模擬電子電路中三極管三種組態(tài)案例教學(xué)法

馬強

摘要：在模擬電子技術(shù)課程“放大電路”一章的教學(xué)中，有三極管放大電路三種組態(tài)的內(nèi)容，即：共發(fā)射極放大電路、共集電極放大電路、共基極放大電路。這三種組態(tài)各有特點，因此用在不同的放大電路應(yīng)用中。在教學(xué)中，如何讓同學(xué)理解好這三種放大電路組態(tài)各自的特點及應(yīng)用是教學(xué)中的一個難點，筆者通過案例教學(xué)法，加深了學(xué)生理解這三種組態(tài)各自的特點，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，達到了較好的學(xué)習(xí)效果。

關(guān)鍵詞：模擬電子電路；三極管；三種組態(tài)；案例教學(xué)

中圖分類號：G642.41 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）36-0184-02

一、三極管放大電路三種組態(tài)的共同點

三極管作為放大器件，其主要作用是用來放大交流信號的，但不管其接成任何一種組態(tài)，直流偏置都應(yīng)該是一樣的，即發(fā)射極正偏、集電極反偏，這樣才能滿足組成三極管放大電路的基本偏置條件，如圖1所示。

二、三極管放大電路三種組態(tài)的判斷

三極管放大電路的這三種組態(tài)的主要特點就在這個“共”字上，即哪個極作為輸入、輸出信號的交流信號公共端，圖2、圖3、圖4分別畫出了共發(fā)射極放大電路、共集電極放大電路、共基極放大電路的交流通路示意圖。

在確定了公共端后，還要看輸入信號加在三極管的哪個電極，輸出信號從哪個電極輸出。共發(fā)射極放大電路，信號由基極輸入，集電極輸出；共集電極放大電路，信號從基極輸入，發(fā)射極輸出；共基極放大電路，信號從發(fā)射極輸入，集電極輸出。

三、三極管放大電路三種組態(tài)的特點和用途

三極管放大電路三種組態(tài)在理論上有何區(qū)別呢？這是讓學(xué)生了解和掌握這三種組態(tài)特點的關(guān)鍵。首先把三極管看成一個四端網(wǎng)絡(luò)，通過微變等效分析法可分析出三極管放大電路三種組態(tài)的各自特點，如表1所示。

通過表1我們可以分析出：共發(fā)射極組態(tài)電壓、電流放大倍數(shù)高，輸入電阻中等，輸出電阻高，因此該種組態(tài)一般適用于放大電路的中間極；共集電極組態(tài)電壓放大倍數(shù)低，電流放大倍數(shù)高，最主要的特征是輸入電阻高，輸出電阻低，因此該種電路適用于輸入、輸出級及緩沖級；共基極組態(tài)電壓放大倍數(shù)高，電流放大倍數(shù)低，輸入電阻低，輸出電阻高，頻率特性好是它的重要特性，因此常用于高頻電路或?qū)拵Х糯笃鳌?/p>

四、三極管放大電路不同組態(tài)組合放大電路

在講完三級管放大電路三種基本組態(tài)后，要想進一步擴充學(xué)生的知識面，就要介紹一下三極管放大電路不同組態(tài)組合放大電路。在現(xiàn)實中，可根據(jù)三極管三種組態(tài)的不同特點，將其中任意兩種組態(tài)進行組合，構(gòu)成三極管放大電路的不同組態(tài)組合，以充分發(fā)揮各自的特點。

（一）共射—共基組合放大電路

共射—共基組合放大電路的交流通路如圖5所示，在這兩種組態(tài)組合放大電路中，后級的輸入電阻是前級的負載，由于后級共基極放大電路輸入電阻很小，致使前級共發(fā)射極組態(tài)的電壓增益很小，整個電路的電壓增益主要由共基極放大電路提供，由于共基極放大電路的頻帶寬，所以這種組合電路特別適用于高頻工作，常常用于視頻放大電路。

（二）共集—共射組合放大電路

共集—共射組合放大電路的交流通路如圖6所示，第一級共集電極電路主要特點是輸入電阻高，用于提高整個電路的輸入電阻，第二級共發(fā)射極電路主要用于提高電路的放大倍數(shù)。

五、三極管放大電路三種組態(tài)及組合的實際案例分析

讓學(xué)生能夠理解三極管放大電路三種組態(tài)的不同應(yīng)用是讓學(xué)生正確理解好這一問題的關(guān)鍵，而實際案例教學(xué)是解決好這一問題的最好方法。在教學(xué)中，筆者通過以下實例來幫助學(xué)生理解和分析這一問題。

實例1：視頻放大及視頻輸出電路。

一般電視機都有音頻、視頻輸入輸出轉(zhuǎn)換板，這里給學(xué)生介紹一下視頻輸入信號輸入端子部分電路的例子，視頻輸入端子是為VCD等視頻設(shè)備提供視頻輸入信號的輸入端，這個電路一般有兩部分，一部分為視頻放大部分，另一部分為視頻信號放大后與內(nèi)部電路的緩沖及阻抗匹配部分，這兩部分由于功能不同，所以各有特點。視頻放大部分因主要完成的是視頻放大，且視頻信號頻率較高，故應(yīng)采用寬帶放大器，因此用共基極放大電路較適宜。而與內(nèi)部電路連接需考慮阻抗匹配，輸出阻抗要低，因此應(yīng)采用共集電極放大電路。

圖7為某品牌電視機的這一視頻放大轉(zhuǎn)換電路。課上要對這一電路進行簡單分析以加強學(xué)生的讀圖能力和分析問題、解決問題的能力。R1、R2、R3、R4、C1、VT1組成共基極放大電路，外接視頻輸出設(shè)備，輸入視頻信號從VT1發(fā)射極輸入，集電極輸出，C1為VT1基極交流接地電容；R5、R6、R7、VT2組成共集電極放大電路，視頻信號通過C2從VT2基極輸入，發(fā)射極輸出。這兩級電路由于功能不同，分別采用了不同的組態(tài)形式，保證了視頻信號的放大及與內(nèi)部電路之間的阻抗匹配。通過這一實例使學(xué)生理解三極管各種組態(tài)在電路中的作用，由于問題是從實際案例出發(fā)，因此提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強了學(xué)生的學(xué)習(xí)動力，取得了較好的學(xué)習(xí)效果。

實例2：超外差收音機高放與混頻電路。

這個例子是我們經(jīng)常使用的超外差式收音機電路的一部分，而且是用一個三極管分別組成共發(fā)射極和共基極放大電路以完成高頻放大和混頻兩個功能的電路，實際電路如圖8所示。在講這個實例之前先給學(xué)生介紹一些超外差收音機的原理，使學(xué)生對這個實例更容易理解。從圖8中可分析出，雙聯(lián)可變電容器的一部分CA與磁棒線圈B1的主線圈組成了一個串聯(lián)諧振電路，利用這個電路的選頻特性并通過調(diào)節(jié)可變電容CA對高頻信號進行選頻，以選出要收聽的電臺電磁波信號，這個高頻電臺信號通過磁棒主副線圈的耦合作用傳送到三極管VT1的基極，對于這個電臺高頻信號，三極管VT1組成的是共發(fā)射極放大電路，放大后的電臺高頻信號從集電極輸出。同時三極管VT1與振蕩線圈B2及雙聯(lián)可變電容的一部分CB組成共基極振蕩電路。這里有兩個信號：①高頻電臺信號f1；②振蕩器的振蕩信號f2。這兩個信號同時在VT1基極輸入端進行疊加，利用三極管的非線性產(chǎn)生兩個頻率：f2-f1和f2+f1，在通過選頻網(wǎng)絡(luò)選出f2-f1，這就是超外差收音機中的465KHZ中頻信號，這個中頻信號再經(jīng)過中頻放大、檢波、功率放大推動揚聲器發(fā)出聲音。這里主要是介紹混頻電路，因為這個電路既含有共發(fā)射極放大電路又含有共基極振蕩電路，是一個三極管分別組成兩個組態(tài)放大電路的實例，因此分析好這個電路對于學(xué)生掌握三極管三種組態(tài)的應(yīng)用具有很大的幫助。

六、結(jié)語

三極管放大電路三種組態(tài)是模擬電子技術(shù)課程中較難學(xué)的一部分內(nèi)容，如何讓學(xué)生學(xué)懂、學(xué)好這部分內(nèi)容是授課教師需要考慮的問題。筆者通過改進教學(xué)方法，用案例法進行授課，從而取得了較好的教學(xué)效果。

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