第五章技校汽修班電工電子教案

教學設(shè)計首頁教案序號：NO.1系部電氣工程系授課教師付勝利教研室教研一室授課學時2審批人及時間授課班級02-3汽修班1班時間課題名稱5-1晶體三極管（1）教學目的與要求知識目標：①、了解三極管的概念、分類、符號。②、掌握晶體三極管的結(jié)構(gòu)及類型的判斷。③、三極管的主要參數(shù)。④、掌握晶體三極管的電流放大作用。能力目標：①培養(yǎng)學生分析問題及解決問題的能力。②培養(yǎng)學生的實際動手操作能力。③激發(fā)學生創(chuàng)新精神和創(chuàng)造思維，以達到知識探索、能力培養(yǎng)、素質(zhì)提高的目的德育目標：①激發(fā)學生學習這門課程的興趣及熱情,學以致用。②培養(yǎng)學生事實求是的科學態(tài)度和一絲不茍的嚴謹作為和主動探索的精神教學重點三極管的結(jié)構(gòu)及類型判斷三極管電流的放大條件。教學難點晶體三極管的電流放大作用及內(nèi)部載流子的運動。教學準備掛圖視頻教學方法講授法組織教學：查出勤，強調(diào)課堂紀律。準備多媒體教學設(shè)備和資料。知識回顧1、PN結(jié)①提問：什么是PN結(jié)？答：把P型半導體和N型半導體制作在同一硅片或鍺片上，所形成的交接面。②提問：PN結(jié)具有什么特性？答：單向?qū)щ娦?、二極管③提問：二極管與PN結(jié)有什么聯(lián)系？答：PN結(jié)用外殼材料封裝起來，并加上電極引線就形成了二極管。P區(qū)接陽極，N區(qū)接陰極。④提問：二極管的導電性是否與PN結(jié)一樣了？答：是新課導入如圖所示是一個擴音器的示意圖：其中如圖所示：話筒是將聲音信號轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)放大電路放大后，變成大功率的電信號，推動揚聲器，再將其還原為聲音信號。放大電路又稱放大器，是指能把微弱的電信號轉(zhuǎn)換為較強的電信號的電子線路。放大器的核心元件（即放大元件）是半導體三極管。這節(jié)課我們就來學習三極管的基礎(chǔ)知識。講授新課一、晶體三極管的概念、分類、結(jié)構(gòu)、符號及類型判斷晶體管的概念在一塊硅片或者鍺片上根據(jù)不同的摻雜方式制造出三個摻雜區(qū)域，并形成兩個PN結(jié)，就構(gòu)成了晶體三極管。晶體三極管中有兩種帶有不同極性電荷的載流子參與導電，故也稱之為雙極性晶體管（BJT）。它主要的功能是電流放大和開關(guān)作用，配合其他元器件還可以構(gòu)成振蕩器晶體管分類三極管的種類很多。按功率分有：按半導體所用材料分有：硅管和鍺管按三極管的導電極性分有：NPN型管和PNP型管按功率分有：小功率管，中功率管和大功率管；按頻率分有：低頻管和高頻管；按用途分有：放大管和開關(guān)管；按三極管的封裝材料分有:金屬封裝和玻璃封裝等晶體管結(jié)構(gòu)在一塊極薄的硅或鍺材料的半導體基片上，經(jīng)過特殊的工藝加工，制造出兩個PN結(jié)，這兩塊PN結(jié)將整個半導體基片分為3個區(qū)域：集電區(qū)，基區(qū)和發(fā)射區(qū)。其中：基區(qū)相對很薄，集電區(qū)面積很大，發(fā)射區(qū)載流子的摻雜濃度很高。對應(yīng)著三個區(qū)分別引出三個電極；即：基極，集電極和發(fā)射極。分別用英文字母B,C和E來表示。三極管是由兩個PN結(jié)組成的。我們把基極和發(fā)射極之間的PN結(jié)稱作發(fā)射結(jié)，基極和集電極之間的PN結(jié)稱作集電結(jié)。3、三極管的類型符號由于半導體材料的不同，按照兩個PN結(jié)的組合方式的不同，可以將三極管分為PNP和NPN兩大類。其符號如圖所示：4、三極管的分類三極管的種類很多。按功率分有：按半導體所用材料分有：硅管和鍺管按三極管的導電極性分有：NPN型管和PNP型管按功率分有：小功率管，中功率管和大功率管；按頻率分有：低頻管和高頻管；按用途分有：放大管和開關(guān)管；按三極管的封裝材料分有:金屬封裝和玻璃封裝等二、晶體三極管的主要參數(shù)1.電流放大系數(shù)β電流放大系數(shù)的大小反映了三極管放大能力的能力。β為集電極電流變化量與基極電流變化量之比。集電極電流變化量ΔIC和基極電流變化量ΔIB的比值，叫做三極管交流放大系數(shù),用β表示,即β=ΔIC/ΔIB2.極間反向電流(1)ICBO為發(fā)射極開路時，集電極—基極間的反向電流，稱為集電極反向飽和電流。(2)ICEO為基極開路時，集電極—發(fā)射極間的反向電流，稱為集電極穿透電流。穿透電流是指晶體管基極開路時，集電極到發(fā)射極間的反向截止電流。符號為Iceo，稱作三極管的穿透電流.晶體三極管的穿透電流的大小隨溫度的升高而升高.通過測試Iceo的大小，就可以判斷出三極管質(zhì)量好壞。Iceo大的管子電流損耗大，溫度易升高，工作不穩(wěn)定。Iceo越小越好。在常溫下，小功率硅管在幾微安以下。由于少數(shù)載流子受外界溫度影響，溫度升高穿透電流迅速增大，晶體管的穩(wěn)定性越差，噪聲系數(shù)及功耗也越大。當制作高穩(wěn)定電路時，必須選用穿透電流小的晶體管。穿透電流是不可控制的電流，它增加了功率損耗，在溫度變化時它也變化，這個變化的電流送到負載就產(chǎn)生了隨溫度變化的噪聲。穿透電流也叫集電極-發(fā)射極間反向飽和電流Iceo,表示基極開路，集電極-發(fā)射極間加上一定反向電壓時的集電極電流。由于這個電流穿過基區(qū)流至發(fā)射區(qū)，所以又叫穿透電流。3、集電極最大允許電流4、擊穿電壓反向擊穿電壓。U(BR)CEO指基極開路時，集電極—發(fā)射極間的反向擊穿電壓。U(BR)CEO<U(BR)CBO。U(BR)EBO指集電極開路時，發(fā)射極—基極間的反向擊穿電壓。普通晶體管該電壓值比較小，只有幾伏。5集電極最大允許耗散功率請同學在視頻中找到最大集電極功耗線。說明其意義。課堂小結(jié)本節(jié)課作為電子元器件晶體三極管理論基礎(chǔ)課。分別從晶體三極管的結(jié)構(gòu)，符號和分類等三個方面進行了學習。通過動畫演示讓學生們更直觀的了解了三極管的組成結(jié)構(gòu)特點；然后通過讓學生們傳著看電子元器件三極管的實物，使學生們對本課的學習更有收獲。知識拓展三極管的命名方法：我國生產(chǎn)的晶體管有一套命名規(guī)則，其型號命名由五部分組成。其中：第一部分用數(shù)字來表示半導體器件的電極的數(shù)目；第二部分用字母來表示器件的材料和結(jié)構(gòu)及極性；A：PNP型鍺材料B：NPN型鍺材料C：PNP型硅材料D：NPN型硅材料第三部分用字母來表示功能或類別：U：光電管K：開關(guān)管X：低頻小功率管G：高頻小功率管D：低頻大功率管A：高頻大功率管。另外，3DJ型為場效應(yīng)管，BT打頭的表示半導體特殊元件。第四部分用數(shù)字來表示器件的序號；第五部分用字母來表示代號。5.作業(yè)布置1.畫出三極管的符號2.說出三極管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點習題冊5.16.課后反思各區(qū)參雜濃度、多數(shù)載流子的不同要講清。發(fā)射區(qū)是發(fā)射電子的，集電極要收集電子，指NPN管子。那幾個參數(shù)要講清。教學設(shè)計首頁系部電氣工程系授課教師付勝利教研室教研一室授課學時2審批人及時間授課班級12-3汽修1班授課時間課題名稱5-1晶體三極管（2）教學目的與要求知識目標：1、掌握三極管的電流放大作用；2、掌握三極管的特性曲線，并能判斷三極管的工作狀態(tài)。能力目標：培養(yǎng)學生實踐操作能力和邏輯分析能力；德育目標：培養(yǎng)學生參與、合作意識，激發(fā)學生興趣。教學重點三極管的特性分析教學難點三極管的特性分析教學準備掛圖視頻教學方法啟發(fā)式講解提問、分組討論學生總結(jié)課堂訓練教案序號：NO.2組織教學：查出勤，強調(diào)課堂紀律。準備多媒體教學設(shè)備和資料。知識回顧：三極管的結(jié)構(gòu)、符號和分類三級管主要參數(shù)導入新課：如何使三極管處于放大狀態(tài)呢？三極管放大的條件三極管實現(xiàn)放大作用的外部條件是發(fā)射結(jié)正向偏置,集電結(jié)反向偏置。:2.電流分配與放大(1)三極管各極之間的電流分配關(guān)系IE=IC+IB且IE≈IC(2)三極管直流電流放大系數(shù)基極電流IB增大時,集電極電流IC也隨之增大。將IC與IB的比值叫做三極管的直流電流放大系數(shù)，用β示，IC=βIB它體現(xiàn)了三極管的電流放大能力。(3)三極管交流放大系數(shù)當IB有微小變化時，IC即有較大的變化。例如，當IB由10μA變到20μA時，集電極電流IC則由1.04m變?yōu)?.03mA。這時基極電流IB的變化量為ΔIB=0.02-0.01=0.01mA而集電極電流的變化量為:ΔIC=2.03-1.04=0.99mA這種用基極電流的微小變化來使集電極電流作較大變化的控制作用，就叫做三極管的電流放大作用。我們把集電極電流變化量ΔIC和基極電流變化量ΔIB的比值，叫做三極管交流放大系數(shù),用β表示,即β=ΔIC/ΔIB三極管的輸入特性與輸出特性1.輸入特性曲線三極管的輸入特性曲線表示iB與uBE的關(guān)系,如圖當uCE＝０時從輸入端看進去,相當于兩個ＰＮ結(jié)并聯(lián)且正向偏置,此時的特性曲線類似于二極管的正向伏安特性曲線。2)當uCE≥1Ｖ時從圖中可見,uCE≥１Ｖ的曲線比uCE＝０V時的曲線稍向右移。2.輸出特性曲線輸出特性曲線如圖示,該曲線是指當iB一定時,輸出回路中的iC與uCE之間的關(guān)系曲線。固定一個iB值，可得到一條輸出特性曲線，改變iB值，可得到一族輸出特性曲線。在輸出特性曲線上可劃分三個區(qū)：放大區(qū)、截止區(qū)、飽和區(qū)。(1)、截止區(qū)：三極管工作在截止狀態(tài)，當發(fā)射結(jié)電壓Ube小于0.6—0.7V的導通電壓，發(fā)射結(jié)沒有導通集電結(jié)處于反向偏置，沒有放大作用。(2)、放大區(qū)：三極管的發(fā)射極加正向電壓，集電極加反向電壓導通后，Ib控制Ic，Ic與Ib近似于線性關(guān)系，在基極加上一個小信號電流，引起集電極大的信號電流輸出。(3)、飽和區(qū)：當三極管的集電結(jié)電流IC增大到一定程度時，再增大Ib，Ic也不會增大，超出了放大區(qū)，進入了飽和區(qū)。飽和時，Ic最大，集電極和發(fā)射之間的內(nèi)阻最小，電壓Uce只有0.1V~0.3V，Uce<Ube，發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均處于正向電壓。三極管沒有放大作用，集電極和發(fā)射極相當于短路，常

與截止配合于開關(guān)電路。（1）放大區(qū)：當uCE>1V以后，三極管的iC與iB成正比而與uCE關(guān)系不大。所以輸出特性曲線幾乎與橫軸平行，當iB一定時，iC的值基本不隨uCE變化，具有恒流特性。這個區(qū)域的工作特點是發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反向偏置，iC≈βiB。在這一區(qū)域的三極管具有放大作用，故稱為放大區(qū)。2）截止區(qū)：當iB=0時，iC=ICEO，穿透電流ＩCEO很小，輸出特性曲線是一條幾乎與橫軸重合的直線。3）飽和區(qū)：當uCE<uBE時，iC與iB不成比例，iC隨uCE的增大而迅速上升，這一區(qū)域稱為飽和區(qū)，uCE=uBE稱為臨界飽和。放大電路中三極管的三種連接方法(a)共發(fā)射極電路;(b)共集電極電路;(c)共基極電路五、用數(shù)字萬用表測量三極管（1）用數(shù)字萬用表的二極管檔位測量三極管的類型和基極b判斷時可將三極管看成是一個背靠背的PN結(jié)。按照判斷二極管的方法，可以判斷出其中一極為公共正極或公共負極，此極即為基極b。對NPN型管，基極是公共正極；對PNP型管則是公共負極。因此，判斷出基極是公共正極還是公共負極，即可知道被測三極管是NPN或PNP型三極管。（2）發(fā)射極e和集電極c的判斷利用萬用表測量β（HFE）值的檔位，判斷發(fā)射極e和集電極c。將檔位旋至MFE基極插入所對應(yīng)類型的孔中，把其于管腳分別插入c、e孔觀察數(shù)據(jù)，再將c、e孔中的管腳對調(diào)再看數(shù)據(jù)，數(shù)值大的說明管腳插對了。（3）判別三極管的好壞測試時用萬用表測二極管的檔位分別測試三極管發(fā)射結(jié)、集電結(jié)的正、反偏是否正常，正常的三極管是好的，否則三極管已損壞。如果在測量中找不到公共b極、該三極管也為壞管子。------檢查三極管的兩個PN結(jié)。我們以PNP管為例來說明，一只PNP型的三極管的結(jié)構(gòu)相當于兩只二極管，負極靠負極接在一起。我們首先用萬用表R×100或R×1K擋測一下e與b之間和e與c之間的正反向電阻。當紅表筆接b時，用黑表筆分別接e和c應(yīng)出現(xiàn)兩次阻值小的情況。然后把接b的紅表筆換成黑表筆，再用紅表筆分別接e和c，將出現(xiàn)兩次阻值大的情況。被測三極管符合上述情況，說明這只三極管是好的。------檢查三極管的穿透電流：我們把三極管c、e之間的反向電阻叫測穿透電流。用萬用表紅表筆接PNP三極管的集電極c,黑表筆接發(fā)射極e，看表的指示數(shù)值，這個阻值一般應(yīng)大于幾千歐，越大越好越小說明這只三極管穩(wěn)定性越差。------測量三極管的放大性能：分別用表筆接三極管的c和e看一下萬用表的指示數(shù)值，然后再c與b間連接一只50--100K的電阻看指針向右擺動的多少，擺動越大說明這只管子的放大倍數(shù)越高。外接電阻也可以用人體電阻代替，即用手捏住b和c.課堂小結(jié)：從三極管特性曲線同學們可以看出些什么？作業(yè)布置：習題冊5-1課后反思：三個區(qū)的外部條件要講清。教學設(shè)計首頁教案序號：NO。3系部電氣工程系授課教師付勝利教研室教研一室授課學時2審批人及時間授課班級12-3汽修1班授課時間課題名稱5-2場效應(yīng)管教學目的與要求知識目標：1、了解場效應(yīng)管的特點作及分類；2、掌握結(jié)型場效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)和工作原理；能力目標：培養(yǎng)學生實踐操作能力和邏輯分析能力；德育目標：培養(yǎng)學生參與、合作意識，激發(fā)學生興趣。教學重點結(jié)型場效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)和工作原理教學難點結(jié)型場效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)和工作原理教學準備掛圖視頻教學方法啟發(fā)式講解提問、分組討論學生總結(jié)課堂訓練組織教學：查出勤，強調(diào)課堂紀律。準備多媒體教學設(shè)備和資料。知識回顧;掌握三極管的電流放大作用；三極管的特性曲線，導入新課：通過對前面已經(jīng)學習過的三極管知識復習，引導學生從主要參數(shù)中認識到三極管不穩(wěn)定的主要原因是存在反向電流ICBO和ICEO，而且這個電流又與溫度有關(guān)，因此形成電流—溫度相互促進增大的惡性循環(huán)，導致電路不能正常工作的惡果。這點在后面要學習的零點漂移現(xiàn)象就是一例。在老式的質(zhì)量較差的電視機和收音機，有時工作時間長了就會出現(xiàn)跑臺、沒有聲音、圖象不穩(wěn)等，有人為了看電視不得不將電視機旁加一個電扇。這一切都是三極管反向電流的禍。為了克服這個缺點我們就要學習另一種放大管——場效應(yīng)管。（導入過程`5分鐘）講解新課一、什么是場效應(yīng)管？（10分鐘）1、場效應(yīng)管的特點：三極管是以輸入電流來控制輸出電流，而場效應(yīng)管則是以輸入電壓來控制輸出電流。屬于電壓控制型器件。由于它的輸入電阻高，無反向電流，因此具有噪聲低、熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點。（它的優(yōu)點可以由學生來說，老師只作講解）2、場效應(yīng)管的分類：3、場效應(yīng)管的符號：注意：N溝道與P溝道場效應(yīng)管符號的區(qū)別，符號中箭頭的指向與前面所學過的二極管、三極管一樣是由P區(qū)指向N區(qū)。在N溝道場效應(yīng)管中，S是N型半導體，于是G是P型半導體，在符號中箭頭就由G指向S。反之，在P溝道場效應(yīng)管中，S是P型半導體，G是N型半導體，在符號中箭頭指向就是由S指向G。二．結(jié)場效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)和工作原理（15分鐘）先以N溝道結(jié)場效應(yīng)管為例說明其結(jié)構(gòu)和工作原理。1、結(jié)構(gòu)：注意講清楚兩個PN結(jié)、三個電極。在N型半導體兩側(cè)各擴散兩個P型區(qū)，形成兩個PN結(jié)。在N型半導體兩端引出漏極D、源極S；兩個P區(qū)聯(lián)在一起作為柵極G；三個電極，漏極D、源極S、柵極G；2、工作原理：（1）正常情況下，G極空置，將D、S極加上正電壓UDS，電路中就會有電流ID，因為N型半導體就是導體，是可以導電。我們稱這條導電區(qū)域為導電溝道。問：這個電流的大小與什么因素有關(guān)？（只與電壓UDS大小有關(guān)，如果UDS不變則電流ID也不會改變）（2）問：如何控制電流ID呢？我們在柵、源之間接負電壓VGS。于是兩個PN結(jié)都處于反向偏置狀態(tài)。（3）問：如果改變負電壓VGS會產(chǎn)生什么結(jié)果？（會改變PN結(jié)上的負電壓，也就會改變PN結(jié)的寬度）負電壓VGS越高，則PN結(jié)越寬。問：PN結(jié)變寬會導致什么結(jié)果？PN結(jié)越寬，則溝道越窄，溝道電阻變大，電流ID就越小。反之，則PN結(jié)越窄，溝道越寬，溝道電阻變小，電流ID就越大。（可以用公路來比喻，路兩邊的停的車越多則能通的路就越窄。）于是，通過改變電壓VGS，就可以控制輸出電流ID。板書：改變負電壓VGS→PN結(jié)的寬度→溝道寬度→溝道電阻→電流ID3、P溝道結(jié)場效應(yīng)管其結(jié)構(gòu)和工作原理。問：如果是P溝道結(jié)場效應(yīng)管其結(jié)構(gòu)和工作原理有什么不同？（由學生回答）結(jié)構(gòu)上，半導體類型都相反；工作原理上，VGS為正電壓（為什么？）在控制過程上，基本相同。即正電壓VGS越高，則PN結(jié)越寬，則溝道越窄，溝道電阻變大，電流ID就越小。課堂練習：（10分鐘）下列說法是否正確？說明理由。1、場效應(yīng)管屬于電流控制元件。2、場效應(yīng)管有三個電極分別叫漏極D、源極S、柵極G；也有兩個PN結(jié)分別叫漏結(jié)和源結(jié)。3、場效應(yīng)管按結(jié)構(gòu)可以分為增強型和耗盡型兩大類。4、場效應(yīng)管正常工作時應(yīng)該在柵、源之間接正電壓VGS。5、負電壓VGS越高則溝道電阻就越小，電流ID就越大6、電壓VGS越高則溝道電阻就越大，電流ID就越小課堂小結(jié)：場效應(yīng)管的特點：1、場效應(yīng)管是用輸入電壓控制輸出電流的，屬于電壓控制器件。三極管屬于電流控制器件。2、場效應(yīng)管工作時輸入端G、S端的PN結(jié)處于反偏，因此輸入電阻極高，這對于放大微弱信號非常有利。而三極管工作時輸入端B、E端的PN結(jié)處于正偏，因此輸入電阻很低。3、場效應(yīng)管工作時只有擴散電流，沒有漂移電流，因此它又叫單極型晶體管。而三極管不僅有擴散電流（發(fā)射結(jié)電流），還有漂移電流（集電結(jié)電流），因此它叫雙極型晶體管。作業(yè)布置：習題冊5-2課后反思;組織教學：查出勤，強調(diào)課堂紀律。準備多媒體教學設(shè)備和資料。知識回顧;場效應(yīng)管結(jié)構(gòu)和工作原理講解新課放大器概述放大器：把微弱的電信號放大為較強電信號的電路?；咎卣魇枪β史糯?。擴音機是一種常見的放大器，如圖3.1.1所示。聲音先經(jīng)過話筒轉(zhuǎn)換成隨聲音強弱變化的電信號；再送入電壓放大器和功率放大器進行放大；最后通過揚聲器把放大的電信號還原成比原來響亮得多的聲音。圖3.1.1擴音機框圖圖3.1.2放大器的框圖圖3.2.1圖3.2.1單管共發(fā)射極放大電路電路的說明一、電路的組成和電路圖的畫法1．電路組成單管共發(fā)射極放大電路如圖3.2.1(a)所示。2．元件作用GB——基極電源。通過偏置電阻Rb，保證發(fā)射結(jié)正偏。GC——集電極電源。通過集電極電阻RC，保證集電結(jié)反偏。Rb——偏置電阻。保證由基極電源GB向基極提供一個合適的基極電流。RC——集電極電阻。將三極管集電極電流的變化轉(zhuǎn)換為集電極電壓的變化。C1、C2——耦合電容。防止信號源以及負載對放大器直流狀態(tài)的影響；同時保證交流信號順利地傳輸。即“隔直通交”。實際電路通常采用單電源供電，如圖3.2.1(b)所示。3．電路圖的畫法如圖3.2.3所示?！啊汀北硎窘拥攸c，實際使用時，通常與設(shè)備的機殼相連。RL為負載，如揚聲器等。二、放大電路的三種連接方式共發(fā)射極、共基極、共集電極。三極管在構(gòu)成放大器時，有三種基本連接方式：1．共發(fā)射極電路（CE）：把三極管的發(fā)射極作為公共端子。2．共基極電路（CB）：把三極管的基極作為公共端子。3．共集電極電路（CC）：把三極管的集電極作為公共端子。圖3.2.2單電源供電放大器的習慣畫法圖3.2.3C1、三、放大器外部指標特性1.輸入電阻與輸出電阻輸入電阻等于輸入電壓與輸入電流的比值，Ri=vi/ii,同理Ro=vo/io,輸入電阻Ri的大小決定了放大電路從信號源吸取信號幅值的大小，輸出電阻的大小決定了它放大電路輸出量隨負載變化的程度。輸出量與負載大小的關(guān)聯(lián)程度弱指帶負載能力強。輸出電壓的Ro越小，負載RL變化對vo影響越小。電壓放大電路：輸入信號為電壓，輸出信號也為電壓。Ri越大，輸入端vi越大，信號衰減越小；Ro越小，帶負載能力越強。所以理想的電壓放大電路Ri→∞，Ro→0.電流放大電路：輸入信號為電流，輸出信號也為電流。Ri越小，輸入端ii越大，信號衰減越小；Ro越大，帶負載能力越強。所以理想的電壓放大電路Ri→0，Ro→∞.互阻放大電路：輸入信號為電流，輸出信號為電壓。為使輸入信號衰減最小，且?guī)ж撦d能力強，Ri→0，Ro→0.互導放大電路：輸入信號為電壓，輸出信號為電流。為使輸入信號衰減最小，且?guī)ж撦d能力強，Ri→∞，Ro→∞.2.增益四種放大電路分別有不同增益，電壓增益Av=vo/vi,電流增益Ai=io/ii,互阻增益Ar=vo/ii，互導增益Ag=io/vi。Ar，Ag有量綱，Av，Ai無量綱。平時用以10為底的對數(shù)增益表達，基本單位為（B，dB）電壓增益=20lg|Av|dB，電流增益=20lg|Ai|dB絕對值大于1為放大，小于1為衰減。功率增益=10lgApdB放大器的增益是恒定的，頻率可變，增益是頻率的函數(shù)。3.頻率響應(yīng)放大電路的頻率響應(yīng)所指的是，在輸入正弦信號情況下，輸出隨輸入信號頻率連續(xù)變化的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。Av（jω）=Av（ω）∠φ（ω）幅值相角平時輸入阻抗說成輸入電阻的原因為頻率較低。為使信號源損失減小，耦合電容的選取要帶寬，低頻，容抗大。4.效率=Po/Pi5.電壓放大器適合Rs較小，RL較大場合；電流放大器適合Rs較大，RL較小場合；互阻放大器適合Rs較大，RL較大場合；互導放大器適合Rs較小，RL較小場合。四、放大器靜態(tài)工作點的設(shè)置放大器的靜態(tài)工作點是否合適，對放大器的工作狀態(tài)影響非常大。若把圖3.2.4中的Rb除掉，電路如圖3.2.5所示，則IBQ0，當輸入端加正弦信號電壓vi時，在信號正半周，發(fā)射結(jié)正偏而導通，輸入電流ib隨vi變化。在信號負半周，發(fā)射結(jié)反偏而截止，輸入電流ib等于零。即波形產(chǎn)生了失真。圖3.2.5除去Rb時放大器工作不正常圖3.2.6基極電流的合成如果阻值適當，則IBQ不為零且有合適的數(shù)值。當輸入端有交流信號vi通過C1加到晶體管的發(fā)射結(jié)時，基極電流在直流電流IBQ的基礎(chǔ)上隨vi變化，即交流疊加在直流上，如圖3.2.6所示。如果的值大于的幅值，那么基極的總電流IBQib始終是單方向的電流，即它只有大小的變化，沒有正負極性的變化，這樣就不會使發(fā)射結(jié)反偏而截止，從而避免了輸入電流ib的波形失真。靜態(tài)：無信號輸入(vi0)時電路的工作狀態(tài)。靜態(tài)工作點Q如圖3.2.4所示，靜態(tài)時晶體管直流電壓VBE、VCE和對應(yīng)的IB、IC值。分別記作VBEQ、IBQ、VCEQ和ICQ。(3.2.1)(3.2.2)(3.2.3)VBEQ：硅管一般為0.7V，鍺管為0.3V。[例3.2.1]在圖3.2.4所示單級放大器中，設(shè)，60。求放大器的靜態(tài)工作點。解從電路可知，晶體管是NPN型，按照約定視為硅管，則VBEQ0.7V，則課堂小結(jié):放大器的組成和性能指標，靜態(tài)工作點作用及計算作業(yè)布置：習題冊5-3課后反思：教學設(shè)計首頁教案序號：NO.5系部電氣工程系授課教師付勝利教研室教研一室授課學時2審批人及時間授課班級02-3汽修班1班時間課題名稱5-3低頻電壓放大器（2）教學目的與要求知識目標：1、掌握放大電路的分析方法。2、掌握放大器靜態(tài)工作點的計算和穩(wěn)定方法。能力目標：放大器靜態(tài)工作點穩(wěn)定。德育目標：激發(fā)學生學習這門課程的興趣及熱情,學以致用。教學重點1、放大電路的組成和連接方式。2、放大器的主要性能指標。3、放大器靜態(tài)工作點的設(shè)置。。教學難點放大器靜態(tài)工作點的設(shè)置教學準備掛圖視頻教學方法講授法組織教學：查出勤，強調(diào)課堂紀律。準備多媒體教學設(shè)備和資料。知識回顧：1、放大電路的組成和連接方式。2、放大器的主要性能指標。3、放大器靜態(tài)工作點的設(shè)置。。導入新課:靜態(tài)工作點如何計算呢？放大器分析方法有哪些呢？新課講解：1．靜態(tài)工作點Q如圖3.2.4所示，靜態(tài)時晶體管直流電壓VBE、VCE和對應(yīng)的IB、IC值。分別記作VBEQ、IBQ、VCEQ和ICQ。(3.2.1)(3.2.2)(3.2.3)VBEQ：硅管一般為0.7V，鍺管為0.3V。[例3.2.1]在圖3.2.4所示單級放大器中，設(shè)，60。求放大器的靜態(tài)工作點。解從電路可知，晶體管是NPN型，按照約定視為硅管，則VBEQ0.7V，則2．靜態(tài)工作點對放大器工作狀態(tài)的影響放大器的靜態(tài)工作點是否合適，對放大器的工作狀態(tài)影響非常大。若把圖3.2.4中的Rb除掉，電路如圖3.2.5所示，則IBQ0，當輸入端加正弦信號電壓vi時，在信號正半周，發(fā)射結(jié)正偏而導通，輸入電流ib隨vi變化。在信號負半周，發(fā)射結(jié)反偏而截止，輸入電流ib等于零。即波形產(chǎn)生了失真。圖3.2.5除去Rb時放大器工作不正常圖3.2.6基極電流的合成如果阻值適當，則IBQ不為零且有合適的數(shù)值。當輸入端有交流信號vi通過C1加到晶體管的發(fā)射結(jié)時，基極電流在直流電流IBQ的基礎(chǔ)上隨vi變化，即交流疊加在直流上，如圖3.2.6所示。如果的值大于的幅值，那么基極的總電流IBQib始終是單方向的電流，即它只有大小的變化，沒有正負極性的變化，這樣就不會使發(fā)射結(jié)反偏而截止，從而避免了輸入電流ib的波形失真。授:圖解法：利用晶體管特性曲線，通過作圖分析放大器性能。一、用圖解法分析靜態(tài)工作點1．直流負載線電路如圖3.3.1(a)所示，直流通路如圖3.3.1(b)所示。由直流通路得和關(guān)系的方程為(3.3.1)根據(jù)式3.3.1在圖3.3.2晶體管輸出特性曲線族上作直線，斜率是。由于是直流負載電阻，所以直線稱為直流負載線。2．靜態(tài)工作點的圖解分析如圖3.3.2所示，若給定，則曲線與直線的交點，即為靜態(tài)工作點。過點分別作橫軸和縱軸的垂線得對應(yīng)的、。由于晶體管輸出特性是一組曲線，所以，對應(yīng)不同的，靜態(tài)工作點的位置也不同，所對應(yīng)的、也不同。圖3.3.1放大器的輸出回路圖3.3.2靜態(tài)工作點的圖解分析二、用圖解法分析輸出端帶負載時的放大倍數(shù)1．交流負載線電路如圖3.3.3(a)，交流通路如圖3.3.3(b)所示?？梢?，交流負載電阻為(3.3.2)在圖3.3.4上過Q點，作斜率為的直線，得交流負載線。圖3.3.3放大器交流負載電阻示意圖圖3.3.4放大倍數(shù)的圖解分析2．圖解分析如圖3.3.4所示，根據(jù)的變化范圍和，得到工作點的變化范圍、，可得輸出電壓的動態(tài)范圍，所以輸出電壓的幅值；若輸入信號的幅值為，則放大器的電壓放大倍數(shù)(3.3.3)三、靜態(tài)工作點與波形失真的圖解如圖3.3.5所示。1．飽和失真如果靜態(tài)工作點接近于，在輸入信號的正半周，管子將進入飽和區(qū)，輸出電壓vce波形負半周被部分削除，產(chǎn)生“飽和失真”。2．截止失真如果靜態(tài)工作點接近于，在輸入信號的負半周，管子將進入截止區(qū)，輸出電壓vce波形正半周被部分削除，產(chǎn)生“截止失真”。3．非線性失真非線性失真是由于管子工作狀態(tài)進入非線性的飽和區(qū)和截止區(qū)而產(chǎn)生的。從圖3.3.5可見，為了獲得幅度大而不失真的交流輸出信號，放大器的靜態(tài)工作點應(yīng)設(shè)置在負載線的中點Q處。3.3.2估算法估算法：應(yīng)用數(shù)學方程式通過近似計算來分析放大器的性能。一、估算靜態(tài)工作點電路如圖3.3.6所示。圖3.3.5靜態(tài)工作點引起的非線性失真圖3.3.6估算靜態(tài)工作點由放大器的直流通路得出估算靜態(tài)工作點的公式：[例3.3.1]圖3.3.6的放大器，設(shè)，若晶體管電流放大系數(shù)35，試估算靜態(tài)工作點。圖3.3.7圖3.3.7晶體管的輸入電阻二、估算輸入電阻、輸出電阻和放大倍數(shù)1．晶體管輸入電阻rbe的估算公式如圖3.3.7所示，晶體管基極和發(fā)射極之間交流電壓vi與相應(yīng)交流電流ib之比，稱為晶體管的輸入電阻圖3.3.8交流通路(圖3.3.8交流通路估算公式為(3.3.5)rbb是晶體管基區(qū)電阻，在小電流(IEQ約幾毫安)情況下，低頻小功率管約為300，因此，在低頻小信號時(3.3.6)從式可見，rbe與靜態(tài)電流IEQ有關(guān)，靜態(tài)工作點不同，rbe取值也不同。常用小功率管的rbe約為1k左右。2．放大器的輸入電阻ri和輸出電阻ro(1)輸入電阻ri圖3.3.6放大器的交流通路如圖3.3.8所示。從放大器輸入端看進去的交流等效電阻稱為輸入電阻(3.3.7)從圖中可以看出(3.3.8)一般，所以(3.3.9)ri表示放大器從信號源吸取信號幅度的大小。ri越大，信號源內(nèi)阻損耗越小，放大器得到的有效輸入信號越大。結(jié)論：單級放大器的輸入電阻ri近似等于晶體管的輸入電阻rbe。(2)輸出電阻ro如圖3.3.8所示。輸出電阻ro：從放大器輸出端(不包括外接負載電阻)看進去的交流等效電阻。因晶體管輸出端在放大區(qū)呈現(xiàn)近似恒流特性，其動態(tài)電阻很大，所以輸出電阻近似等于集電極電阻。即(3.3.10)上式中ro表示放大器帶負載的能力。輸出電阻越小，輸出信號時，自身損耗越小，帶負載的能力越強。3．估算放大倍數(shù)的公式放大器輸出端外接負載電阻時，等效負載電阻，，故，即(3.3.11)[例3.3.2]在圖3.3.6單級放大器中，Rc3k，設(shè)靜態(tài)電流IE2.1mA，晶體管35。求輸出端帶負載電阻RL3k時，電壓放大倍數(shù)。解課堂小結(jié)：靜態(tài)工作點計算和圖解法。布置作業(yè)：習題冊5-3課后反思：教學設(shè)計首頁教案序號：NO.6系部電氣工程系授課教師付勝利教研室教研一室授課學時2審批人及時間授課班級02-3汽修班1班時間課題名稱5-4多級放大器教學目的與要求知識目標：掌握多級放大器的基本原理能力目標：多級放大電路多級放大電路的耦合方式德育目標：培養(yǎng)學生刻苦專研的精神教學重點多級放大電路多級放大電路的阻容耦合方式教學