电子技术教案

精选文档第1.2课时教课内容：1、半导体的基本知识2、PN结的形成及特色，半导体二极管的构造、特征、参数、应用电路教课目的：知识目标：让学生认识半导体资料的基本构造及PN结的形成，掌握PN结的单导游电工作原理技术目标：能运用常用公式解题。感情目标：1.养成优秀的学习习惯2.建立坚毅乐学的意识教课重点：从半导体资料的基本构造及PN结的形成下手，重点介绍PN结的单导游电工作原理、教课难点：PN结的单导游电工作原理教课准备：教课PPT。教课过程：引述导入：今日我们来学习沟通电路。板书课题：半导体的基本知识新授内容：半导体的基本知识1.1半导体资料依据物体导电能力(电阻率)的不同，来区分导体、绝缘体和半导体。导电性能介于导体与绝缘体之间资料，我们称之为半导体。在电子器件中，常用的半导体资料有：元素半导体，如硅（Si）、锗（Ge）等；化合物半导体，如砷化镓（GaAs）等；以及混杂或制成其余化合物半导体资料，如硼（B）、磷（P）、锢（In）和锑Sb）等。此中硅是最常用的一种半导体资料。半导体有以下特色：做最好的自己精选文档1．半导体的导电能力介于导体与绝缘体之间2．半导体受外界光和热的刺激时，其导电能力将会有明显变化。3．在纯净半导体中，加入微量的杂质，其导电能力会急剧加强。1.2杂质半导体在本征半导体中掺入某些微量元素作为杂质，可使半导体的导电性发生明显变化。掺入的杂质主假如三价或五价元素。掺入杂质的本征半导体称为杂质半导体。型半导体——掺入五价杂质元素（如磷）的半导体。P型半导体——掺入三价杂质元素（如硼）的半导体。在N型半导体中自由电子是多半载流子，在P型半导体中空穴是多半载流子.PN结的形成及特征2.1PN结的形成：在P型半导体和N型半导体联合后，因为N型区内电子好多而空穴极少，而P型区内空穴好多电子极少，在它们的交界处就出现了电子和空穴的浓度差别。在P和N区交界面邻近，形成了一个很薄的空间电荷区，就是所谓的PN结。2.2PN结的单导游电性当外加电压使PN结中P区的电位高于N区的电位，称为加正向电压，简称正偏；反之称为加反向电压，简称反偏。PN结加正向电压时，表现低电阻，拥有较大的正向扩散电流；PN结加反向电压时，表现高电阻，拥有很小的反向漂移电流。由此能够得出结论：PN结拥有单导游电性。做最好的自己精选文档2.3PN结的反向击穿当PN结的反向电压增添到必定数值时，反向电流忽然快速增添，此现象称为PN结的反向击穿。反向击穿分为电击穿和热击穿，电击穿包含雪崩击穿和齐纳击。PN结热击穿后电流很大，电压又很高，耗费在结上的功率很大，简单使PN结发热,把PN结烧毁。热击穿——不行逆；电击穿——可逆半导体二极管半导体二极管的构造在PN结上加上引线和封装，就成为一个二极管。二极管按构造分有点接触型、面接触型和平面型三大类。点接触型二极管：PN结面积小，结电容小，用于检波和变频等高频电路。面接触型二极管：PN结面积大，用于工频大电流整流电路。平面型二极管：常常用于集成电路制造艺中。PN结面积小大由之，用于高频整流和开关电路中。做最好的自己精选文档二极管的代表符号二极管的伏安特征正向特征：正向特征表现为图中的①段。当正向电压较小，正向电流几乎为零。此工作地区称为死区。Vth称为门槛电压或死区电压（该电压硅管约为0.5V，锗管为0.2V)。当正向电压大于Vth时，内电场削弱，电流因此快速增添,表现的很小正向电阻。反向特征：反向特征表现为如图中的②段。因为是少量载流形成反向饱和电流，所以其数值很小，当温度高升时，反向电流将随之急剧增添。反向击穿特征：反向击穿特征对应于图中③段，当反向电压增添到必定大小时，反向电流剧增，二极管的反向击穿。其原因和PN击穿相同。二极管的参数最大整流电流IF；(2)反向击穿电压VBR和最大反向工作电压VRM反向电流IR；(4)正向压降VF；(5)极间电容CB特别体二极管稳压二极管：稳压二极管稳压时工作在反向电击穿状态。变容二极管变容二极管：结电容随反向电压的增添而减小的效应明显的二极管。做最好的自己精选文档3.光电二极管发光二极管(LED)激光二极管作业：习题集板书设计：半导体的基本知识1.1半导体资料1.2杂质半导体PN结的形成及特征2.1PN结的形成：2.2PN结的单导游电性半导体二极管半导体二极管的构造二极管的伏安特征特别体二极管.1稳压二极管：2变容二极管3.光电二极管4.发光二极管(LED)5.激光二极管课后反省：做最好的自己精选文档第3.4课时教课内容：1、半导体三极管的构造及工作原理，放大电路的三种基本组态静态工作点Q的不同选择对非线性失真的影响教课目的：知识目标：让学生认识半导体三极管的构造、工作原理、特征曲线和主要参数技术目标：能运用常用公式解题。感情目标：1.养成优秀的学习习惯2.建立坚毅乐学的意识教课重点：半导体三极管的构造及工作原理,重点介绍三种基本组态放大电路的静态工作点、动向参数教课难点：三种基本组态放大电路的静态工作点、动向参数教课准备：教课PPT。教课过程：引述导入：今日我们来学习半导体三极管。板书课题：半导体三极管新授内容：半导体三极管构造简介：半导体三极管有两种种类:NPN型和PNP型。电流分派与放大原理三极管的放大作用是在必定的外面条件控制下，经过载流子传输表现出来的。外面条件：发射结正偏，集电结反偏。三极管的三种组态做最好的自己精选文档共发射极接法，发射极作为公共电极，用CE表示。共基极接法，基极作为公共电极，用CB表示。共集电极接法，集电极作为公共电极，用CC表示。三极管的三种组态放大作用综上所述，三极管的放大作用，主假如依赖它的发射极电流能够经过基区传输，而后抵达集电极而实现的。实现这一传输过程的两个条件是：（1）内部条件：发射区杂质浓度远大于基区杂质浓度，且基区很薄。（2）外面条件：发射结正向偏置，集电结反向偏置。特征曲线1.输入特征曲线iBf(VBE)|VconstCE当VCE0V时，相当于发射结的正向伏安特征曲线。vCE=0VvCE1V做最好的自己精选文档输入特征曲线的三个部分：死区；非线性区；线性区输出特征曲线iCf(VCE)|iBconst放大区：iC平行于vCE轴的地区，曲线基本平行等距。此时，发射结正偏，集电结反偏。截止区：iC靠近零的地区，相当iB=0的曲线的下方。此时，vBE小于死区电压，集电结反偏。饱和区：iC明显受vCE控制的地区，该地区内，一般vCE＜0.7V(硅管)。此时，发射结正偏，集电结正偏或反偏电压很小。共射极放大电路电路构成做最好的自己精选文档简化电路及习惯画法简单工作原理共射极基本放大电路的电压放大作用是利用了BJT的电流控制作用，并依赖Rc将放大后的电流的变化转为电压变化来实现的。作业：习题集板书设计：略：课后反省：第5．6课时教课目的：让学生认识共发射极、共集电极和共基极三种放大电路做最好的自己精选文档教课内容:1、共集电极电路和共基极电路的工作原理三极管放大电路的频次响应教课重点：共集电极电路和共基极电路教课过程:共集电极电路和共基极电路.1共集电极电路：该电路也称为射极输出器VCCRb+ui+uoReRL--①求静态工作点：IBVCCVBEICIBVCEVCCIEReVCCICReRb(1)Re②电压增益：AVuoib(1)(Re//RL)(1)(Re//RL)ib[rbe(1)(Re//RL)rbe(11做最好的自ui己)(Re//RL)精选文档＋VCC③输入电阻：RiRb//[rbe(1)Re]Rb//ReRb1可选Rb,使RiRe+RouRe//(RS//Rb)rbeuiRb+④输出电阻：i1Rb2ReRLuo--共集电极电路特色：电压增益靠近于1；输入电阻大，对电压信号源衰减小；输出电阻小，带负载能力强：电压跟从器。共集电极电路做如何改良，既能够使其拥有温度稳固性，又能够不影响其动向指标？.2采纳复合管进一步提升输入电阻①电压增益：uo(12)(11)(Re//RL)ib1AV[rbe1(11)rbe2(12)(11)(Re//RL)]ib1ui(12)(11)(Re//RL)1rbe(12)(11)(Re//RL)②输入电阻：Ri(RbRb1//Rb2)//[rbe1(11)rbe2(12)(11)Re]Rb//[rbe(12)(11)Re]Rb//Re可选Rb,使RiRe做最好的自己精选文档③输出电阻：RouRe//(11)rbe2[(RS//Rb)rbe1]＋VCCi(12)(11)因为采纳复合管，使共集放大电路Ri大、Rb1β1Ro小的特色获取进一步的发挥。在多级+β2Rb电子电路中，因电压跟从器的输入电阻高而用作输入级；因输出电阻低且电流

ui+Rb2ReRLuo--增益大而用作输出级；因输入电阻高且输出电阻低而用作缓冲级。.2共基极电路静态工作点：直流通路与射极偏置电路相同＋VCCRb1RC+uoRSReRLRb2+2.动向指标uS--共基放大电路①电压增益：AVuo(RL//RC)ib(RL//RC)uiibrberbe②输入电阻：Riu(RS//Rb)rbeiRe//1③输出电阻：RoRC共基极电路的输入电阻很小，最适适用来放大何种信号源的信号？电流源。做最好的自己精选文档三种组态的比较电压增益：(RC//RL)(1)(Re//RL)(RC//RL)rberbe(1)(Re//RL)rbe(RS//Rb)rbeRe//输入电阻：Rb//rbeRb//[rbe(1)Re]1输出电阻：RCRe//(RS//Rb)rbe1RC小结：本节主要介绍了共集电极电路和共基极电路的工作原理。作业：习题集上做最好的自己精选文档第7.8课时教课目的：让学生认识可控硅原理。教课内容:1、可控硅的构造和特征2．可控硅的主要参数．可控硅的测试方法教课重点：可控硅的构造和测试方法教课过程:可控硅原理可控硅也称作晶闸管，它是由PNPN四层半导体构成的元件，有三个电极，阳极A，阴极K和控制极G。可控硅在电路中能够实现沟通电的无触点控制，以小电流控制大电流，而且不像继电器那样控制时有火花产生。可控硅动作快、寿命长、靠谱性好。在调速、调光、调压、调温以及其余各样控制电路中都有它的身影。可控硅分为单向的和双向的，符号也不同。单向可控硅有三个PN结，由最外层的P极和N极引出两个电极，分别称为阳极和阴极，由中间的P极引出一个控制极。单向可控硅有其独到的特征：当阳极接反向电压，或许阳极接正向电压但控制极不加电压时，它都不导通，而阳极和控制极同时接正向电压时，它就会变为导通状态。一旦导通，控制电压便失掉了对它的控制作用，无论有没有控制电压，也无论控制电压的极性如何，将向来处于导通状态。要想关断，只有把阳极电压降低到某一临界值或许反向。双向可控硅的引脚多半是按T1、T2、G的次序从左至右摆列（电极引脚向下，面对有字符的一面时）。加在控制极G上的触发脉冲的大小或时间改变时，就能改变其导通电流的大小。与单向可控硅的差异是，双向可控硅G极上触发脉冲的极性改变时，其导通方向就跟着极性的变化而改变，从而能够控制沟通电负载。而单向可控硅经触做最好的自己精选文档发后只好从阳极向阴极单方导游通，所以可控硅有单双向之分。电子制作中常用可控硅，单向的有MCR－100等，双向的有TLC336.可控硅最主要的作用之一就是稳压稳流。可控硅在自动控制控制，机电领域，工业电气及家电等方面都有宽泛的应用。可控硅是一种有源开关元件，平常它保持在非道通状态，直到由一个较少的控制信号对其触发或称“点火”使其道通，一旦被点火就算撤退触发信号它也保持道通状态，要使其截止可在其阳极与阴极间加上反向电压或将流过可控硅二极管的电流减少到某一个值以下。一、可控硅的构造和特征■可控硅从外形上分主要有螺旋式、平板式和平底式三种（见图表-25）。螺旋式的应用许多。■可控硅有三个电极----阳极（A）阴极（C）和控制极（G）。它有管芯是P型导体和N型导体交迭构成的四层构造，共有三个PN结。其构造表示图和符号见图表-26。■从图表-26中能够看到，可控硅和只有一个PN结的硅整流二极度管在构造上截然不同。可控硅的四层构造和控制极的引用，为其发挥“以小控大”的优秀控制特征确立了基础。在应用可控硅时，只需在控制极加上很小的电流或电压，就能控制很大的阳极电流或电压。当前已能制造出电流容量达几百安培以致上千安培的可控硅元件。一般把5安培以下的可控硅叫小功率可控硅，50安培以上的可控硅叫大功率可控硅。■可控硅为何其有“以小控大”的可控性呢？下边我们用图表-27来简单剖析可控硅的工作原理。■第一，我们能够把从阴极向上数的第一、二、三层看面是一只NPN型号晶体管，而二、三四层构成另一只PNP型晶体管。此中第二、第三层为两管交迭共用。这样便可画出图表-27（C）的等效电路图来剖析。当在阳极和阴极之间加上一个正向电压Ea，又在控制极G和阴极C之间（相当BG1的基一射间）输入一个正的触发信号，BG1将产生基极电流Ib1，经放大，BG1将有一个放大了β1倍的集电极电流IC1。因为BG1集电极与BG2基极相连，IC1又做最好的自己精选文档是BG2的基极电流Ib2。BG2又把比Ib2（Ib1）放大了β2的集电极电流IC2送回BG1的基极放大。这样循环放大，直到BG1、BG2完整导通。实质这一过程是“剑拔弩张”的过程，对可控硅来说，触发信号加入控制极，可控硅立刻导通。导通的时间主要决定于可控硅的性能。■可控硅一经触发导通后，因为循环反应的原由，流入BG1基极的电流已不仅是初始的Ib1，而是经过BG1、BG2放大后的电流（β1*β2*Ib1）这一电流远大于Ib1，足以保持BG1的连续导通。此时触发信号即便消逝，可控硅仍保持导通状态只有断开电源Ea或降低Ea，使BG1、BG2中的集电极电流小于保持导通的最小值时，可控硅方可关断。自然，假如Ea极性反接，BG1、BG2因为遇到反向电压作用将处于截止状态。这时，即便输入触发信号，可控硅也不可以工作。反过来，Ea接成正向，而触动发信号是负的，可控硅也不可以导通。此外，假如不加触发信号，而正朝阳极电压大到超出必定值时，可控硅也会导通，但已属于非正常工作状况了。■可控硅这类经过触发信号（小的触发电流）来控制导通（可控硅中经过大电流）的可控特征，正是它差异于一般硅整流二极管的重要特色。二、可控硅的主要参数可控硅的主要参数有：1、额定通态均匀电流IT在必定条件下，阳极---阴极间能够连续经过的50赫兹正弦半波电流的均匀值。2、正向阻断峰值电压VPF在控制极开路未加触发信号，阳极正向电压还未超出导能电压时，能够重复加在可控硅两头的正向峰值电压。可控硅承受的正向电压峰值，不可以超出手册给出的这个参数值。3、反向阴断峰值电压VPR当可控硅加反向电压，处于反向关断状态时，能够重复加在可控硅两头的反向峰值电压。使用时，不可以超出手册给出的这个参数值。4、控制极触发电流Ig1、触发电压VGT在规定的环境温度下，阳极---阴极间加有必定电压时，可控硅从关断状态转为导通状态所需要的最小控制极电流和电压。做最好的自己精选文档5、保持电流IH在规定温度下，控制极断路，保持可控硅导通所必要的最小阳极正向电流。■最近几年来，很多新式可控硅元件接踵问世，如适于高频应用的快速可控硅，能够用正或负的触发信号控制两个方导游通的双向可控硅，能够用正触发信号使其导通，用负触发信号使其关断的可控硅等等。三．可控硅工作原理、测试方法是什么？可控硅相当于能够控制的二极管，当控制极加必定的电压时，阴极和阳极就导通了。可控硅分单向可控硅和双向可控硅两种，都是三个电极。单向可控硅有阴极（K）、阳极（A）、控制极（G）。双向可控硅等效于两只单项可控硅反向并联而成。即其中一只单向硅阳极与另一只阴极相边连，其引出端称T2极，此中一只单向硅阴极与另一只阳极相连，其引出端称T2极，剩下则为控制极（G）。1、单、双向可控硅的鉴别：先任测两个极，若正、反测指针均不动（R×1挡），可能是A、K或G、A极（对单向可控硅）也可能是T2、T1或T2、G极（对双向可控硅）。若此中有一次丈量指示为几十至几百欧，则必为单向可控硅。且红笔所接为K极，黑笔接的为G极，剩下即为A极。若正、反向测批改均为几十至几百欧，则必为双向可控硅。再将旋钮拨至R×1或R×10挡复测，此中必有一次阻值稍大，则稍大的一次红笔接的为G极，黑笔所接为T1极，余下是T2极。2、性能的差异：将旋钮拨至R×1挡，关于1~6A单向可控硅，红笔接K极，黑笔同时接通G、A极，在保持黑笔不离开A极状态下断开G极，指针应指示几十欧至一百欧，此时可控硅已被触发，且触发电压低（或触发电流小）。而后刹时断开A极再接通，指针应退回∞地点，则表示可控硅优秀。关于1~6A双向可控硅，红笔接T1极，黑笔同时接G、T2极，在保证黑笔不离开T2极的前提下断开G极，指针应指示为几十至一百多欧（视可控硅电流大小、厂家不同而异）。而后将两笔对换，重复上述步骤测一次，指针指示还要比前一次稍大十几至几十欧，则表示可控硅优秀，且触发电压（或电流）小。若保持接通A极或T2极时断开G极，指针立刻退回∞地点，则说明可控硅触发电流太大或破坏。可按图2方法进一步丈量，关于单向可控硅，闭合开关K，灯应发做最好的自己精选文档亮，断开K灯仍不扑灭，不然说明可控硅破坏。关于双向可控硅，闭合开关K，灯应发亮，断开K，灯应不扑灭。而后将电池反接，重复上述步骤，均应是同一结果，才说明是好的。不然说明该器件已破坏。第9.10课教课内容:本节主要定义了反应及其有关观点。教课要求：正确理解反应的基本观点及负反应放大电路的种类。教课过程：3.1反应的基本观点基本观点前面各章议论放大电路的输入信号与输出信号间的关系时，只波及到了输入信号对输出信号的控制作用，这称作放大电路的正向传输作用。但是，放大电路的输出信号也可能对输入信号产生反作用，简单地说，这类反作用就叫做反应。2．反应的分类：（1）依据反应产生的门路来分，反应分为内部反应和外面反应。在器件内部产生的反应称为内部反应。在器件外面产生的反应称为外面反应。详细实例：闭环状况，电路中有反应通路：开环状况，电路中没有反应通路：（3）按反应信号来分，有直流反应和沟通反应在放大电路中既含有直流重量，又含有沟通重量，因此，必定有直流反应与沟通反应之分。反应信号中只含有直流重量的称为直流反应。或许说存在于放大电路的直流通路中的反应网络引入直流反应。直流反应影响电路的直流性能，如静态工作点。反应信号中只含有沟通重量的称为沟通反应。或许说存在于沟通通路中的反应网络引入沟通反应。沟通反应影响电路的沟通性能。做最好的自己精选文档本章主假如研究沟通反应共集电极电路中的直流反应和沟通反应如图：（4）按反应的作用成效来分。有负反应与正反应反应信号XF送回到输入回路与原输入信号XI共同作用后，对净输入信号XID的影响有两种结果：一种是使净输入信号XID比没有引入反应时减小了，有XID=XI-XF,称这类反应为负反应；另一种是使净输入信号XID比没有引入反应时增加了，有XID=XI-XF,称这类反应为正反应。在放大电路中一般引入负反应。5）按反应的信号取样的方式来分，有电压反应与电流反应电压反应在反应放大电路中，反应网络把输出电量（输出电压或输出电流）的一部分或所有拿出来送回到输入回路，所以，在放大电路输出端的取样方式有两种：一做最好的自己精选文档种是电压取样，这时反应信号是输出电压的一部分或所有，即反应信号与输出电压成正比（），称为电压反应，如图(a)所示。电流反应假如反应信号是输出电流的一部分或所有，即反应信号与输出电流成正比（），称为电流反应，如图（b）所示。判断是电压反应仍是电流反应的方法判断是电压反应仍是电流反应时，常用“输出短路法”，即假定负载短路RL=0），使输出电压vo=0，看反应信号能否还反应信号还存在。若存在，则说明反应信号与输出电压成比率，是电压反应；若反应信号不存在了，则说明反应信号不是与输出电压成比率，而是和输出电流成比率，是电流反应。（7）依据反应信号与输入信号的连结方式来分，有串连反应与并联反应(a).串连反应在串连反应中，反应信号和输入信号是在输入端以电压方式乞降的。并联反应在并联反应中，反应信号和输入信号是在输入端以电流方式乞降的。反应电路的组态做最好的自己精选文档因为反应网络在放大电路输出端有电压和电流两种取样方式，在放大电路输入端有串连和并联两种乞降方式，所以能够构成四种组态（或称种类）的负反应放大电路，即电压串连负反应；电压并联负反应；电流串连负反应；电流并联负反应。第11.12课时教课内容:本节主要定义了反应及其有关观点。教课要求：正确理解反应的基本观点及负反应放大电路的种类。教课过程：3.2四种组态的反应放大电路1．电压串连负反应放大电路（1）反应元件如书中图所示（2）反应种类设输入信号为正弦沟通信号①。对沟通反应而言，图(b)中的电阻Rf与R1组成反应网络，R1上的电压是反应信号。用输出短路法判断其反应取样方式，即令，则有，反应信号不存在，所以是电压反应。在放大电路的输入端，反应网络中联于输入回路中，反应信号与输入信号以电压形式乞降，因此是串连反应。做最好的自己精选文档用刹时极性法判断反应极性，即令在某一刹时的极性为（+），经放大电路A进行同相放大后，也为（），与成正比的也为（），于是该放++大电路的净输入电压比没有反应时减小了，是负反应。（3）反应作用电压负反应的重要特色是拥有稳固输出电压的作用。2．电压并联负反应放大电路电压并联负反应放大电路的构成框图如图(a)所示，图(b)是它的一个实质电路。（1）反应元件对沟通信号而言，Rf为反应元件。流过Rf的电流为反应信号。，一般有，所以。（2）反应种类用输出短路法，令，则，即反应信号不存在，故为电压反应。在放大电路的输入端反应信号与输入信号接于同一节点，反应信号与输入信号以电流形式乞降，所以是并联反应。应用刹时极性法，设在某一刹时的极性为（+），则也为（+），经反相放大后，输出电压为（–），电流、、的刹时流向如图中箭头所示。于是，净输入电流比没有反应时减小了，故为负反应。综合以上剖析，图(b)是电压并联负反应放大电路，其反应系数做最好的自己精选文档为互导反应系数。（3）反应作用该电路也拥有稳固输出电压的作用。3．电流串连负反应放大电路图(a)是电流串连负反应放大电路的构成框图，图(b)是它的一个实质电路。（1）反应元件在这个电路中，对沟通信号而言，Rf是反应元件。放大电路的输出电流流过RL及Rf，在Rf上产生的电压是反应信号。（2）反应种类用输出短路法设RL、时，因，所以反应信号，即反应=0信号与输出电流成比率。可见经过Rf引入电流反应。反应信号在输入回路中与输入电压串连乞降，属于串连反应。当设、的刹时极性为（+）时，经A同相放大后，及也为（+），使净输入电压比没有反应时减小了，是负反应。做最好的自己精选文档综合上述剖析可知，图XX_01(b)是电流串连负反应放大电路。反应系数为互阻反应系数。电流负反应的特色是保持输出电流基本恒定，4．电流并联负反应放大电路图(a)是电流并联负反应放大电路的构成框图，图(b)是它的一个实质电路。（1）反应元件在这个电路中，电阻Rf和R1构成沟通反应网络。（2）反应种类设放大电路反相输入端沟通电位的刹时极性为（+），则输出端沟通电位的极性应为（–），由此可标出、、及的刹时流向如图中所示。明显有，故是负反应。反应信号是输出电流的一部分，即（因为VN很小，近似为0，Rf与R1近似于并联），所以是电流反应。在该放大电路的输入回路中，反应信号与输入信号接至同一节点，是并联反应。做最好的自己精选文档所以，这是一个电流并联负反应放大电路。为电流反应系数。（3）反应作用电流并联负反应放大电路能够稳固输出电流，也称为电流控制的电流源。第13．14课时教课目的：让学生认识集成电路运算放大器教课内容:1、集成电路运算放大器的构成。2．加减法电路教课重点：加减法电路主要内容:本节主要介绍了集成电路运算放大器。基本要求：认识集成运放的内部构造及各部分功能、特色。教课重点：简单的集成电路运算放大器教课过程:1．集成电路运算放大器的构成集成电路运算放大器是一种高电压增益、高输入电阻和低输出电阻的多级直接耦合放大电路，它的种类好多，电路也不相同，但构造拥有共同之处，一般由四部分构成。做最好的自己精选文档1）输入级一般是由BJT、JFET或MOSFET构成的差分式放大电路，利用它的对称特征能够提升整个电路的共模克制比和其余方面的性能，它的两个输入端构成整个电路的反相输入端和同相输入端。2）.电压放大级的主要作用是提升电压增益，它可由一级或多级放大电路构成3）.输出级一般由电压跟从器或互补电压跟从器所构成，以降低输出电阻，提升带负载能力。4）偏置电路是为各级供给适合的工作电流。别的还有一些协助环节，如电平挪动电路、过载保护电路以及高频赔偿环节等基本运算电路前言运算电路是集成运算放大器的基本应用电路，它是集成运放的线性应用。讨论的是模拟信号的加法、减法、积分和微分、对数和反对数（指数）、以及乘法和除法运算。为了剖析方便，把集成运放电路均视为理想器件，应知足：（1）开环电压增益Au=（2）输入电阻Ri=，输出电阻Ro=0，（3）开环带宽BW=（4）同相输入端端压与反相输入端端压vP=vN时，输出电压vo=0，无温漂所以，关于工作在线性区的理想运放应知足“虚短”：即vP=vN；“虚断”：做最好的自己精选文档即iP=iN=0本章议论的即是上述“虚短、”“虚断”四字法例的灵巧应用。一、加减法电路反相输入乞降电路在反对比率运算电路的基础上，增添一个输入支路，就构成了反相输入乞降电路，如图所示：两个输入信号电压产生的电流都流向Rf，所以输出是两输入信号的比率和：。2.同相输入乞降电路在同对比率运算电路的基础上，增添一个输入支路，就构成了同相输入乞降电路，如图所示：图同相输入乞降电路因运放拥有虚断的特征，对运放同相输入端的电位可用叠加原理求得:而可得：做最好的自己精选文档当第15.16课时教课目的：让学生认识集成电路运算放大器教课内容:1、双端输入乞降电路2．加减法运算器教课重点：积分和微分运算电路教课过程:3.双端输入乞降电路双端输入也称差动输入，双端输入乞降运算电路如图所示：其输出电压表达式的推导方法与同相输入运算电路相像。当vi1=vi2=0时，用叠加原理分别求出vi3=0和vi4=0时的输出电压vop。当vi3=vi4=0时，分别求出vi1=0，和vi2=0时的von。先求：vopvop(R4//R')vi3(1Rf)(R3//R')vi4(1Rf)R3(R4//R')R1//R2R4(R3//R')R1//R2vopR3(R4//R')vi3(1Rf)R4(R3//R')vi4(1Rf)R3R3(R4//R')R1//R2R4R4(R3//R')R1//R2Rvi3(1Rf)Rvi4(1Rf)做最好的自己ppR3R1//R2R4R1//R2(R1//R2)RfRfRpvi3Rpvi4)[](精选文档式中Rp=R3//R4//R,Rn=R1//R2//Rf图双端输入乞降电路再求vonvonRfvi1Rfvi2R1R2vovopvonRpRf(vi3vi4)Rf(vi1vi2)RnR3R4R1R2当R1R2R3R4R，RfR'时，RpRnvoRf(vi3vi4vi1vi2)于是R加减法运算器由差动输入放大器演变而来。由I→0，有I1+I2=If→Ui1UUi2UUUORRRU0Ui1Ui23UUi3UUi4UUI3+I4=Ip→RRR3UUi3Ui4做最好的自己精选文档由UU则U0Ui1Ui2Ui3Ui4如有更多的相加量或相减量，能够增添或减少电路的相应的输入端。二、积分和微分运算电路1.积分运算电路积分运算电路的剖析方法与乞降电路差不多，反相积分运算电路如图依据虚地有ivi，于是vOvC1RiCdtC1vidtRC当输入信号是阶跃直流电压VI时，即vOvC1vidtVItRCRC2.微分运算电路微分运算电路如图所示：做最好的自己精选文档图微分运算电路明显vOiRRiCRRCdvCdtRCdvIdt第83.84课时第3单元检测题（共100分，120分钟）一、填空题：（每空1分，共25分）3、理想运下班作在线性区时有两个重要特色：一是差模输入电压约等于零，称为虚短；二是两输入端电流约等于零，称为虚断。4、集成运放的理想化条件是：Au0＝∞，ri＝∞，ro＝0，KCMR＝∞。5、为获取输入电压中的高频信号，应采纳高通滤波器。6、同相运算电路可实现Au＞1的放大器，反相运算电路可实现Au＜0的放大器，积分运算电路可将方波电压变换成三角波电压。三、选择题：（每题2分，共20分）1、理想运放的开环增益Au0为（A），输入电阻为（A），输出电阻为（B）。A、∞；B、0；C、不定。2、国产集成运放有三种关闭形式，当前国内应用最多的是（C）。A、扁平式；B、圆壳式；C、双列直插式。3、由运放构成的电路中，工作在非线性状态的电路是（C）。A、反相放大器；B、积分运算器；C、电压比较器。4、理想运放的两个重要结论是（B）。A、虚短与虚地；B、虚断与虚短；C、断路与短路。5、集成运放一般分为两个工作区，它们分别是（B）。A、正反应与负反应；B、线性与非线性；C、虚断和虚短。6、（B）输入比率运算电路的反相输入端为虚地址。A、同相；B、反相；C、双端。7、集成运放的线性应用存在（C）现象，非线性应用存在（B）现象。做最好的自己精选文档A、虚短；B、虚断；C、虚断和虚短。8、各样电压比较器的输出状态只有（B）。A、一种；B、两种；C、三种。9、基本积分电路中的电容器接在电路的（C）。A、反相输入端；B、同相输入端；C、反相端与输出端之间。10、剖析集成运放的非线性应用电路时，不可以使用的观点是（B）。A、虚地；B、虚短；C、虚断。四、问题：（共18分）1、集成运放一般由哪几部分构成？各部分的作用如何？（4分）答：集成运放由输入级、中间级、输出级和偏置电压四部分构成。输入级是决定运放性能利害的重点环节，一般采纳差动放大电路，作用是使运放拥有较高的输入电阻和很强的抑制零漂能力；中间级一般采纳多级共发射极直接耦合放大电路，作用是获取高开环电压放大倍数（103～107）；输出级常采纳互补对称的射极输出器构成，作用是为了获取较低的输出电阻和较强的带负载能力，并能供给足够大的输出电压和输出电流；偏置电路一般由各样晶体管恒流源电路构成，其作用是向上述三个环节供给适合而又稳固的偏置电流，以知足电路拥有适合工作点的要求。2、何谓“虚地”？何谓“虚短”？在什么输入方式下才有“虚地”？若把“虚地”真实接“地”，集成运放可否正常工作？（4分）答：电路中某点并未真实接“地”，但电位与“地”点相同，称为“虚地”；电路中两点电位近似相同，并无真实用短接线相连，称为“虚短”，若把“虚地”真实接“地”，就等于改变了电路构造，如反对比率运放，把反相端也接地时，就不会有ii=if建立，反对比率运算电路也就没法正常工作。3、集成运放的理想化条件主要有哪四个？（3分）答：集成运放的理想化条件是：Au0＝∞，ri＝∞，ro＝0，KCMR＝∞。4、在输入电压从足够低渐渐增大到足够高的过程中，单门限电压比较器和滞回比较器的输出电压各变化几次？（4分）答：在输入电压从足够低渐渐增大至足够高的过程中，单门限电压比较器和滞回比较器的输出电压均只跃变一次。5、集成运放的反相输入端为虚地时，同相端所接的电阻起什么作用？（3分）答：同相端所接电阻起电路均衡作用。五、计算题：（共27分）Rx1、图3.41所示电路为应用集成运放构成的丈量电阻的原理电路，试写出被测电阻Rx与电压1MΩ∞表电压U0的关系。（8分）－10V＋解：从电路图来看，此电路为一反对比率运＋VU0算电路，所以：图3.41检测题5.2电路图做最好的自己精选文档U0Rx10105Rx1062、图3.42所示电路中，已知R1＝2K，Rf＝5K，R2＝2K，R3＝18K，Ui＝1V，求输出电压Uo。（9分）解：此电路为同相输入电路。UU1810.9V218U0(15)0.93.15V2图3.423、图3.43所示电路中，已知电阻Rf＝5R1，输入电压Ui＝5mV，求输出电压U0。10分）图3.43解：A1为输出跟从器，U01i1=5mV；第二级运放A2为差分减法运算电路，所以：=UU0Rf(Ui2U01)5R1(105)25mVR1R1做最好的自己精选文档第17.18课时教课目的：让学生认识整流电路教课内容:1、单相桥式整流电路2．单相半波整流电路教课重点：单相桥式整流电路教课过程:单相整流电路一、前言整流电路是将工频沟通电转为拥有直流电成分的脉动直流电。滤波电路是将脉动直流中的沟通成分滤除，减少沟通成分，增添直流成分。稳压电路对整流后的直流电压采纳负反应技术进一步稳固直流电压。直流电源的方框图如图所示。如图做最好的自己精选文档二、单相桥式整流电路工作原理单相桥式整流电路是最基本的将沟通变换为直流的电路，其电路如图所示。（a）整流电路(b)波形图在剖析整流电路工作原理时，整流电路中的二极管是作为开关运用，拥有单导游电性。依据图10.1.2(a)的电路图可知：当正半周时二极管D1、D3导通，在负载电阻上获取正弦波的正半周。当负半周时二极管D2、D4导通，在负载电阻上获取正弦波的负半周。在负载电阻上正负半周经过合成，获取的是同一个方向的单向脉动电压。单相桥式整流电路的波形图见图10.1.2(b)。2.参数计算依据图（b）可知，输出电压是单相脉动电压。往常用它的均匀值与直流电压等效。VV1π22V0.9V2VsintdtOL2π22π0输出均匀电压为流过负载的均匀电流为IL22V20.9V2πRLRLIDIL2V20.45V22πRR流过二极管的均匀电流为LL做最好的自己精选文档二极管所承受的最大反向电压VRmax2V2流过负载的脉动电压中包含有直流重量和沟通重量，可将脉动电压做傅里叶剖析。此时谐波重量中的二次谐波幅度最大，最低次谐波的幅值与均匀值的比值称为脉动系数S。v2V(24cos2t4cos4t)O2π3π2V215πS42V2223ππ0.673单相桥式整流电路的负载特征曲线单相桥式整流电路的负载特征曲线是指输出电压与负载电流之间的关系曲VOf(IO)线该曲线如图所示。曲线的斜率代表了整流电路的内阻。图负载特征曲线三、单相半波整流电路单相整流电路除桥式整流电路外，还有单相半波和全波两种形式。单相半波整流电路如图10.1.4(a)所示，波形图如图10.1.4(b)所示。图单相半波整流电路(a)电路图(b)波形图做最好的自己精选文档依据图可知，输出电压在一个工频周期内，不过正半周导电，在负载上获取的是半个正弦波。负载上输出均匀电压为VOVL1π2V2sintd(t)2π020.45V2V2π流过负载和二极管的均匀电流为2V20.45V2IDILπRL二极管所承受的最大反向电压RLVRmax2V2四、单相全波整流电路单相全波整流电路如图10.1.5(a)所示，波形图如图10.1.5(b)所示。图单相全波整流电路(a)电路图(b)波形图依据图（b）可知，全波整流电路的输出，与桥式整流电路的输出相同。输出均匀电压为VOVL1π2V2sin22V20.9V2π0td(t)πIoIL22V20.9V2流过负载的均匀电流为πRRLLVRmax22V2二极管所承受的最大反向电压单相全波整流电路的脉动系数S与单相桥式整流电路相同。做最好的自己精选文档S42V222V220.673ππ3单相桥式整流电路的变压器中只有沟通电流流过，而半波和全波整流电路中均有直流重量流过。所以单相桥式整流电路的变压器效率较高，在相同的功率容量条件下，体积能够小一些。单相桥式整流电路的整体性能优于单相半波和全波整流电路，故宽泛应用于直流电源之中。第19.20课时教课目的：让学生认识数制和码制教课内容:1、十进制、二进制、八进制和十六进制．不同数制间的变换3．BCD码教课重点：不同数制间的变换教课过程:1.2数制和码制往常，一个数值可用两种不同的方法表示：即按“值”表示和按“形”表示。按“值”表示要求在选定的进位制中表示出正确的数值，如关于数值“正十五点三”和“负四点八”，在十进制中可分别表示为+15.3和—4.8。按“形”表示则是依据必定的编码方法形式地表示出数值，如用ASCII码表示数值“正十五点三”，其形式为2B31352E33由上例不难看出，采纳按“值”表示的方法时，需要解决三个问题：一是恰当地采纳“数字符号”（或称数码）及其组合规则；二是正确地给出小数点的位置；三是正确地表示出数的正、负符号。采纳按“形”表示时，先要确立编码规则，而后按此规则编出所需代码。一、进位计数制做最好的自己精选文档（1）进位制：顾名思义，就是一种按进位方式实现计数的制度。表示数时，仅用一位数码常常不够用，一定用进位计数的方法构成多位数码。多位数码每一位的构成以及从低位到高位的进位规则称为进位计数制，简称进位制。（2）基数：进位制的基数，就是在该进位制中可能用到的数码个数。（3）位权（位的权数）：在某一进位制的数中，每一位的大小都对应着该位上的数码乘上一个固定的数，这个固定的数就是这一位的权数。权数是一个幂。常用的进位制有十进制、二进制、八进制和十六进制。表一不同基数的进位制数数值十进二进八进十六数值十进二进八进十六制制制进制制制制进制零0000000八81000108一1000111九91001119二2001022十10101012A三3001133十一11101113B四4010044十二12110014C五5010155十三13110115D六6011066十四14111016E七7011177十五15111117F二、不同数制间的变换1、非十进制数变换为十进制数——多项式代替法原理：任何一个数都能够用其按权睁开式表示。详细方法：将一非十进制数按权睁开成一多项式，每项是该位数码与相应权值之积，把此多项式中的数码和权用等值十进制数表示，所得结果就是变换后该数的十进制数。例：将二进制数1011.101变换为十进制数。即(1011.101)2(?)10将二进制数的并列表示法变换为多项式表示法，则得(1011.101)2做最好的自己精选文档[1(10)110(10)101(10)11(10)01(10)_10(10)_101(10)_11]2（式1）将等式右侧的所有十进制数变换为等值的十进制数，则得(1011.101)2[1(2)30(2)21(2)11(2)01(2)_10(2)_21(2)_3]10在十进制上当算等式右侧之值，则得(1011.101)2[8210.50.125]10(11.625)10实质上，这一方法可推行就任何两个α，β进制数之间的变换。在这里，需指出的是，在变换时（式1）往常会被省去。2、十进制数变换为非十进制数十进制数变换为非十进制数时，要将其整数部分和小数部分分别变换，再将结果归并为目的数制形式。（1）整数部分的变换整数部分的变换采纳基数除法。即用目的数制的基数去除十进制整数，第一次除得的余数为目的数的最低位，所获取的商再除以该基数，所得余数为目的数的次低位，挨次类推，连续上边的过程，直到商为0时，所得余数为目的数的最高位。此法称为除基取余法。（2）小数部分的变换小数部分的变换采纳基数乘法进行的。即用该小数乘目的数制的基数，第一次乘得的结果的整数部分为目的数小数的最高位，其小数部分再乘基数，所得的结果的整数部分为目的数小数的次最高位，挨次类推，连续上边的过程，直到小数部分为0或达到要求精度为止。此法称为乘基取整法。例：将十进制数23.59375变换为八进制数、二进制数和十六进制数。解：故（23.59375）10=(27.46)8又(27.46)8=（10111.10011）2=(17.98)16所以（23.59375）10=（10111.10011）2=(17.98)16做最好的自己精选文档二、二进制代码数字系统只好辨别0和1，如何才能表示更多的数码、符号、字母呢？用编码能够解决此问题。在计算机中，数除采纳按“值”表示外，还采纳按“形”表示，这就是对数进行编码。所谓编码就是用必定规则组合而成的若干位二进制码来表示数或字符（字母或符号）。用以表示十进制数码、字母、符号等信息的必定位数的二进制数称为二进制代码。一、二-十进制代码二-十进制代码：用4位二进制数b3b2b1b0来表示十进制数中的0~9十个数码。简称BCD码。用四位自然二进制码中的前十个码字来表示十进制数码，因各位的权值挨次为8、4、2、1，故称8421BCD码。2421码的权值挨次为2、4、2、1；余3码由8421码加0011获取；格雷码是一种循环码，其特色是任何相邻的两个码字，仅有一位代码不同，其余位相同。十进制8421码余3码2421（A）码2421（B）5421码数码000000011000000000000100010100000100010001200100101001000100010300110110001100110011401000111010001000100501011000010110111000601101001011011001001701111010011111011010810001011111011101011910011100111111111100权8421无权242124215421做最好的自己精选文档注：BCD码不是二进制数的大小，而是十进制数的二进制代码，是人与数字系统联系的一种中间表示。作业：见习题集第21.22课时教课目的：让学生认识组合电路的剖析方法和设计方法教课内容：编码器、译码器、数据选择器、数据分派器、加法器、数值比较器等中规模教课难点：集成电路的逻辑功能和使用方法组合电路中的竞争与冒险现象教课过程：6.1概括1、数字电路的分类在数字系统中，依据逻辑功能的不同，数字电路分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类。2、观点：若一个数字逻辑电路在某一时刻的输出，不过取决于这一时刻的输入状态，而与电路本来的状态没关，则该电路称为组合逻辑电路。3、组合逻辑电路的构造特色·只好由门电路构成·电路的输入与输出无反应路径·电路中不包含记忆单元4、中规模集成（MSI）电路已经是一个功能性逻辑零件，它的名称仅代表了它的主要用途，而不是所有用途。在学习MSI电路时，主要应熟习它的逻辑符号、逻辑功能和用途，对它的逻辑电路只需作一般性的认识即可。6.2组合逻辑电路的剖析方法和设计方法做最好的自己精选文档何为剖析？所谓组合逻辑电路的剖析就是依据已知的组合逻辑电路，确立其输入与输出之间的逻辑关系，考证和说明该电路逻辑功能的过程。亦即：对给定的一个组合逻辑电路，确立其输入与输出之间的逻辑关系，考证和说明该电路逻辑功能的过程。什么是设计？所谓设计就是依据给定的功能要求，求出实现该功能的最简单的组合逻辑电路。一、组合逻辑电路的剖析方法1、基本剖析方法逻辑图从输入到输出逐级写出逻辑表达式化简最简与或表达式真值表电路的逻辑功能2、剖析举例课本[例6.2.1]、[例6.2.2][例]剖析以下电路的逻辑功能·逻辑图Y1ABC·逻辑表达式：YABYYYYBABCABB2312Y3XYB·最简与-或表达式：YABCABBABBAB·真值表：做最好的自己精选文档·电路的逻辑功能：电路的输出Y只与输入A、B有关，ABCY而与输入C没关。Y和A、B的逻辑关系为：A、B中只需一0001个为0，Y=1；A、B全为1时，Y=0。所以Y和A、B的逻辑0011关系为与非运算的关系。0101可用与非门实现：0111YABAB10011011二、组合逻辑电路的设计方法11001、基本设计方法1110电路功能描绘穷举法真值表逻辑表达式或卡诺图最简与-或表达式逻辑变换逻辑电路图2、设计举例（1）单输出组合逻辑电路的设计课本[例6.2.3][例]：用与非门设计一个举重裁判表决电路。设举重竞赛有3个裁判，一个主裁判和两个副裁判。杠铃完整举上的判决由每一个裁判按一下自己眼前的按钮来确立。只有当两个或两个以上裁判判明成功，而且此中有一个为主裁判时，表示成功的灯才亮。·电路功能描绘（见题目）·真值表（穷举法）：设主裁判为变量A，副裁判分别为B和C；表示成功与否的灯为Y，依据逻辑要求列出真值表。做最好的自己精选文档·逻辑表达式ABCYABCYm5m6m7ABCABCABC

Y·最简与-或表达式（用卡诺图化简）00001000YABAC0010101101001101BC00011110·逻A0110