《电子技术基础》教案

《电子技术根底》教案适用学时：前

60〔54〕学时编写日期：202321日《电子技术根底》教案《电子技术根底》教案22§绪言教学内容一、电子技术根底课的性质换或重组合，然后应用到各个领域。路的应用范围、效率和形式。二、电子技术根底课程的内容1、半导体器件场效应管的构造、工作原理、特性和主要参数，以及它们的简洁检测方法。2、放大和振荡电路放大电路的放大功能是电子技术的重要理论依据。3、集成运算放大器4、直流电源5、晶闸管电路6、门电路及组合规律电路7、触发器和时序电路三、课程目的和学习方法教学要求：

§第一节半导体的根本学问＋4＋4＋4＋4价电子共价键的两个价电子＋4＋4＋4＋4自由电子cba＋4＋4＋4空穴理解掺杂半导体的产生及导电类型PN教学内容一、半导体的导电特性《电子技术根底》教案《电子技术根底》教案〔a〕硅和锗原子的简化构造模型 (b)晶体的共价键构造及电子空穴对的产生图 1.1硅、锗原子构造模型及共价键构造示意图1、N1.2常用的三价元素的杂质有磷、砷和锑等。2、P

＋4＋4＋4＋4＋4＋4自由电子＋4＋5＋4磷原子＋4＋4＋4

电子一空穴对1.3示。常用的三价元素的杂质有硼、铟等。空穴空穴＋4＋4＋4＋4＋3＋4硼原子＋4＋4＋41、PN

图1.3 P型半导体的构造

电子一空穴对在一块本征半导体在两侧通过集中不同的杂质,分别形成P型半导体和N型半导体。PN图1.4所示。P 空间电荷区 区N区3内电场《电子技术根底》教案《电子技术根底》教案102、PN结的单向导电性

图1.4 PN结的形成正偏与反偏：当外加电压使PNPN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。PNP变P变N空穴电子RI内电外电P变厚N电子空穴R内电外电正向偏置 〔b〕反向偏置图1.5 PN结的导电特性(2)PN2

其次节 二极管教学要求：理解二极管的伏安特性及其主要参数把握二极管的简洁检测方法教学内容触型和平面型三大类。外壳(阳极)P

(阴极) VD (阴极)阳极引线

— ＋ －阴极引线〔a〕构造 〔b〕电路符号图1.6 二极管构造、符号及外形最大整流电流IIR

实物外形iviv/mÕB¹I-U£¨B-31510B¡AA0.20.4C-uv/C¡¨μADD图1.7图1.7二极管伏安特性曲线七、二极管的识别和间易检测方法万用表的红笔(正端)接表内电池的负级，黑笔〔负端〕接表内电池的正极。要留意的是，由于二极管正向特性曲线起始端的非线性，PNR×100R×1K一样的。第三节 三极管教学要求：1理解三极管的放大作用和原理、特性曲线、主要参数教学内容一、三极管的构造、符号和类型集电极集电极ccc集电极cc集电结cN集电区P基极b基极bbbP基区Nbb放射区放射结NPee放射极e放射极eee1.8三极管的构造示意图及其在电路中的符号1、三极管的工作电压上加反向偏置电压。2、三极管内电流安排关系三、三极管的特性曲线可以从特性曲线上反映出来。1008060

iB/μA

25℃

i/mA 饱和区c100μA480μA3 放 60μAE= VEE40 uC ≥EuC20

2 大 40μA1 区 20μAiB=0μA/v0.2 0.4 0.6 0.8 u/vBE〔a〕

2 4〔b〕

6 8

10 u/vCE/v1、电流放大系数2、极间反向电流

图1.9 三极管的特性曲线五、三极管的识别和简洁的测试作业教材P235、6、7§课题一 二、三极管检测试验2§第五节其他半导体器件教学要求：应用等根本学问教学内容一、稳压二极管PN范围内变化时稳压管两端的电压几乎不变。二、开关二极管用。三、变容二极管PN随着反向电压变化而变化。四、发光二极管决于所用的材料，可发出红、黄、绿及红外光等作业P697、8、9教学要求：1、了解放大器的概念2、理解放大器的工作原理

其次章放大和振荡电路§2－1低频电压放大电路教学内容下良好的根底。一、共放射极根本放大电路状况。1、不设静态工作点的放大电路当放大器的输入信号u 0时，三极管的基极回路和集电极回路中只有直流通过，放i大器这时的状态称为静态静态时的基极电流集电极电流和集射极电压分别用I BQ CQ和UCEQ

IBQ

ICQ

和UCEQ

的交点Q压。VVCCRb2RcR+b1u+uo–RL–i图2.1 共放射极放大电路2、静态工作点的设置为了消退上述电路产生的严峻失真，必需在放大器的静态时设置一个适宜的静态工作点，即在三极管的基极回路中加一偏置电压，为基极供给一个适宜的偏置电流I 。BQ在给三极管加了一个适宜的偏置电流IBQ

后，相应的就有确定大小的U

BEQ

、I 和CQUCEQ

，使放大器具有适宜的静态工作点。这时再来考虑有一个较小的正弦沟通信号输入时的状况〔称为放大电路的动态。使可避开输入信号在放大过程中产生失真。二、共放射极放大电路的工作原理iuiuICQCCEUCEQittIBQBuutRocititi+Buu+RCE+uoVCCib––VBB–图2.2(a)ui=0 时〔静态〕iuICQCCEUCEQittIBQBuutRocititi+Buu+RCEib––+uoVCCVBB–图2.2(b)ui=sinwt时〔动态〕ui=0静态工作状况；(b)ui=sinwt§2－2共放射极放大电路的分析教学要求：了解直流通路与沟通通路的含义与画法理解图解分析法理解电压放大倍数、输入电阻和输出电阻的意义，并会进展近似估算教学内容一、直流通路和沟通通路1、直流通路直流通路就是放大电路的直流等效电路，是在静态时放大电路的输入回路和输出回器的支路断开，其他不变。2、沟通通路也简化成始终线。二、近似估算法1、近似估算静态工作点近似估算静态工作点时用直流通路，可得：UI CCBQ

UBEQRBUBEQ

与电源电压相比，U可无视，因此上式可写为：BEQUI CCBQ RB依据三极管的电流关系I I I ,无视穿透电流I时有：C B CEO CEO从集电极回路来看：

I ICQ BQ经整理后可得：

U CC

CEQ

I RCQ CUCEQ

U I RCC CQ C输入电阻大小为：R uii ii输出电阻大小为： R ro ce三、图解分析法

//RC器有关元器件的参数。先分析静态，然后再分析动态。1、用图解法确定静态工作点的步骤：〔2〕依据直流通路列出放大电路直流输出回路的电压方程式：UCEVCC－IC·RC〔3〕轴的截距，连接两点，便得到直流负载线。IBQ。Q〔静态工作点，该QBQCQCQ〕点的值。〔1〕在放大电路静态分析的根底上，依据静态工作点的数值及相关rbe。画出放大电路的微变等效电路。依据微变等效电路及Au、ri、ro的定义式，分别求出Au、ri、ro。§2－3静态工作点的稳定教学要求：1、了解静态工作点稳定的因素教学内容一、温度对静态工作点的影响ICBOT上升输出特性曲线上移。T上升输入特性曲线左移。bT上升输出特性曲线族间距增大。II＋VCC1RR31+V+C2RsC1+I2R2IERLuoReui+Ce－2.3分压式偏置放大电路〔1〕R1、R2UB。〔2〕Re的电流负反响作用稳定静态工作点。画出放大电路的直流通路IBQICQUCEQ。作业教材P6911、12、13§课题二 低频小信号电压放大电路试验4§2－4多级阻容耦合放大电路教学要求：了解多极放大电路的组成和要求理解常用的极间耦合方式及其特点教学内容一、两极阻容耦合放大器＋＋VCCRc1Rc2Rb11Rb21++++V1C2V2C+3C1RLuouiRb12R+Rb22+e1Re2Ce1Ce2－－图2.4 两级阻容耦合放大电路优点：因电容具有“隔直”作用，所以各级电路的静态工作点相互独立，互不影响。点。尤其对于变化缓慢的信号容抗很大，不便于传输。此外，在集成电路中，制造大容量的电容很困难，所以这种耦合方式下的多级放大电路不便于集成§2－5放大电路中的负反响教学要求：了解负反响的四种根本方式理解反响的根本概念和反响放大电路的组成教学内容一、反响的根本概念〔电压或电流的一局部或全部送回到放大器的输入端，并与输入信号〔电压或电流〕相合成的过程。＋VCC＋VCCRb+VC+1UBEUC2iRUReoLI＋VCC1Rb1Rc++VC2C1IeURb2RLUoiReURE图2.6 两种放大电路中的反响Rc+Rc+VCCRf+－1++IfC23VRsC1Ib-gRL+U1 IiR+UeCes42＋VCCIRRoCb231+VIC+CUbe+URRfUfUoib1ReCe+2图2.7电压并联负反响 图2.8电压串联负反响1、负反响使放大倍数降低2、负反响提高了放大倍数的稳定性3、负反响使非线性失真减小大ωt大ωt小ωtXiXoA小大ωtωtωtXiX′i大AXO小F无反响 (b)有负反响图2.9 负反响减小非线性失真作业教材P6914、15教学要求：

§2－6 功率放大器OTL教学内容1.要求输出足够大的功率信号前置功率负载源放大器放大器(换能器)2.10放大器方框图2.效率要高3.非线性失真要小4.要考虑功率管的散热和保护问题5.在分析方法上，通常承受图解法二、功率放大器的分类1.2.甲乙类放大状态3.乙类放大状态ii(Q iB(Q iB=常IC0iω0uCi(bQ i=常IB0iω0iCuC(c00Q iB=常ωuC〔a〕甲类放大 〔b〕甲乙类放大 〔c〕乙类放大PNPNPNPNP2.15++VCCRcb1V1VD1K+RVD22b2V2C+V3RLuouiR1Re－2.12承受一个电源的互补对称电路§2－6 正弦波振荡器教学要求：1、了解振荡的根本概念2、理解振荡器的组成、振荡条件、起振过程教学内容1、自激振荡的条件 AuF a f

和输入信号的相位一样，即电路必需具有正反响。2、LC+U+UCCCLRRLB1Ci1b+uCi+-ufR2-ERELi2.13变压器反响式振荡器RCCCCL1 2 21 C rLCCC LCCC C1 2120

2 be。C R1 L围内频率可调，常对电路进展改进，如在电感支路串联一个小电容C，此时振荡频率为12 LCf 2 LC0三、石英晶体振荡器石英晶体正弦波振荡电路，其等效电路及频率特性见图8.1.28，特点是电路有两个谐L、C、R支路发生串联谐振时，谐振频率为12 LCf 2 LCsL.R.CC0

发生并联谐振，谐振频率为11CC。2 LCC0C2 LCC0CC0p s0串联谐振频率打算。石英晶体使用时要留意：①按规定要接确定的负载电容C，用来补偿晶片的频率L误差，为了调整便利常用微调电容。②工作时要有适宜的鼓舞电平。作业教材P6917、18§课题三正弦波振荡器试验〔可选〕22

第三章集成运算放大器§3－1 直接耦合放大电路通常可承受以下措施。1、用放射极电阻调整电位的直接耦合放大电路2、用二极管调整电位的直接耦合放大电路二、零点漂移问题零漂是指输出端缓慢的不规章的电压变化，在直接耦合放大电路中，第一级的零漂漂影响最大。放大倍数。合放大电路的主要争论内容。§3－2 差动放大电路4直接耦合放大电路能够放大缓慢变化的信号和直流信号，但由此却带来零点漂移问率，这是设计和制造高质量的直流放大电路要解决的主要问题。一、根本差动放大电路的组成、抑制零漂的原理和放大作用1、零点漂移现象及产生的缘由引起的半导体器件参数的变化是产生零点漂移现象的主要缘由。2、抑制零点〔温度〕漂移的方法①在电路中引入直流负反响；②承受温度补偿的方法，利用热敏元件来抵消放大管的变化；3.1+VR R R Ruo uouoV Vu u二、有用的差动放大器

3.1差动放大电路的组成1、带调零电位器的长尾式差动放大电路++VCCRc1Rc2uoV1V2+_Re图3.2长尾式差分电路3图3.2长尾式差分电路Re组成。输出信号从两管集电极之间取出，利VEERe上的直流压降，使电路静态时两管输入端电位为零，以使放大器有适宜的静态工作点。差模信号是指大小相等极性相反的输入信号，它是需要放大的有用信号。Re对差模信号可视为短路，没有反响作用；Re对共模信号折算到单一边放大器时，相当于每只管放射极接2Re的放射极电阻。补偿抑制温漂外，Re对共模信号有负反响作用，起抑制零漂的作用，Re越大，共模信号的放大倍数下降越多。③差动放大电路参数〔双端输入-双端输出时〕：差模电压放大倍数：当给差分放大电路输入一个差模信号Vid时，由于电路的对称性，经分压后，相当于分别给差分的两个管子参与±Vid/2的信号，相当于每管带RL/2的R(Re// L)负载。其差模电压放大倍数为： A d

R

2 ，它与单管电压放大倍数一样。b be共模电压放大倍数是描述电路对共模信号的抑制力气，抱负对称时Ac=0。R=2〔R+r。I b beR=2R0 c共模抑制比，它定义为差模电压放大倍数与共模电压放大倍数之比，抱负状况下AdAcK AdAcCMR三、差动放大电路的几种连接方法不同状况加以选择。通常有以下四种连接方式：1、双端输入、双端输出2、双端输入、单端输出3、单端输入、双端输出4、单端输入、单端输出作业教材P955、6、7§3－3 集成运算放大器简介21、集成电路中元器件的特点全都，对称性好，适于作差动放大电路。P～几十千欧之间，阻值太高和太低的电阻均不易制造，大电阻多承受外接方式。集成电路中的电容是用PN100pF，如必需用大电容时可以外接。利用集成电路工艺目前还不能制造电感器。2、集成电路的分类4、集成电路的型号命名和外形1、集成运放的分类低功耗或微功耗集成运算放大器：电源电压±15V6mWμW高速集成运算放大器。10MHZ。等。Uo大于±22V。功率型集成运算放大器。高输入阻抗集成运算放大器。电流型集成运算放大器。跨导型集成运算放大器。程控型集成运算放大器。低噪声型集成运算放大器。集成电压跟随器。输入级中间级输入级中间级输出级偏置电路图3.34、集成运放的代表符号《电子技术根底》教案《电子技术根底》教案Auo3.4ｂ表示过去曾用过的符号。u＋u u＋u ＋1、开环差模电压放大倍数2、输入失调电压3、输入失调电流4、输入偏置电流5、最大差模输入电压6、最大共模输入电压7、差模输入电阻8、最大输出电压§3－4根本集成运算放大电路21、抱负集成运算放大器的特性输出的最大信号。也就是说，几乎不向信号源吸取能量。开环输出电阻，不带反响时的输出电阻近似为零，带负载的力气格外强。共模抑制比，对差模信号有放大作用，对共模信号几乎能全部抑制。2、抱负集成运放分析方法由抱负运放的性能指