节过于丰富而又稍欠甜美的录音制品时，起到了甜化、美化的作用。

输出电路中6N8P的静态工作点如下：屏极电压Ua=285V，屏极电流Ia=15mA，栅极偏压Ug=－10V。

电源部分采用硅整流二极管组成桥式整流电路，由于滤波电容C8、C9容量较大，而整机工作电流又比较小，故滤波电路没有采用电子管功放传统的CLC式π型滤波电路，而是用了CRC式π型滤波电路。电流变压器的两个6.3V绕组分别提供6N1和6N8P的灯丝电压。

元器件选择和制作

推动级用双三极管6N1，每个声道用一半即其中的一个三极管，6N1的引脚见图2。输出级用双三极管6N8P，每个声道用一个即两个三极管并联使用，6N8P的引脚见图3。

所有电阻均使用金属膜电阻，R7功率为2W，R2、R4、R8功率为1W，其余电阻功率均为1/2W。RP1为100kΩ双连电位器。C2、C4、C5、C7、C10选用薄膜电容，如聚丙烯薄膜电容，其中耦合电容C5最好选用油浸电容。

输出变压器是一个关键器件，它的指标决定了整机性能的优劣，特别是频响。由于单端放大电路的输出变压器初级有单向的静态直流电流通过，会产生磁饱和作用，所以硅钢片要单向插入，以便留一定的空气隙。而气隙的大小要视静态直流电流大小、输出变压器初级线圈圈数和闭合磁路的长度来调整。因为硅钢片有气隙的存在，使整个输出变压器的导磁率大为降低，所以和推挽输出变压器相比，在同等输出功率时要采用截面积较大的硅钢片来制作。另外输出变压器初、次级的漏感要尽量小，不然要影响变压器的频响，为了减小漏感，变压器的初、次级要分段间隔绕制，因此输出变压器的制作难度比较大。输出变压器使用舌宽为12mm的硅钢片，迭厚18mm，绕制参数见图4。绕制时，初级分为3段，次级0~32Ω绕组、32~100Ω绕组各分为2段，间隔绕制。硅钢片单方向插，留0.1mm的空气隙。

电源变压器使用舌宽为19mm的硅钢片，迭厚29mm，绕制参数见图5。绕制时，次级为灯丝供电的两个绕组要取中心抽头，中心抽头接地可去除灯丝的50Hz干扰。硅钢片交叉插，不留空气隙。

输出变压器和电源变压器绕好后均要作烘干浸漆处理。

安装和调试

放大器金属基座大小为22cm×16cm×5cm，采用敞开式结构，电子管、电源变压器、输出变压器等体积较大的器件安置在基座的上部，而其它小体积的阻容件及连接导线则在基座内部设置。布局时电源变压器和输出变压器应尽量远离，并且磁力线方向要互相垂直，以防止电源变压器交流电磁场的耦合干扰。基座上部的布局见图6。

在进行元器件的焊接时，采取传统的搭棚焊接工艺。即直接将元器件和各种引线焊接于电子管座相应的管脚上和接线架上。在用导线进行元器件之间的连接时，注意电源引线应尽量避开音频信号通道，以防电源50Hz信号干扰音频信号，另外机内的交流电源线和灯丝电源线应使用双绞线，即两根线作绞合处理。电源线和信号线、信号线和信号线不可以平行设置或绞合在一起，应尽量远离或作交叉设置。机内连线在不相互影响的前提下用尼龙扣收紧并做合理固定。音频输入端到电位器、电位器到6N1的栅极用双芯屏蔽线作连接，并且做到屏蔽层单端接地。

整机最好采取一点接地方式，即除电路中零电位的一根引线与机壳相通之外，电路中其它部位不得与机壳有任何相通。接地点在一般情况下选择在整流滤波电路或信号输入座附近。