电子技术基础与技能-机工教案教案三极管的结构及符号、三极管的电流放大特性

电子技术根底与技能主编胡峥 10其次章教案授课班级

课程名称

电子技术根底与技能教学内容课堂类型

三极管的构造及符号、三极管的电流放大特性学时教学目的

学时1、把握三极管的构造及符号。2、了解三极管的电流放大特性。

授课时间教学重、难点三极管的电流放大特性教学内容及步骤晶体三极管及应用晶体三极管的构造及符号【三极管的构造】三极管由两个PNPNPN结把整个半导体基片分成三局部，中间局部P型半导体和N型半导体的排列方式不同，可分为PNP和NPN两种。从三个区引出相应的电极，分别为基极b、放射极e和集电极c。放射区和基区之间的PN结叫放射结，集电区和基区之间的PN结叫集电结。PNP型 b)NPN型2-2三极管的构造与电路图形符号【三极管的分类】三极管的种类很多，通常按以下方法进展分类：按半导体材料分，可分为硅管和锗管。硅管工作稳定优于锗管，因此当前生产和使用常用硅管。NPNPNP型两类。目前我国制造的硅管多为NPN型(也有少量PNP型)，锗管多为PNP型。按用途分，可分为一般放大管和开关管等。按功率大小分，可分为小功率管、中功率管和大功率管。按工作频率分，可分为超高频管、高频管、低频管。晶体三极管电流放大作用〔〕【试验目的】

备注本节内容安排演示试验或试验了解三极管三个电极上电流I、I、I的安排关系B C E了解三极管电流放大作用的特点【试验内容】按图2-5所示连接电路，给三极管两个PN结加上电压，三个电流表分别显示三极管各极电流I、I、I的值。B C ERP的值使IB

2-12-1中。并完成填空题。2-5测试三极管电流放大作用电路图表2-1 三极管各极电流工程B

10.01

20.02

30.03

40.04

50.05I/m观 CA测I/m值 EA计 I+IB C算 IcI值IB从试验结果可以看出，三极管的电流 〔I,I,I

〕对电流B C EIcI〔I,I,I〕有明显的掌握作用，且 值在I变化时 〔会/不会〕IB C E BB发生明显变化。【试验结论】三极管三个电极上电流I、I、I

的安排关系为：I=I+IB C E E B C基极电流IB

变化会引起集电极电流IC

也跟着变化，IC

I掌握。且BIcI几乎保持不变，为一常数，三极管的这一特性称为直流电流放大作用。IB可用下面公式表示为：当三极管外加沟通电压时，三极管的沟通电流放大倍数：【结论归纳】三极管是一个电流掌握器件，用一个很小的基极电流就能掌握一个很大的集电极电流或放射极电流。基极电流能够掌握集电极电流或放射极电流，就是电流的放大，从而实现三极管对信号的放大作用，实现“以小控大”的作用，但并没有实现能量的放大。【三极管具有电流放大作用的外部条件】假设使三极管具有电流放大作用必需具备相应的外部条件：要给三极管加上适宜的工作电压，即保证放射结加正向电压，集电结加反向电压。满足电流放大的外部条件时，三极管2-2所示。表2-2三极管引脚的电位关系NPN型管 PNP型管UC>UB>UE UC＜UB＜UE其次章教案授课班级教学内容课堂类型学时教学目的

课程名称晶体三极管的伏安特性曲线学时1、了二极管的伏安特性曲线2、了解三极管的三种工作状态

电子技术根底与技能授课时间教学重、难点教学重、难点：了解三极管的三种工作状态教学内容及步骤 备注晶体三极管的伏安特性曲线性曲线来描述三极管各极电流与极间电压之间的关系。与二极管不同的是，三极管的伏安特性曲线分为输入特性曲线和输出特性曲线。CEBE【三极管输入特性曲线】输入特性曲线是指当输出电压U 肯定时，反CEBEB映输入电流IB

与输入电压U

之间关系的曲线。三极管输入特性曲线PN结，所以三极管的输入特性曲线与二极管的正向特性曲线格外相像。通常把三极管电流开头明显增加的放射结电压称为导通电压。在室0.6～0.70.2～0.3B【三极管输出特性曲线】输出特性曲线是指当输出电流IB

肯定时，反映C输出电流IC

与输入电压U

之间关系的曲线。CE课堂试验二晶体三极管输出特性曲线的测试CE【试验目的】了解三极管的三种工作状态。【试验内容】BB CC〔1〕按图2-7连接电路，其中V 和V 的大小和极性均可调整。BB CC2-7三极管输出特性测试电路BB2-5VBB的变化状况。

VCC

的极性，观看LED亮度2-5测试三极管输出特性曲线现象三极管工作条件放射结和集电结均反偏放射结正偏集电结反偏放射结和集电结均正偏

LED不亮微亮渐渐变为亮亮度不变

三极管状态断开的开关具有放大作用闭合的开关其次章教案授课班级教学内容课堂类型学时教学目的课程名称其次章教案授课班级教学内容课堂类型学时教学目的课程名称2-1电子技术根底与技能三极管的识别与检测学时授课时间教学重、难点1、会利用三极管引脚分布规律识别三极管的基极、集电极、放射极2、会用万用表检测出三极管的三个极并推断其性能会用万用表检测出三极管的三个极并推断其性能教学内容及步骤备注2-8三极管输出特性曲线截止区：三极管的放射结和集电结均反偏。放大区：三极管的放射结正偏，集电结反偏。饱和区：三极管的放射结和集电结均正偏。晶体三极管的主要参数晶体三极管的测试【训练内容及步骤】〔1〕三极管实物引脚识别2-102-10三极管实物引脚识别记录表型号外形特点检测结果型号 外形特点 检测结果2SC90122N55512SC90132N54012SC80503DD62SC85503AD302SC18153CG82-11三极管测试记录表型号管型引脚排列 放大力量 稳定性2SC90122SC80502N54012SA9403AD303CG8其次章教案授课班级教学内容课堂类型学时教学目的

课程名称放大电路的根本学问学时1、放大电路的根本学问2、放大电路的主要性能指标

电子技术根底与技能授课时间〔2〕用万用表检测三极管〔2〕用万用表检测三极管2-11〔3〕在上面测的三极管中任选出的一只好管子，将测量数据填入表2-12中。2-12三极管测量数据表型号 RbeRebRbcRcbRceRec留意：1．在测试三极管的正、反向电阻〔尤其反向电阻〕时，肯定要避免人体电阻的介入，以免误差过大。21.5mm，以免管脚根部断掉。3．在测三极管两级间的电阻时，引脚要刮除氧化层，防止表笔跟引脚接触不良，且刮引脚时应在引脚根部留出肯定距离〔一般为3mm。教学内容及步骤 备注放大电路的构成放大电路的根本学问【放大电路的概念】能把外界送入微弱的电信号不失真地放大至所需数值并送给负载的电路就称为放大电路。【放大电路的分类】按信号的大小分，可分为小信号放大器和大信号放大器；本章所学的是低频小信号放大器。【放大器的方框图】实际放大器的类型各种各样，但都可以用以下的框图来表示，如图2-13a所示。放大器由信号源、放大电路、直流电源和负载四局部组成。其中信号源代表被放大的弱小电信号；负载代表实际用电设备(例如扬声器、显像管等)。组成局部 b)内部构造【放大电路的主要性能指标】〔1〕放大倍数：衡量放大电路放大力量的指标，用字母A表示。它是在输出波形不失真的状况下输出端电量与输入端电量的比值。1〕电压放大倍数Au：是指放大器的输出电压Uo有效值与输入电压有效UU值Ui的比值，定义式为A= oUui电压增益，常用字母A表示，单位分贝〔d，定义为 A=20lgAu(dB)AIo与输入电流有效值iIIiAi

=Ioi电流放大倍数在工程中以对数形式表示称为电流增益常用字母A表示，单位分贝dB，定义为： A= 20lgAi(dB)功率放大倍数Ap：是指放大器的输出功率Po与输入功率Pi的比值，定义式为： PP功率增益定义为 AP= oPi其次章教案授课班级教学内容课堂类型学时教学目的

课程名称共放射极单管放大电路学时1、电路的组成及各元件作用2、共放射极单管放大电路的工作原理

电子技术根底与技能授课时间功率增益功率增益A表示，分贝dB，定义为A=10lgA(dB)P教学内容及步骤 备注共放射极单管放大电路【电路的组成及各元件作用】【电路中各电流、电压的符号规定】电路中既包含输入信号所产生的沟通量，又包含直流电源所产生的直流量。为了区分不同重量，通常做了以2-14所示。【电路的工作原理】〔1〕放大器的静态工作点静态是指放大器没有沟通输入信号时放大电路的直流工作状态。动态是指放大器有沟通信号输入时放大电路的工作状态。静态工作点是指在静态状况下，放大器输入端的电流I 和电压U 及BQ BEQ输出端的电流I 和电压U 在三极管输入输出特性曲线族上所确定的CQ CEQ点，用Ｑ2-16所示。2-16静态工作点〔2〕放大器的工作原理〔2〕放大器的工作原理2-17u通过电ioC的耦合送到三极管的基极和放射极相当于基-射极间电压u 发生了lBE变化，于是引起i、i、uB C CE随之发生变化。uCECuuu反相。２ooi2-17放大器各处的电压、电流的波形相位相反，幅度被放大，全部这种电路除了有电压放大作用还有电压倒相作用。*2.2.3放大电路三种组态的特点a)共射极接法b) 共基极接法c) 共集电极接法图2-18 三极管在电路中的三种根本连接方式授课班级教学内容课堂类型学时教学目的

课程名称放大电路的分析学时1、画直流通路和沟通通路2、静态工作点的近似计算

电子技术根底与技能授课时间教学重、难点教学重、难点：静态工作点的近似计算教学内容及步骤备注放大电路的分析教学内容及步骤备注放大电路的分析画直流通路和沟通通路【直流通路】指静态时放大电路直流电流通过的路径。【沟通通路】指输入沟通信号时放大电路沟通信号流通的路径。2.3.2静态工作点的近似计算静态时，放大电路中各处的电压、电流均为直流量。对直流通路作电路分析，求解输入、输出电路的电流、电压即放大电路的静态分析，从而确定出静态工作Q。下面以单管共射放大电路为例进展讲解。2-21b〕VCC、R、RUbC〔UBEQBEQ≈0.7V，UBEQ≈0.3V〕可以推导得：授课班级教学内容课堂类型学时教学目的

课程名称放大器静态工作点的稳定学时1、分压式偏置放大电路的组成及各元件作用。2、分压式偏置放大电路稳定静态工作点的原理。3、分压式偏置放大电路静态工作点的估算。

电子技术根底与技能授课时间教学重、难点教学重、难点：分压式偏置放大电路静态工作点的估算。教学内容及步骤 备注放大器静态工作点的稳定温度对静态工作点的影响【温度变化造成静态工作点不稳定的缘由】试验说明，温度上升会造成ICQ2-26示。

2-26温度对静态工作点的影响共放射极根本放大电路受温度影响极易造成静态工作点不稳定，因此，在实际应用中很少承受。为了能自动稳定静态工作点，常承受分压式偏置放大电路和射极偏置放大电路。分压式偏置放大电路【电路的组成及各元件作用】分压式偏置放大电路及实物图。【稳定静态工作点的原理】ICQ

IEQ

Re

产生的电压UEQ

也随之增大；而U =U -U ，由于U 是电源电压V 经R 、R 串联分压后得EQ BQ BEQ BQ cc b1 b2到的稳定值，所以U

BEQ

将减小。此时，IBQ

减小，ICQ

也将减小。上述过程可表示为：所以，分压式偏置放大电路具有自动调整功能，当ICQ

要增加时，电路不让其增加；当I要减小时，电路不让其减小；从而迫使I

稳定。所CQ CQ以该电路具有稳定静态工作点的作用。【静态工作点的估算】分压式偏置放大电路的直流通路。其次章教案授课班级其次章教案授课班级教学内容课堂类型学时教学目的课程名称电子技术根底与技能技能训练2-2 分压式偏置放大电路静态工作点的稳定学时1、生疏电子元器件和各种试验仪器的使用2、会使用万用表调试单管共射放大电路的静态工作点3、会搭接分压式偏置电路，会调整静态工作点授课时间教学重、难点教学重、难点：会使用万用表调试单管共射放大电路的静态工作点教学内容及步骤 备注【训练内容及步骤】如图2-25所示，按单管共射放大试验电路的连线图连接电路，并在印制板上进展焊接。不参加沟通输入信号，调整电位器RP到最大，将直流电源调至8V接入电路，调整电位器RPU=1.5V，测量此时RP、I、I的值，并计算出CEQ BQ CQI、I、U2-18BQ CQ CEQ调整信号发生器，使之输出频率为f=lkHz，幅值为20mV的正弦沟通信UUUi i o2-18RPU为2.1V0.9VRCEQ PI、I的值，并计算出I、I、U的值。再将沟通输入信号UBQ CQ BQ CQ CEQ iR的值后输出端电压UP o2-182-18训练测量记录表测量值 测量值 估算值 输出信号uo是否RP〔〕调整

I IBQ mA

U ICEQ V 1.5

I UCQ mA V

波形 产生失真其次章教案授课班级教学内容课堂类型学时教学目的

1、多级放大器的组成

课程名称多级放大器学时

电子技术根底与技能授课时间2.10.92.10.93、多级放大器的简洁分析教学重、难点教学重、难点：多级放大器的简洁分析教学内容及步骤 备注多级放大器实际应用中，放大电路的输入信号通常很微弱〔毫伏或微伏数量级为了使放大后的信号能够驱动负载，仅仅通过单管放大电路进展信号放大，很难到达实际要求，常常需要承受多级放大电路。承受多级放大电路可有效地提高放大电路的各种性能，如提高电路的电压增益、电流增益、输入电阻、带负载力量等。多级放大器的组成【定义】多级放大电路是指两个或两个以上的单级放大电路所组成的电2-30所示为多级放大电路的组成框图。2-30多级放大电路的组成框图【各级作用】通常称多级放大电路的第一级为输入级。对于输入级，一般对信号进展放大。中间级主要实现电压信号的放大，一般要用几级放大电路才能完成信号的放大。通常把多级放大电路的最终一级称为输出级，主要用于功率放大，以驱动负载工作。【多级放大电路的耦合方式】在多级放大电路中，各级放大电路输入和输出之间的连接方式称为耦合方式。常见的连接方式有三种：阻容耦合、直接耦合和变压器耦合。多级放大器的简洁分析【电压放大倍数Au压放大倍数的乘级。即:Au=Au1Au2Au3…Aun1【输入电阻RiRi等于从第一级放大电路的输入端所看到的等效输入电阻Ri即：1Ri=Ri1【输出电阻Ro】多级放大电路的输出电阻Ro等于从最终一级〔末级〕放大电路的输出端所看到的等效电阻Ron即：Ro=Ron其次章教案授课班级教学内容课堂类型学时教学目的

课程名称场效应晶体管放大器学时1、场效应管的构造及符号2、场效应晶体管的特性曲线3、场效应晶体管电压放大作用

电子技术根底与技能授课时间教学重、难点教学重、难点：场效应晶体管电压放大作用教学内容及步骤 备注场效应晶体管放大器场效应晶体管简称场效应管〔FE，场效应管与三极管一样，具有放大力量。场效应晶体管与三极管不同，场效应管是一种压控电源器件，即流入的漏极电流ID

受栅-源电压UGS

掌握。按构造的不同，场效应晶体管分为结型场效应管(JFET)和绝缘栅场效应管(MOSFET)2-33所示。2-34所示的是增加型N沟道绝缘栅场效2-23为各种场效应晶体管的电路符号。以增加型N沟道绝缘栅场效应管为例：2-34增加型N沟道绝缘栅场效应管场效应晶体管的特性曲线场效应管的输出特性曲线和转移特性曲线可以描述场效应管的根本特性，下面以结型场效应管为例。UDS

为某肯定值时，漏极电流ID

受栅源电压U 掌握的关系。如图2-35a)所示：GS结型场效应管也是非线件。

=0时，I 最大，此时I=I

，称为场效应管的饱和漏电流。GS D D DSS栅源极之间只能加负电压，即U ≤0时管子才能正常工作。SDUGS

为某肯定值时，漏极电流ID

随漏源电压U 变化的关系曲线。如图2-35b)所示：DS结型场效应管有三个工作区：可变电阻区、放大区和击穿区；在放大区，ID

UGS

掌握，几乎不随UDS

变化，形成一组近乎平行于UDS轴的曲线，故放大区又称为恒流区或饱和区。场效应晶体管电压放大作用场效应管具有放大作用。图2-36所示为场效应管放大器，输入信号Ui经CiVT的栅极，与原来的栅极负偏压相叠加，使其D漏极电流ID

R

C

隔离直流后输D2o出，在输出端即得到放大了的信号电压UD2o

I U同相，U

与Ui

反相。。o与D 。o与D 使用电解电容器。2-36场效应管放大器场效应晶体管的使用留意事项1．场效应管栅、源极之间的电阻很高，因此，保存场效应管应使三个电极短接，避开栅极悬空。焊接时，电烙铁的外壳应良好地接地，或烧热电烙铁后切断电源再焊。2．有些场效应晶体管将衬底引出，故有4个管脚，这种管子漏极与源极可互换使用。但有些场效应晶体管在内部已将衬底与源极接在一起，只引出3个电极，这种管子的漏极与源极不能互换。3．使用场效应管时各极必需加正确的工作电压。4．在使用场效应管时，要留意漏、源电压、漏源电流及耗散功率等，不要超过规定的最大允许值。其次章教案授课班级教学内容课堂类型学时教学目的

课程名称晶闸管及其应用电路学时1、一般晶闸管外形、构造与符号2、单向晶闸管可控单向导电性3、特别晶闸管及应用

电子技术根底与技能授课时间教学重、难点教学重、难点：单向晶闸管可控单向导电性教学内容及步骤 备注晶体闸流管简称晶闸管,俗称为可控硅,调压及开关等方面。晶闸管具有体积小、重量轻、效率高、动作快速、修理简洁、操作便利、寿命长、容量大〔正向平均电流达千安、正向耐压达数千伏〕等优点。因此,的应用。晶闸管的缺点是静态及动态的过载力量较差,简洁受干扰而误导通。一般晶闸管及应用【一般晶闸管外形、构造与符号】晶闸管是用硅材料制成的半导体器件。一般单向晶闸管是由P型和N型半导体交替迭合而成的P-N-P-N四层半导体元件，具有三个PN结和三个电极。其中A为阳极，K为阴极，G为掌握极。图2-37 一般晶闸管构造与符号课堂试验三单向晶闸管可控单向导电性测试【试验材料】单向晶闸管KP5，白炽灯，按钮开关，电池等。【试验原理】在导电性能上，晶闸管不仅具有单向导电性，而且还具有比硅整流元件更为贵重的可控性，它只有导通和关断两种状态。试验原理图2-38a)所示。【试验内容】按图2-38b)连接电路，观看灯泡的两灭状况，并将试验状况2-24。表2-33单向晶闸管导通试验结果记录表原理图 b)连线图〔1〕晶闸管导通后，松开按钮开关，去掉触发电压仍旧维持导通状态。(2)AK是在它的掌握极GK【晶闸管应用】晶闸管的根本用途：掌握晶闸管的导通角来转变输出电压，常用于调压电路。除此之外，晶闸管还广泛应用于可控整流电路中。特别晶闸管及应用晶闸管种类繁多，除了一般晶闸管之外还有各种特别晶闸管，包括双向晶闸管、逆导晶闸管、光控晶闸管等，下面我们以双向晶闸管为例，介绍特别晶闸管及其应用。2-41所示，是一种型的半导体三端器件，相当于两个晶闸管反向并联，两者共用一个掌握极，通过掌握电压的掌握可实现双向导通。双向晶闸管一旦导通，此时即使失去触发电压，也能连续保持导通状态。实物图 b)符号图2-41 双向晶闸管的外形和符号其次章教案授课班级教学内容课堂类型学时教学目的其次章教案授课班级教学内容课堂类型学时教学目的课程名称电子技术根底与技能工程训练分压式放大器的安装与调试学时授课时间教学重、难点1、学会使用示波器2、把握电路的工作原理3、能进展电路的制作与调试，能够排解简洁故障教学重、难点：能进展电路的制作与调试，能够排解简洁