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文檔簡介
PAGE10PAGE10PAGE11PAGE11《電工電子技術》
教案課時分配表章序課程內容課時備注1直流電路42正弦交流電路43磁路與變壓器44異步電動機65繼電接觸器控制系統(tǒng)46二極管的認知與應用67三極管的認知與應用68集成運算放大電路49邏輯門電路410組合邏輯電路411觸發(fā)器與時序邏輯電路6合計52文旌課堂APP
課題認識三極管課時2課時(90min)教學目標知識技能目標:(1)掌握三極管的結構(2)掌握三極管電流放大作用(3)掌握三極管的特性曲線和主要參數(shù)(4)能夠測試三極管的伏安特性思政育人目標:(1)學習老一輩電工人勇于探索、認真嚴謹?shù)目蒲袘B(tài)度(2)培養(yǎng)在工程實踐中化繁為簡的思路和方法,提高學生的科學思維能力(3)鍛煉團結合作和責任擔當?shù)囊庾R教學重難點教學重點:三極管的結構;電流放大作用;三極管的特性曲線;三極管的主要參數(shù)教學難點:三極管的電流放大作用;三極管的特性曲線教學方法案例分析法、問答法、討論法、講授法教學用具電腦、投影儀、多媒體課件、教材、萬用表教學設計→→→→傳授新知(40min)實操練習(35min)→課堂小結(3min)→作業(yè)布置(2min)教學過程主要教學內容及步驟設計意圖課前任務【教師】布置課前任務,和學生負責人取得聯(lián)系,讓其提醒同學通過文旌課堂APP或其他學習軟件,完成課前任務請大家認真預習三極管的相關內容,通過微課學習?!緦W生】完成課前任務通過課前任務,使學生了解三極管,對疑難問題著重記錄考勤
(2min)【教師】通過文旌課堂APP讓學生簽到【學生】簽到,班干部交假條培養(yǎng)學生的組織紀律性,掌握學生的出勤情況課前復習
(3min)【教師】引領學生回憶上次課教學內容,根據(jù)學生反映,檢驗學生掌握情況?;仡櫡€(wěn)壓電路的結構和工作原理,帶領學生回顧三端集成穩(wěn)壓電路的使用方法?!緦W生】聆聽、互動、積極回答通過課前復習,檢查學生對所學知識的掌握程度,調整課程進度,讓學生自行查漏補缺問題導入(5min)【教師】通過實物或PPT圖片講解在接打電話的時候,你是否有想過手機是怎么將對方的聲音從微弱的電信號變?yōu)槟茏屛覀兟牭降穆曇裟??電信號通過各種信號放大器層層放大,最終使其功率足以驅動手機中的揚聲器,使揚聲器發(fā)出人耳聽得到的聲音。【教師】提出以下問題:各個放大器的信號放大過程均是通過其內部的放大電路實現(xiàn)的,而放大電路的核心器件便是三極管。你知道三極管有哪些特性嗎?【學生】討論、舉手回答【教師】通過學生的回答引入要講的知識通過手機通信,引入三極管的相關知識,激發(fā)學生的好奇心傳授新知
(40min)三極管的結構【教師】通過ppt講解三極管的結構三極管的結構:由三層不同性質的半導體組合而成的。按半導體組合方式的不同,三極管可分為NPN型和PNP型兩類。無論是NPN型三極管還是PNP型三極管,它們均有三個區(qū),即發(fā)射區(qū)、基區(qū)和集電區(qū)。這三個區(qū)分別引出三個電極,即發(fā)射極E、基極B和集電極C。同時,在三個區(qū)的交界處形成兩個PN結,即發(fā)射結和集電結。三極管的電路符號:符號中的箭頭方向表示發(fā)射結正向偏置時的電流方向。三極管的分類方法很多,除可分為NPN型和PNP型之外,按其使用半導體材料的不同,三極管還可分為硅管和鍺管。若按工作頻率的不同分類,三極管可分為高頻管(工作頻率不低于3MHz)和低頻管(工作頻率低于3MHz)?!窘處煛繌娬{以下問題集電區(qū)和發(fā)射區(qū)雖然是相同類型的雜質半導體,但不能互換?!窘處煛客卣谷龢O管的誕生我們現(xiàn)在常接觸到的三極管全稱為半導體三極管。1947年,美國電報電話公司(AT&T)貝爾實驗室的三位科學家巴丁、布萊頓和肖克利在研究半導體材料——鍺和硅的物理性質時,意外地發(fā)現(xiàn)了鍺晶體具有放大作用,經過反復研究,他們用半導體材料制成了放大倍數(shù)達100量級的放大器,這便是世界上第一個半導體三極管。半導體三極管的出現(xiàn),推動了全球范圍內的半導體電子工業(yè)。三極管作為放大電路的重要組成,首先在通信工具方面得到了廣泛應用,并產生了巨大的經濟效益。并且,半導體三極管徹底顛覆了傳統(tǒng)電子管(一種最早期的電信號放大器件)的結構,又促進了集成電路的發(fā)展,這使得制造高速電子計算機之類的高精密裝置成為現(xiàn)實。【學生】聆聽三極管的電流放大作用【教師】通過ppt講解三極管的電流放大作用三極管所具有的電流放大作用是由三極管的內部結構條件與外部條件共同決定的。內部結構條件包括:(1)發(fā)射區(qū)體積很小,但摻雜濃度高。(2)基區(qū)最薄且摻雜濃度最低(比發(fā)射區(qū)低2~3個數(shù)量級)。(3)集電結面積最大,且集電區(qū)的摻雜濃度低于發(fā)射區(qū)的摻雜濃度。外部條件則是要保證外加電源的極性使發(fā)射結處于正向偏置狀態(tài),使集電結處于反向偏置狀態(tài)。三極管各電流之間的關系:在三極管的發(fā)射結加正向電壓,集電結加反向電壓,以保證三極管工作在放大狀態(tài)。改變可變電阻,則基極電流、集電極電流和發(fā)射極電流都會發(fā)生變化。三極管各電流的測量數(shù)據(jù)如教材表7-1所示。由此實驗及測量結果可得出如下結論。(1)各極電流的關系滿足,其中,此結果符合基爾霍夫電流定律,即流進三極管的電流等于流出三極管的電流。(2)為定值,即當基極電流增大時,集電極電流基本上也成比例地增大,與的比值稱為直流電流放大系數(shù),用表示??杀碚魅龢O管的直流放大能力。(3)為定值,即基極電流的較小變化可以引起集電極電流的較大變化,這便是三極管的放大作用。和的比值稱為交流電流放大系數(shù),用表示??杀碚魅龢O管的交流放大能力。【學生】聆聽、記錄、理解三極管的特性曲線【教師】通過ppt講解三極管的特性曲線三極管的特性曲線能反映三極管的性能,是分析放大電路的重要依據(jù)。三極管的特性曲線可分為輸入特性曲線和輸出特性曲線。1.輸入特性曲線輸入特性曲線:當集-射極電壓為常數(shù)時,輸入電路(基極電路)中基極電流與基-射極電壓之間的關系曲線。當時,集電極與發(fā)射極短接,三極管相當于兩個二極管并聯(lián),UBE即為加在并聯(lián)二極管上的正向電壓,故三極管的輸入特性曲線與二極管伏安特性曲線的正向特性相似。當時,曲線右移,此時集電結已反偏,內電場足夠大,可以把從發(fā)射區(qū)進入基區(qū)的電子中的絕大部分拉入集電區(qū)。因此,在相同的下,時的基極電流比時的小。因為當超過1V以后,即使其再增加,只要不變,也不再明顯減小,所以通常只畫出的一條輸入特性曲線。三極管的輸入特性中存在死區(qū)電壓,只有在發(fā)射結外加電壓大于死區(qū)電壓時,三極管才會產生基極電流。硅管的死區(qū)電壓約為0.5~0.7V,鍺管的死區(qū)電壓約為0.1~0.3V。2.輸出特性曲線輸出特性曲線:當基極電流為常數(shù)時,輸出電路(集電極電路)中集電極電流與集-射極電壓之間的關系曲線。在不同的下,可得出不同的曲線,所以,三極管的輸出特性曲線是一組曲線。輸出特性曲線可以分為三個區(qū)域,分別對應三種不同的工作狀態(tài)。現(xiàn)分別討論如下:(1)放大區(qū)輸出特性曲線的近似水平部分是放大區(qū)。在放大區(qū),和成正比關系,即,所以,放大區(qū)又稱為線性區(qū)。放大區(qū)具有可控性(可以控制)和恒流性(幾乎不隨和負載的變化而變化)。三極管工作在放大區(qū)的電壓條件是:發(fā)射結正偏,集電結反偏。此時,。(2)飽和區(qū)對應于較小的區(qū)域是飽和區(qū)。此時,。在飽和區(qū),略有增加,迅速上升,但,即不能控制,因此,三極管不能起到對電流的放大作用。的情況稱為臨界飽和狀態(tài),對應點的軌跡稱為臨界飽和線。在飽和區(qū),集電極與發(fā)射極之間的電壓稱為飽和壓降。三極管工作在飽和區(qū)的電壓條件是:發(fā)射結正偏,集電結也正偏。(3)截止區(qū)基極電流對應曲線下方的區(qū)域是截止區(qū)。在截止區(qū),,,三極管不導通,同樣也失去了對電流的放大作用。三極管工作在截止區(qū)的電壓條件是:發(fā)射結反偏,集電結也反偏。綜上所述,當三極管飽和時,,發(fā)射極與集電極之間如同一個閉合的開關,其間電阻很小;當三極管截止時,,發(fā)射極與集電極之間如同一個斷開的開關,其間電阻很大。可見,三極管除了具有放大作用外,還具有開關作用。三極管的主要參數(shù)【教師】通過ppt講解三極管的主要參數(shù)三極管的參數(shù)是用來表征其性能和適用范圍的,也是評價三極管質量及選擇三極管的依據(jù)。1.電流放大系數(shù)三極管的電流放大系數(shù)包括直流電流放大系數(shù)和交流電流放大系數(shù)。雖然和的含義不同,但在實驗中發(fā)現(xiàn),在放大區(qū),這兩個參數(shù)的值非常接近,所以,可認為?!窘處煛繌娬{以下問題的大小并不是固定的,它受的影響,過大或過小都會使的值減小。在選擇三極管時,如果三極管的值太小,則其電流放大能力差;如果值太大,則其工作穩(wěn)定性差?!緦W生】聆聽、記錄、理解2.極間反向電流(1)集電極-基極反向飽和電流是指發(fā)射極開路時,集電極和基極之間的反向電流。受溫度影響較大,溫度升高,其值增加。因此,在選擇三極管時,要求越小越好。室溫下,小功率硅管的在1μA以下,鍺管的一般為幾微安到幾十微安,所以硅管的熱穩(wěn)定性較鍺管好。(2)集電極-發(fā)射極穿透電流是指基極開路時,由集電區(qū)穿過基區(qū)流入發(fā)射區(qū)的電流。由于,當溫度升高時,比增加的更快。因此,對三極管的工作影響更大,是衡量三極管質量好壞的重要參數(shù),其值越小越好。3.極限參數(shù)(1)集電極最大允許電流三極管工作在放大區(qū)時,若集電極電流超過一定值,其電流放大系數(shù)就會下降。三極管的值下降到正常值2/3時的集電極電流稱為三極管的集電極最大允許電流。因此,使用三極管時,若超過,并不一定會損壞三極管,但是會降低值。(2)集電極-發(fā)射極反向擊穿電壓基極開路時,加在集電極和發(fā)射極之間的最大允許電壓稱為集電極-發(fā)射極反向擊穿電壓。當電壓大于時,會突然大幅度上升,說明三極管已被擊穿。(3)集電極最大允許耗散功率集電極電流在流經集電結時將產生熱量,使其溫度升高,從而會引起三極管的參數(shù)變化。當三極管因受熱而引起的參數(shù)變化不超過允許值時,集電極所消耗的最大功率稱為集電極最大允許耗散功率,其計算公式為,,三者共同確定了三極管的安全工作區(qū),如圖所示。【教師】拓展場效應管相關知識場效應管是一種較新型的半導體器件,它與普通三極管的不同之處在于:普通晶體管是電流控制型器件,具有電流放大作用;場效應管是電壓控制型器件,具有電壓放大作用。場效應管具有噪聲低、熱穩(wěn)定性好、抗輻射能力強、耗電少、便于集成等優(yōu)點,在現(xiàn)代電子技術,特別是大規(guī)模集成電路中得到了廣泛應用。場效應管根據(jù)結構的不同,可分為結型場效應管(JFET)和絕緣柵型場效應管(IGFET)兩大類。結型場效應管是基本型,不常用。而絕緣柵型場效應管應用很廣。結構圖詳見教材。【學生】記錄、理解結合PPT,講解三極管的結構,學生通過圖片對比學習兩種三極管的區(qū)別,理解三個區(qū)的含義板書書寫,便于學生記錄三極管的符號表示方法強調集電區(qū)和發(fā)射區(qū)的不可互換性拓展三極管的誕生,提升學生的學習熱情結合圖片,講解三極管內部結構條件的特點和三個區(qū)電流間的關系結合圖片和實驗測量數(shù)據(jù),學生認真觀察總結規(guī)律,教師引導學生得出結論結合PPT圖片,講解三極管的輸入和輸出特性曲線分析輸入特性曲線特點分析輸出特性曲線特點通過分析,學生以小組形式總結三極管的三種不同工作狀態(tài)結合PPT講解三極管的主要參數(shù)強調三極管的選擇與電流放大系數(shù)的關系講解極間的反向電流講解三極管的極限參數(shù)拓展場效應管的相關知識,增加學生對電器的了解實操練習(35min)【教師】講解和演示基本操作步驟用萬用表判斷三極管的類型、管腳極性和輸入特性【教師】重點強調以下問題實施中要注意萬用表量程的選擇,表筆正負極要識清,觀測要細心?!緦W生】聆聽、理解、模仿操作操作步驟1.判斷三極管的類型和管腳極性(1)判斷三極管的類型第一步:三極管的集電極和發(fā)射極之間可視為兩個反向串聯(lián)的PN結,兩個電極之間的正向和反向電阻都很大。因此,可在三極管三個管腳中任取兩個,將萬用表置于擋測量。第二步:若電阻很大,則對調萬用表的紅、黑表筆后再測量一次。第三步:若電阻仍然很大,則剩下的那只管腳便是基極。第四步:若兩次測得的電阻值一大一小,則基極一定是這兩只管腳中的一個,須重新選擇管腳測量。第五步:確定三極管的基極后,可將萬用表的黑表筆搭接在基極上,紅表筆分別搭接在另外兩只管腳上,若測得的電阻值均較?。◣浊W以下,即為正向電阻),則該管為NPN型三極管。第六步:若電阻值均很大(幾百千歐以上,即為反向電阻),則該管為PNP型三極管。(2)判斷三極管的管腳極性第一步:對于NPN型三極管,當基極測出來以后,在剩余的兩只管腳中任取一只,假定它為集電極。在假定的集電極與基極之間連接一只電阻(100kΩ,可以用手來代替)。第二步:萬用表置于擋,并將黑表筆接于假定的集電極上,紅表筆接在假定的發(fā)射極上,觀察此時萬用表的指針偏轉情況。第三步:再假定另一個腳為集電極,方法同上,再觀察此時萬用表的指針偏轉情況。第四步:比較兩次測得的電阻,萬用表指針偏轉大的情況為正確假設。第五步:判斷PNP型三極管管腳極性。與NPN型三極管判斷方法相似,只是萬用表的表筆接法不同。假設的集電極接紅表筆,假設的發(fā)射極接黑表筆。其他操作同NPN型三極管。2.三極管的輸入特性測試第一步:按圖7-9所示連接電路。(詳見教材)第二步:調節(jié)直流穩(wěn)壓電源,使其輸出為12V。第三步:調節(jié)電位器,使電壓按照表7-2所示的數(shù)值變化。調節(jié)電位器,使。觀察電路中的微安表讀數(shù)的變化,并在表中填入結果。(詳見教材)3.三極管的輸出特性測試第一步:按圖7-9所示連接電路。(詳見教材)第二步:調節(jié)電位器,使按照表7-3所示的數(shù)值變化,然后調節(jié)改變,測出對應的,并在表中填入結果。(詳見教材)4.繪制三極管的輸入、輸出曲線根據(jù)表7-2和表7-3的測量結果,畫出三極管的輸入、輸出特性曲線?!緦W生】聆聽、理解、檢驗測量結果【教師】巡堂輔導,及時解決學生遇到的問題教師演示器件的使用步驟重點強調實操練習過程中存在的注意問題,學生認真聆聽學生嚴格按照操作步驟完成三極管類型的判斷和管腳極性的判斷學生嚴格按照操作步驟完成三極管的輸入特性驗證學生嚴格按照操作步驟完成三極管的輸出特性驗證學生繪制伏安特性曲線課堂小結
(3min)【教師】簡要總結本節(jié)課的要點本節(jié)課認識了三極管的結構,重點分析了三極管的電流放大作用和輸入輸出特性曲線,熟知了三極管的重要參數(shù)指標。希望大家課后按時完成課后作業(yè),鞏固知識,提升能力?!緦W生】總結回顧知識點總結知識點,鞏固學生對三極管相關知識的學習作業(yè)布置
(2min)【教師】布置課后作業(yè)請根據(jù)課堂知識,撰寫實驗報告。預習任務二,觀看任務二的微課并記錄問題?!緦W生】完成課后任務通過課后復習鞏固學到的知識教學反思本次課采用理論講授與實驗驗證相結合的方式,將理論知識與實際運用相輔相成,不僅鍛煉了學生的動手操作能力,還提升了動腦分析問題的能力。但在實驗操作中對于NPN三極管管腳極性的判斷,容易出現(xiàn)錯誤,有些學生疑問較多,需要在以后的實習中多加提示。
課題認識基本放大電路課時2課時(90min)教學目標知識技能目標:(1)了解放大電路的組成(2)掌握共發(fā)射極放大電路、分壓偏置放大電路、共集電極放大電路等基本放大電路的分析方法(3)掌握多級放大電路的組成、耦合方式及分析方法(4)能夠測試基本放大電路思政育人目標:(1)培養(yǎng)了學生理論聯(lián)系實際、解決實際問題的能力(2)三極管有放大作用要具備內因和外因條件,內因是事物發(fā)展變化的根本,外因是事物發(fā)展變化的條件,外因必須通過內因才能發(fā)揮作用。引導學生在人生發(fā)展過程中要正確對待內外因的關系,辯證地看待機遇(3)引領學生科技強國、專業(yè)報國意識,增強民族自信。教學重難點教學重點:放大電路的概述;共發(fā)射極放大電路;分壓偏置放大電路;共集電極放大電路;多級放大電路教學難點:放大電路的分析方法教學方法案例分析法、問答法、討論法、講授法教學用具電腦、投影儀、多媒體課件、教材、萬用表、電流表、電壓表教學設計→→→→傳授新知(45min)實操練習(30min)→課堂小結(3min)→作業(yè)布置(2min)教學過程主要教學內容及步驟設計意圖課前任務【教師】布置課前任務,和學生負責人取得聯(lián)系,讓其提醒同學通過文旌課堂APP或其他學習軟件,完成課前任務請大家結合三極管知識的學習,預習基本放大電路的相關內容,記錄預習中存在的疑難問題,學生負責人匯總后反饋教師?!緦W生】完成課前任務通過課前任務,學生記錄疑難點內容,增加學生對疑難問題的好奇心,帶著問題上課考勤
(2min)【教師】通過文旌課堂APP讓學生簽到【學生】簽到,班干部交假條培養(yǎng)學生的組織紀律性,掌握學生的出勤情況課前復習(3min)【教師】引領學生回憶上次課教學內容,根據(jù)學生反映,檢驗學生掌握情況。提問三極管的結構?引導學生共同復述三極管的電流放大作用和特性曲線【學生】積極互動,給隨教師一起回顧內容通過課前復習,檢查學生對所學知識的掌握程度,調整課程進度,讓學生自行查漏補缺問題導入(5min)【教師】通過圖片或生活現(xiàn)象講解在擴音器中,當人對著話筒講話時,聲音先經過話筒變成微弱的電信號,再經過放大電路,將微弱的電信號進行放大,最后經過揚聲器將放大后的信號輸出。這種放大要求放大后的聲音必須真實地反映講話人的聲音和語調,是一種不失真地放大。此外,擴音機的工作是需要外接直流電源來提供能量的,若沒有外接直流電源,揚聲器將不能工作?!窘處煛刻岢鲆韵聠栴}:你知道基本放大電路有哪些嗎?如何對它們進行分析呢?【學生】討論、舉手回答【教師】通過學生的回答引入要講的知識通過問題導入的方法,引導學生主動思考,激發(fā)學生的積極性,主動討論傳授新知
(45min)放大電路概述【教師】通過ppt講解放大電路概述1.放大電路的組成放大電路的組成:由三極管(或場效應管)、電阻、電容、電源等組成?;痉糯箅娐芬话闶侵赣梢粋€三極管組成的放大電路。放大電路的作用:將微弱變化的電信號(非電信號可通過傳感器轉變成電信號)放大成幅度足夠大且與原信號變化規(guī)律一致的信號,以便人們測量和使用。放大電路雖然應用的場合及作用各不相同,但信號的放大過程是相同的。【教師】強調以下問題放大電路將小能量的輸入信號放大成較大能量的輸出信號,增加的能量是由直流電源通過放大電路轉換而來,不是放大電路本身產生的。【學生】聆聽、記錄、理解2.放大電路的分類(1)按信號源的不同,放大電路可分為交流放大電路和直流放大電路。(2)按工作頻率的不同,放大電路可分為低頻放大電路、中頻放大電路和高頻放大電路。(3)按元件集成程度的不同,放大電路可分為分立元件放大電路和集成放大電路。(4)按三極管連接方式的不同,放大電路可分為共發(fā)射極放大電路、共基極放大電路和共集電極放大電路。(5)按放大電路級數(shù)的不同,放大電路可分為單級放大電路和多級放大電路。3.放大電路的分析方法任何放大電路的分析方法:靜態(tài)和動態(tài)。靜態(tài)是指放大電路沒有交流輸入信號()時的直流工作狀態(tài)。此時,放大電路中的電流和電壓稱為靜態(tài)值。靜態(tài)分析的目的是通過放大電路的靜態(tài)值(,,),確定三極管是否處在其伏安特性曲線的合適位置。動態(tài)是指放大電路在有輸入信號()時的工作狀態(tài)。此時,放大電路中的電流和電壓都含有直流分量和交流分量。動態(tài)分析的目的是確定放大電路對信號的電壓放大倍數(shù),并分析放大電路的輸入電阻和輸出電阻等。共發(fā)射極放大電路【教師】通過ppt講解共發(fā)射極放大電路1.共發(fā)射極放大電路的結構共發(fā)射極放大電路:當三極管應用于電子電路時,通常將一對端點作為輸入端,另一對端點作為輸出端,于是便有一個端點是輸入電路和輸出電路的公共端。如果輸入信號加到基極和發(fā)射極之間,而輸出信號從集電極和發(fā)射極間取出形成的電路。共發(fā)射極放大電路的作用:三極管VT:放大電路的核心,是能量轉換控制器件,起電流放大作用。集電極電源電壓:除為輸出信號提供能量外,還保證集電結處于反偏,以使三極管起到放大作用。一般為幾伏到幾十伏。基極偏置電阻:和電源一起給基極提供一個合適的基極電流,并保證發(fā)射結處于正偏,使三極管工作在放大區(qū)。的阻值一般為幾十千歐到幾百千歐。集電極負載電阻:一方面提供直流通路,使集電結反偏;另一方面將集電極電流的變化變換為電壓的變化,以實現(xiàn)電壓放大。的阻值一般為幾千歐到幾十千歐。耦合電容和:在電路中起“隔直流、通交流”的作用,即把信號源與放大電路之間、放大電路與負載之間的直流隔開,而保證交流信號暢通無阻。耦合電容一般采用電解電容。使用時,應注意它的極性與加在它兩端的工作電壓極性相一致。和的電容值一般為幾微法到幾十微法。負載電阻:放大電路的負載,如揚聲器、繼電器、電動機、測量儀表、下一級放大電路等。【教師】強調以下問題放大電路中電壓、電流的符號有幾項規(guī)定:(1)直流分量用,,,等表示。(2)交流分量的瞬時值用,,,等表示。(3)交流分量的有效值用,,,等表示。(4)總量(即直流分量和交流分量的疊加)用,,,等表示。【學生】聆聽、記錄、理解2.共發(fā)射極放大電路的靜態(tài)分析直流通路是指靜態(tài)電流流經的通路。畫直流通路時,電容視為開路;電感視為短路;信號源視為短路,但保留其內阻。靜態(tài)分析是以直流通路進行分析。靜態(tài)時,三極管基極電流、集電極電流和集-射極間電壓等直流成分可用,和表示,它們在三極管特性曲線上可確定為一個點,稱為靜態(tài)工作點,用Q表示。靜態(tài)工作點是由直流通路決定的。要定量或定性確定靜態(tài)工作點,常用的方法有近似估算法和圖解分析法兩種。(1)靜態(tài)工作點的近似估算法直流通路可求得靜態(tài)值為三極管工作于放大狀態(tài)時,發(fā)射結正偏,此時基本不變,硅管約為0.7V,鍺管約為0.3V,所以,一般比小得多。此時的靜態(tài)值為根據(jù)三極管的電流放大能力可得,?!窘處煛恐攸c講解【例7-1】(詳見教材)【學生】聆聽、討論、理解(2)靜態(tài)工作點的圖解分析法圖解分析法:利用三極管的輸入、輸出特性曲線,通過作圖對放大電路的性能指標進行分析的方法。在靜態(tài)分析中,圖解分析法主要用來確定靜態(tài)工作點Q。第一步:在輸入特性曲線上確定Q點。由直流通路求出靜態(tài)電流,在輸入特性曲線上找到與對應的點即為輸入回路中的Q點。第二步:在輸出特性曲線上確定Q點。在輸出特性曲線上畫出由方程所結論:的值不同,靜態(tài)工作點在直流負載線上的位置也就不同。三極管的工作狀態(tài)要求不同,需要的靜態(tài)工作點也不同,這可通過改變的大小來實現(xiàn)。偏置電流:對靜態(tài)工作點的調整很重要,通常將其稱為偏置電流,簡稱偏流。偏置電路:產生偏流的電路。(3)靜態(tài)工作點的穩(wěn)定放大電路應有合適的靜態(tài)工作點,以保證有較好的放大效果。但實際中,有很多因素,如電源電壓的波動、電路參數(shù)的變化及溫度的波動等都會影響靜態(tài)工作點的穩(wěn)定性。實踐表明,溫度的波動是其中最主要的因素。如果溫度升高后偏流能自動減小以限制的增大,則靜態(tài)工作點便能基本穩(wěn)定。固定偏置放大電路:在放大電路中,一經選定后,也就固定不變,這種電路稱為固定偏置放大電路。固定偏置放大電路不能穩(wěn)定靜態(tài)工作點。為克服此缺點,常采用分壓式偏置放大電路來穩(wěn)定靜態(tài)工作點。3.共發(fā)射極放大電路的動態(tài)分析動態(tài)分析是在靜態(tài)值確定后分析信號的傳輸情況,即動態(tài)過程。分析時只考慮電流和電壓的交流分量。動態(tài)分析的基本方法有圖解分析法和微變等效電路法兩種。(1)動態(tài)過程的圖解分析法交流放大電路有信號輸入時的圖解分析:(1)交流信號的傳輸情況為(即)→→→(即)(2)電壓和電流都含有直流分量和交流分量,即,,【教師】強調以下問題由于電容的隔直流作用,的直流分量不能到達輸出端,因此,只有交流分量能通過構成輸出電壓。【學生】聆聽、記錄、理解(3)輸入電壓和輸出電壓的相位相反,即電路具有倒相作用;同時,輸出電壓比輸入電壓大得多,表明電路具有電壓放大能力。對放大電路有一個基本要求就是輸出信號盡可能不失真。失真:輸出信號的波形不像輸入信號的波形。非線性失真:在實際電路中,由于靜態(tài)工作點設置不恰當或輸入信號幅度過大等原因,使放大電路的工作范圍超出了三極管工作特性曲線的線性范圍,會造成輸出信號的失真。非線性失真一般包括截止失真和飽和失真。截止失真:若靜態(tài)工作點Q設置過低,則集電極電流太小,接近截止區(qū)。此時,在輸入電壓的負半周,三極管進入截止區(qū)工作,不能正常放大,表現(xiàn)為的負半周和輸出電壓的正半周頂部被削平,產生失真。這種由于三極管進入截止區(qū)工作而引起的失真稱為截止失真。通過減小基極偏置電阻,增大,可將靜態(tài)工作點適當上移,以消除截止失真。飽和失真:若靜態(tài)工作點Q設置過高,則集電極電流太大,接近飽和區(qū)。此時,在輸入電壓的正半周,三極管進入飽和區(qū)工作,不能正常放大,表現(xiàn)為的正半周和輸出電壓的負半周頂部被削平,產生失真。這種由于三極管進入飽和區(qū)工作而引起的失真稱為飽和失真。通過增大基極偏置電阻,減小,可將靜態(tài)工作點適當下移,以消除飽和失真。(2)微變等效電路分析法放大電路的微變等效電路是把非線性元件三極管線性化,等效為一個線性元件,從而把以三極管為核心組成的放大電路等效為線性電路。然后,可用求解線性電路的方法來分析計算三極管放大電路。線性化的條件是三極管必須工作在小信號微變量情況下,即三極管必須工作在特性曲線上一個較小的范圍內,才能把靜態(tài)工作點附近小范圍內的曲線看成直線。因此,微變等效電路法僅適用于輸入信號是低頻小信號的情況。三極管的微變等效電路左圖為三極管的輸入特性曲線,它是非線性的。當輸入信號很小時,在靜態(tài)工作點Q附近的曲線可視為直線。當為常數(shù)時,和的比值用表示,即。稱為三極管的輸入電阻,它表明了三極管的交流輸入特性。在小信號情況下,它是常數(shù),一般為幾百歐到幾千歐,是對交流而言的一個動態(tài)等效電阻。因此,三極管的基極和發(fā)射極之間可用等效代替。低頻小功率三極管的輸入電阻常用下式估算,即右圖為三極管的輸出特性曲線。在放大區(qū),其特性曲線為一組近似與橫軸平行的直線。當為常數(shù)時,和的比值為電流放大系數(shù),即在小信號下,為一常數(shù)。因此,三極管的輸出端可用一等效電流源代替,因其電流受電流控制,故此電流源為受控源,用菱形符號表示。三極管的微變等效電路放大電路的微變等效電路在分析電路時,一般用交流通路來研究放大電路的動態(tài)性能。交流通路是指交流電流流經的通路。畫交流通路時,耦合電容視為短路,直流電源若忽略其內阻也可視為短路。放大電路的電壓放大倍數(shù)放大電路的電壓放大倍數(shù)是輸出電壓與輸入電壓的比值,即為交流等效負載電阻,負號表示輸入電壓與輸出電壓的相位相反。當放大電路開路(未接)時,有可見,放大電路開路時的電壓放大倍數(shù)比接負載時大。負載電阻越小,電壓放大倍數(shù)越小?!窘處煛恐攸c講解【例7-2】(詳見教材)【學生】聆聽、討論、理解放大電路的輸入、輸出電阻①放大電路的輸入電阻。放大電路的輸入電阻是放大電路兩輸入端之間的等效電阻,為輸入電壓與輸入電流的比值,即在實際中,的阻值比大得多。因此,共發(fā)射極放大電路的輸入電阻基本等于三極管的輸入電阻,數(shù)值很小。②放大電路的輸出電阻。放大電路的輸出電阻是放大電路兩輸出端之間的等效電阻。實際求取時,將微變等效電路中的輸入信號源短路(),輸出端負載開路,此時,,電流源相當于開路,故一般為幾千歐,因此,共發(fā)射極放大電路的輸出電阻較高。分壓偏置放大電路【教師】通過PPT講解分壓偏置放大電路1.分壓偏置放大電路的靜態(tài)分析分壓偏置放大電路與前面介紹的共發(fā)射極放大電路的區(qū)別在于:三極管的基極連接有兩個偏置電阻和,和對電源電壓分壓,使基極有一定的電位;發(fā)射極串聯(lián)了電阻和電容。(a)放大電路(b)直流通路直流通路可知。一般很小,若使,則基極的電壓為與三極管的參數(shù)無關,不受溫度影響。直流通路可知,若使,則也與三極管的參數(shù)無關,不受溫度影響。綜上所述,只要電路滿足和兩個條件,則靜態(tài)動作電壓和靜態(tài)工作電流將主要由外電路參數(shù)、、和決定,與三極管的參數(shù)幾乎無關,不受溫度變化的影響。對硅管而言,估算時的,。2.分壓偏置放大電路的動態(tài)分析分壓偏置放大電路的交流通路如圖所示,它與共發(fā)射極放大電路的交流通路相似,等效電路也相似,其中。因此,輸入電阻、輸出電阻和電壓放大倍數(shù)的估算公式完全相同。共集電極放大電路【教師】通過PPT講解共集電極放大電路共集電極放大電路中,交流信號從基極輸入,從發(fā)射極輸出,因此該電路又稱為射極輸出器。1.共集電極放大電路的靜態(tài)分析共集電極放大電路的直流通路,根據(jù)圖中輸入回路可得由此可求得共集電極放大電路靜態(tài)工作點的電流為,靜態(tài)工作點的電壓為2.共集電極放大電路的動態(tài)分析共集電極放大電路的交流微變等效電路如圖所示,據(jù)此可分析其動態(tài)性能指標。(1)電壓放大倍數(shù)因,故,兩者幅度相近,相位相同,|Au|小于1且接近于1。(2)輸入電阻共集電極放大電路的輸入電阻比較大,可達幾十千歐到幾百千歐。(3)輸出電阻。共集電極放大電路的輸出電阻很小,一般只有幾歐到幾十歐。共集電極放大電路具有特點:(1)電壓放大倍數(shù)小于1且接近于1,且輸出與輸入同相,因此具有電壓跟隨作用。(2)輸入電阻大,對信號的傳遞效率高。(3)輸出電阻小,具有較強的帶負載能力。(4)具有電流放大和功率放大作用?!窘處煛恐攸c講解【例7-3】(詳見教材)【學生】聆聽、討論、理解多級放大電路【教師提問】單級放大電路與多級放大電路的區(qū)別?【學生】討論、總結、理解單級放大電路:放大倍數(shù)有限。多級放大電路:將多個單級放大電路連接起來,組成多級放大電路,對輸入信號進行連續(xù)放大,滿足不同需要?!窘處煛客ㄟ^PPT講解多級放大電路1.多級放大電路的組成在多級放大電路中,與信號源相連接的第一級放大電路稱為輸入級,與負載相連接的末級放大電路稱為輸出級,輸出級與輸入級之間的放大電路稱為中間級。輸入級:主要完成與信號源的銜接并對信號進行放大。為使輸入信號盡量不受信號源內阻的影響,輸入級應具有較高的輸入電阻,通常采用高輸入電阻的放大電路,如共集電極放大電路等。中間級:用于將微弱的輸入電壓信號放大到足夠的幅度,即進行電壓放大。輸出級:用于對信號進行功率放大,以滿足輸出負載所需要的功率,并實現(xiàn)和負載的匹配。2.多級放大電路的耦合方式耦合:多級放大電路前后兩級之間的連接方式。常用的耦合方式有直接耦合、阻容耦合和變壓器耦合等。(1)直接耦合直接耦合:各級放大電路之間通過導線直接相連的連接方式。直接耦合兩級放大電路,前級的輸出端直接與后級的輸入端相連。直接耦合的多級放大電路具有良好的頻率特性,既能放大交流信號,也能放大直流信號及緩慢變化的信號。同時,電路中沒有大容量的電容,易于實現(xiàn)集成,因此,實際使用的集成放大電路一般都采用直接耦合方式。但直接耦合電路中存在以下兩個問題。(1)級與級之間的直接相連導致靜態(tài)工作點之間相互影響,不利于電路的設計、調試和維修。對此,可抬高后級發(fā)射極電位,或用PNP和NPN管配合實現(xiàn)電平移動。(2)直接耦合電路中存在零點漂移現(xiàn)象。零點漂移現(xiàn)象是指輸入電壓為零時,輸出電壓偏離零值變化的現(xiàn)象。產生零點漂移現(xiàn)象的主要原因是三極管的參數(shù)隨溫度的變化而變化,從而引起各級靜態(tài)工作點發(fā)生變動,因此,零點漂移又稱為溫度漂移。直接耦合電路中,第一級的漂移對輸出的影響最大,所以,零點漂移的抑制著重在第一級。(2)阻容耦合阻容耦合:各級放大電路之間通過電容和電阻相連的連接方式。由于阻容耦合方式每級之間有電容將直流隔開,因此,每級的直流通道是獨立的,即每級的靜態(tài)工作點不會相互影響,計算靜態(tài)工作點時可每級分別計算,有利于放大電路的設計、調試和維修。阻容耦合的輸出溫度漂移較小,具有體積小、質量輕等優(yōu)點,在分立元件電路中應用較多。但阻容耦合的低頻特性較差,不適合放大直流及緩慢變化的信號,只能傳遞具有一定頻率的交流信號,且它包含有電容元件,不便于做成集成電路。(3)變壓器耦合變壓器耦合:各級放大電路之間通過耦合變壓器相連的連接方式。:放大電路通過耦合變壓器的連接,將前級輸出的交流信號經由耦合變壓器耦合到后級。耦合變壓器能夠隔離前、后級的直流聯(lián)系,使各級電路的靜態(tài)工作點彼此獨立,互不影響。同時,耦合變壓器還有阻抗變換作用,有利于提高放大電路的輸出功率。由于變壓器體積大、低頻特性差,又無法集成,因此變壓器耦合一般應用于高頻調諧放大電路或功率放大電路中。3.多級放大電路的分析多級放大電路中,各級之間是相互串行連接的,前一級的輸出信號就是后一級的輸入信號,后一級的輸入電阻就是前一級的負載,因此,多級放大電路的電壓放大倍數(shù)等于各級電壓放大倍數(shù)的乘積,即。多級放大電路的輸入電阻等于第一級放大電路兩輸入端之間的等效電阻,也就是第一級的輸入電阻,即。多級放大電路的輸出電阻等于最后一級放大電路兩輸出端之間(不含負載)的等效電阻,也就是最后一級的輸出電阻,即。【教師】拓展放大倍數(shù)的分貝表示方法當多級放大電路級數(shù)較多時,電壓放大倍數(shù)的計算和表示都很不方便。在實際工程中,電壓放大倍數(shù)常用分貝(dB)表示,稱為增益,即在用增益表示多級放大電路的總電壓放大倍數(shù)時,總增益應為各級增益之和,即采用分貝表示法的好處是人們能從分貝的數(shù)值上直觀地表示出放大電路對信號增益的增加或衰減,給計算和使用帶來很多方便?!窘處煛恐攸c講解【例7-4】(詳見教材)【學生】聆聽、討論、理解【教師】拓展差分放大電路相關知識多級放大電路在直接耦合時,電路中會有零點漂移現(xiàn)象。抑制零點漂移最有效的方法,便是在直接耦合放大電路的前置級采用差分放大電路。差分放大電路的電路圖和分析結果詳見教材。【學生】聆聽、記錄、理解結合PPT,講解放大電路的組成、分類和分析方法強調放大電路的作用結合PPT,介紹放大電路的分類分析兩種分析放大電路的方法結合電路圖,分析共發(fā)射極放大電路的結構和兩種分析方法分析共發(fā)射極放大電路的作用和各電路器件的定義和大小強調放大電路中電壓和電流符號的表示方法結合電路圖,具體講解共發(fā)射極放大電路的靜態(tài)分析方法結合例題,具體分析共發(fā)射極放大電路結合電路圖,具體講解共發(fā)射極放大電路的動態(tài)分析法講解動態(tài)過程的圖解分析法結合電路,重點分析放大電路的兩種失真現(xiàn)象講解動態(tài)過程的微變等效電路分析法結合等效電路圖分析放大倍數(shù)及各性能參數(shù)結合例題,具體講解放大電路的放大倍數(shù)結合電路圖,講解分壓偏置放大電路的各性能參數(shù)的計算和靜態(tài)分析、動態(tài)分析講解共集電極放大電路,重點講解其靜態(tài)分析和動態(tài)分析學生以小組討論共集電極放大電路的特點,教師最后匯總得出結論結合所學,學生討論單級和多級放大電路的區(qū)別講解多級放大電路的組成,各部分的作用結合電路圖分析多級放大電路的耦合方式分析直接耦合電路的特點分析阻容耦合的特點結合電路圖,分析變壓器耦合的特點分析多級放大電路的各性能參數(shù)大小拓展講解放大倍數(shù)的分貝表示方法結合例題,幫助學生分析放大電路的多級放大性能參數(shù)拓展講解差分放大電路的相關知識實操練習(30min)【教師】講解和演示基本操作步驟MF-47型萬用表為例,說明其主要性能指標、面板及使用方法,和測量電壓或電流的基本步驟。說明信號發(fā)生器和示波器的主要性能指標、面板及使用方法。說明電阻和電容大小判斷的方法?!窘處煛恐攸c強調以下問題(1)電路接線完畢后,應認真檢查接線是否正確、牢固。(2)在測量靜態(tài)工作點時,應采用高內阻的電壓表,且應盡可能用同一量程測量同一工作狀態(tài)下各點的電壓值。測量時,各信號源與測量儀器、儀表應共地。【學生】聆聽、理解、模仿操作操作步驟第一步:連接電路。根據(jù)圖7-32所示正確連接電路,檢查無誤后,接通電源,為12V。接信號發(fā)生器的正弦波輸出端。接示波器,用于監(jiān)測輸出電壓波形。(詳見教材)第二步:調試最佳靜態(tài)工作點(1)接入頻率為1kHz的正弦波信號,信號發(fā)生器的正弦波衰減調至40dB位置,正弦波幅度旋鈕從最小開始慢慢加大,即使從零開始慢慢增大,用示波器觀察輸出波形的變化情況(開關S先斷開,即先不加負載),直至放大器出現(xiàn)失真。此時,可以調節(jié)電位器使失真消失或改善。然后逐漸加大信號,反復調整,直至輸出波形最大而不失真為止。此時的工作點便是最佳靜態(tài)工作點。(2)用萬用表直流電壓擋測出三極管的,,。然后將測量的結果填入表7-5中。(詳見教材)第三步:放大倍數(shù)的測量。在輸出為最大不失真的基礎上,用毫伏表分別測出,。閉合開關S測出。根據(jù)放大倍數(shù)的計算公式(,)計算出和。將測量和計算結果填入表7-5中。(詳見教材)【教師】巡堂輔導,及時解決學生遇到的問題演示實驗器材的使用步驟和方法重點強調實操練習過程中存在的問題,學生認真聆聽學生嚴格按照操作步驟完成電路的測試教師隨堂指導,學生以小組形式操作,對存在的問題及時咨詢教師課堂小結
(3min)【教師】簡要總結本節(jié)課的要點本節(jié)課主要講解基本放大電路的組成、分類和兩種分析方法,重點對共發(fā)射極放大電路進行了詳細的分析,對于放大電路的各性能指標參數(shù),同學們要能自行分析和理解,大家課下集合習題認真復習,鞏固所學?!緦W生】總結回顧知識點總結知識點,鞏固學生對基本放大電路相關知識的掌握作業(yè)布置
(2min)【教師】布置課后作業(yè)請根據(jù)課堂知識,完成項目測評中的填空題1-5和解答題1-5,并撰寫實驗報告。預習任務三,觀看任務三的微課并記錄問題。【學生】完成課后任務通過課后作業(yè)復習鞏固學到的知識教學反思本次課以一種放大電路為例進行細致分析,同學們采用類比方式,能夠自行分析和理解所學知識,充分調動了學生的積極性,能夠在邊探討、邊練習中掌握知識。但電路的分析方法較難理解,需要重復分析,同學們課下也要重點理解。
課題認識功率放大電路課時2課時(90min)教學目標知識技能目標:(1)了解OCL,OTL電路的工作原理(2)熟悉功率放大器的分類(3)能夠安裝與調試集成功率放大器思政育人目標:(1)培養(yǎng)熱愛祖國的家國情懷(2)通過安裝調試,促進學生的主觀能動性,鍛煉學生勇于探索的意識(3)培養(yǎng)主動思考、細致嚴謹?shù)膶W習態(tài)度教學重難點教學重點:功率放大電路的概述;OCL和OTL電路的工作原理及性能參數(shù);集成功率放大電路的應用教學難點:OCL和OTL電路的工作原理及性能參數(shù)教學方法案例分析法、問答法、討論法、講授法教學用具電腦、投影儀、多媒體課件、教材、萬用表教學設計→→→→傳授新知(30min)實操練習(40min)→→疑難解答(5min)課堂小結(3min)→作業(yè)布置(2min)教學過程主要教學內容及步驟設計意圖第一節(jié)課課前任務【教師】布置課前任務,和學生負責人取得聯(lián)系,讓其提醒同學通過文旌課堂APP或其他學習軟件,完成課前任務請大家查找資料,預習功率放大電路的相關知識?!緦W生】完成課前任務通過課前任務,使學生區(qū)了解功率放大電路的相關知識,通過自學加深學生對穩(wěn)壓電路的理解考勤
(2min)【教師】通過文旌課堂APP讓學生簽到【學生】簽到,班干部交假條培養(yǎng)學生的組織紀律性,掌握學生的出勤情況課前復習
(5min)【教師】引領學生回憶前兩次課教學內容,根據(jù)學生反映,檢驗學生掌握情況。提問學生幾種基本放大電路有哪些?帶領學生回顧基本放大電路的的結構、工作原理和適用場景,檢驗學生的掌握情況。【學生】聆聽、互動、積極回答通過課前復習,檢查學生對所學知識的掌握程度,調整課程進度,讓學生自行查漏補缺問題導入(3min)【教師】通過實物或PPT圖片講解隨著人民生活水平的提高,很多家庭里面安裝了音響設備。而在音響設備中常配有一個或幾個名為“功放”的電器。這個功放便是功率放大電路應用實例。功放的好壞直接決定了音響設備最終帶給人的聽覺體驗?!窘處煛刻岢鲆韵聠栴}:你知道功放的工作原理嗎?常用的功率放大電路有哪些呢?【學生】討論、舉手回答【教師】通過學生的回答引入要講的知識通過生活中常用的音響設備引入,激發(fā)學生的好奇心,提升學生用理論分析生活現(xiàn)象的能力傳授新知
(30min)【教師提問】功率放大電路和基本放大電路有什么區(qū)別呢?【學生】討論、舉手回答從能量控制和轉換的角度來看,功率放大電路和前面所述的電壓放大電路沒有本質區(qū)別,都是能量轉換電路,只是不同的放大電路所考慮的輸出性能不同。電壓放大電路輸入的是小電壓信號,為了得到幅值盡量大且不失真的輸出電壓信號,主要考慮的是放大電路的放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻;而功率放大電路輸入的是大電壓信號,輸出的主要任務是讓負載具有不失真(或失真較?。┣易銐虼蟮墓β?。已知功率是電壓與電流的乘積,因此功率放大電路不但要有足夠大的輸出電壓,還要有足夠大的輸出電流。功率放大器的概述【教師】通過ppt講解功率放大器的概述功率放大電路(功放):在多級放大電路的末級能夠向負載提供足夠大的功率以驅動負載工作的電路。1.功率放大電路應滿足的要求(1)應有足夠大的輸出功率。為了獲得較大的輸出功率,往往要求三極管工作在極限狀態(tài),但使用時,要考慮到三極管的極限參數(shù),和U(BR)CEO。(2)效率要盡可能地高。由于輸出功率大,造成直流電源消耗的功率也大,這中間便存在一個效率問題。效率就是負載所得到的有用功率和電源供給的直流功率的比值。(3)非線性失真要小。功率放大電路工作在大電壓信號下,三極管的工作范圍變大,不可避免地產生非線性失真。并且三極管的失真程度與功率有關,功率越大,失真越嚴重。在測量系統(tǒng)和電聲設備上要求非線性失真盡量小,最好不發(fā)生失真。而對于工業(yè)控制系統(tǒng)等方面,則以輸出大功率為目的,對非線性失真要求不高。(4)三極管要采取散熱等保護措施。為了獲得大功率,三極管承受的電壓較高、電流較大,導致其溫度較高,損壞的可能性比較大,因此需要采取相應的保護措施。2.功率放大電路的分類功率放大電路的分類:按三極管導通狀態(tài)的不同,功率放大電路的工作狀態(tài)可分為甲類、乙類和甲乙類三種。甲類:工作狀態(tài)的靜態(tài)工作點位于放大區(qū),其靜態(tài)功耗大,效率低,但失真較?。灰翌悾汗ぷ鳡顟B(tài)的靜態(tài)工作點位于截止區(qū),其靜態(tài)功耗接近于零,效率高,但存在嚴重的失真;甲乙類:工作狀態(tài)的靜態(tài)工作點接近截止區(qū),它的失真現(xiàn)象較乙類輕,并且靜態(tài)功耗小,效率高。總結:甲類工作狀態(tài)下效率較低,而乙類和甲乙類工作狀態(tài)下,雖然提高了效率,但會產生較嚴重的失真?!緦W生】聆聽、理解、記錄無輸出電容(OCL)的互補對稱功率放大電路【教師】通過PPT講解無輸出電容(OCL)的互補對稱功率放大電路無輸出電容(OCL)的互補對稱功率放大電路:屬于乙類放大電路,OCL電路中,正負電源的絕對值相同,三極管和是參數(shù)特性對稱一致的NPN管和PNP管,它們的基極連在一起作為輸入端,發(fā)射極連在一起直接接負載。1.工作原理(1)靜態(tài)分析靜態(tài)時,由于兩三極管的基極都未加偏置電壓,因此,它們都不導通,電流為零,工作于截止區(qū),屬于乙類工作狀態(tài)。此時,發(fā)射極的電位為零,負載上無電流。(2)動態(tài)分析設輸入信號為正弦電壓,當輸入信號位于正半周時,的發(fā)射結正偏導通,的發(fā)射結反偏截止,有電流經流向負載,在負載RL上獲得正半周輸出電壓。當輸入信號位于負半周時,發(fā)射結反偏截止,發(fā)射結正偏導通,有電流經負載流向,在負載上獲得負半周輸出電壓??梢?,在的整個周期內,和輪流導通,從而在上得到完整的輸出電壓,因此,此電路稱為互補對稱功率放大電路?!窘處煛客卣菇辉绞д嫦嚓P知識交越失真:當輸入信號小于三極管的開啟電壓時,三極管不導通,因此,在正、負半周交替過零處會出現(xiàn)一些非線性失真。為消除交越失真,可利用兩個二極管和的直流電壓降,作為和VT2的基極偏置電壓,使和工作在微導通的甲乙類工作狀態(tài),既可消除交越失真,同時又不會產生過多的管耗?!緦W生】聆聽、理解、記錄2.性能參數(shù)計算(1)最大輸出功率OCL電路的輸出功率為為輸出電壓的峰值。理想條件下,負載獲得最大輸出電壓時,其峰值接近電源電壓,所以,負載獲得的最大輸出功率為。(2)電源功率直流電源提供的功率為半個正弦波的平均功率,信號越大,電流越大,電源功率也越大。電源功率為(3)效率OCL電路的效率η為當電路輸出最大功率時,功率放大電路的效率達到最大,即(4)管耗電源輸入的直流功率有一部分通過三極管轉換為輸出功率,剩余部分則消耗在三極管上,形成三極管的管耗。有一最大值,即當時,對一只三極管,有。【學生】聆聽、理解、自行推導無輸出變壓器(OTL)的互補對稱功率放大電路【教師】通過PP
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