2015-2016学年第二学期《电工电子技术》学科授课教案

XX能源职业技术学院

2015—2016学年第二学期《电工电子技术》学科

授课教案

系（部）机电系总学时168

专业自动化、机电一体化班级机电一体化

已授学时_60_本学期计划学时西

任课教师/

教研室自动化教研室

日期日16.2.20

第6章二极管和晶体管

【内容提要】本章主要阐述半导体的导电特性、二极管、稳压二极管、晶体管、

光电器件等基本结构和基本特性以及主要参数。

【教学重点】半导体的导电特性、二极管、稳压二极管、晶体管、光电器件等

基本结构和基本特性

【教学难点】半导体的导电特性、二极管、稳压二极管、晶体管、光电器件等

基本结构和基本特性

【课时分配】4学时教学

【课后分析】本章为基础部分，在讲授过程中注重实例分析，这样才有助于学

生对器件的基本结构和特性有更进一步的理解和应用。习题课上

注重一题多解法和比较法。他们对这一章的掌握程度较为熟练，

这为下一张章的内容打下了较为坚实的基础。

粉怩谏职业技东等院教嗓

课程名称：电工电子技术及技能训练任课教师：XX

授课时间

第1周第1讲

模拟电子技术部分

本讲课题

模块六半导体器件

L掌握半导体的特性

教学目的2、了解稳压管的结构、工作原理

要求3、掌握掌握特性曲线、主要参数和应用।

4、了解PT结的单向导电性

重点：掌握半导体主要特性、主要参数的含义，掌握各元件的

教学重点

应用。

难点

难点：PT结的单向导电性

教学方法

与讲授（举例法）

教具应用

复旧引新家用电器的一些半导体器件

本讲小结

与•皿——L2、3、4、5、IL14、n

作业

第■章二极管和晶体管

我们这一章要了解的概念有：本征半导体、，型半导体、r型半导体及它们各自的

特征。

在学习半导体之前我们还要了解一些物质导电性的基础知识：物质为什么会导电.

物质为什么会导电？

物质的导电性是由原子结构决定的，一般只有低价元素才导电，像：铁、铜、铝等

金属。它们的最外层电子受原子核的束缚力很小，因而很容易脱离原子核的束缚变成自

由电子。在外电场的作用下，这些自由电子会产生定向移动，就会产生电流，这样物质

就具有了导电性。

高价元素的最外层电子受原子核的束缚力很强，不容易成为自由电子，因此它们的

导电性很差。经常被作为绝缘体。

半导体的导电性介于导体与绝缘体之间。

九I半导体的导电特性

一、半导体的特性

（|）热敏性：温度敏感元件（热敏电阻）

（2）光敏性：光敏元件（光敏电阻、二极管、三极管、电池）

（3）掺杂性

二、本征半导体

纯净晶体结构的半导体我们称之为本征半导体。常用的半导体材料有：硅和楮。它

们都是四价元素，原子结构的最外层轨道上有四个价电子，当把硅或错制成晶体时，它

们是靠共价键的作用而紧密联系在一起。

三、「型半导体和■型半导体

在本征半导体中两种载流子的浓度很低，因此导电性很差。我们向晶体中有控制的

掺入特定的杂质来改变它的导电性，这种半导体被称为杂质半导体。

Lr型半导体

在本征半导体中，掺入s价元素，使晶体中某些原子被杂质原子所代替，因为杂质

原子最外层有・各价电子，它与周围原子形成共价键后，还多余一个自由电子，因此使

其中的空穴的浓度远小于自由电子的浓度。但是，电子的浓度与空穴的浓度的乘积是一

个常数，与掺杂无关。

在「型半导体中自由电子是多数载流子，空穴是少数载流子。

2.•型半导体

在本征半导体中，掺入3价元素，晶体中的某些原子被杂质原子代替，但是杂

质原子的最外层只有，个价电子，它与周围的原子形成共价键后，还多余一个空穴，因

此使其中的空穴浓度远大于自由电子的浓度。在P型半导体中，自由电子是少数载流子,

空穴使多数载流子。

3、PT节的形成

我们通过现代工艺，把一块本征半导体的一边形成P型半导体，另一边形成N型

半导体，于是这两种半导体的交界处就形成了P—N结，它是构成其它半导体的基础，

我们要掌握好它的特性。

在形成的P—N结中，由于两侧的电子和空穴的浓度相差很大，因此它们会产生扩

散运动：电子从N区向P区扩散；空穴从P去向N区扩散。因为它们都是带电粒子，

它们向另一侧扩散的同时在N区留下了带正电的空穴，在P区留下了带负电的杂质离

子，这样就形成了空间电荷区，也就是形成了电场（自建场）.

它们的形成过程如图10.1,10.2所示

pNPi空间电荷区

0e㊉㊉

oeo—©缸®Qe;0e①!

0°ee0，+，0°0!03®；

图®®

00eo£ee;0e©©;

ooo—o°

o0㊉e©：Oe♦㈣

多教我流子的扩散运动（1）空间自建场的形成（2）

图

W.2

在电场的作用下，载流子将作漂移运动，它的运动方向与扩散运动的方向相反，阻

止扩散运动。电场的强弱与扩散的程度有关，扩散的越多，电场越强，同时对扩散运动

的阻力也越大，当扩散运动与漂移运动相等时，通过界面的载流子为九此时，H结的

交界区就形成一个缺少载流子的高阻区，我们又把它称为阻挡层或耗尽层。

同时价电子也按一定的方向一次填补空穴，从而使空穴产生定向移动，形成空穴电

流。

因此在晶体中存在两种载流子，即带负电自由电子和带正电空穴，它们是成对出现

的。

四、PN结的单向导电性

我们在PT结两端加不同方向的电压，可以破坏它原来的平衡，从而使它呈现出单

向导电性。

LPT结外加正向电压

HT结外加正向电压的接法是,区接电源的正极，「区接电源的负极。这时外加电压

形成电场的方向与自建场的方向相反，从而使阻挡层变窄，扩散作用大于漂移作用，多

数载流子向对方区域扩散形成正向电流，方向是从，区指向「区。如图23所示这时

的H结处于导通状态，它所呈现的电阻为正向电阻，正向电压越大，电流也越大。它

的关系是指数关系：

，外电场----外电场、---

Ieel|㊉引

—N㊉eP——N㊉㊉eeP一

I㊉Iel|㊉祠

自建场’自建场）

图N..3图».4

其中：A为流过PT结的电流，■为PT结两端的电压，

呵所称为温度电压当量，其中，,为波尔兹曼常数，T为绝对温度，।为电子电

量，在基温下（3WI）时r%,K［反向饱和电流。

2.PT结外加反向电压

它的接法与正向相反，即•区接电源的负极，「区接电源的正极。此时的外加电压

形成电场的方向与自建场的方向相同，从而使阻挡层变宽，漂移作用大于扩散作用，少

数载流子在电场的作用下，形成漂

移电流，它的方向与正向电压的方向相反，所以又称为反向电流。因反向电流是少

数载流子形成，故反向电流很小，即使反向电压再增加，少数载流子也不会增加，反向

电压也不会增加，因此它又被称为反向饱和电流。即：

此时，PT结处于截止状态，呈现的电阻为反向电阻，而且阻值很高。

由以上我们可以看出：K结在正向电压作用下，处于导通状态，在反向电压的作

用下，处于截止状态，因此PT结具有单向导电性。

U_

它的电流和电压的关系通式为：办=氐（6昕一1）

它被称为伏安特性方程，如图2。Q）所示为伏安特性曲线。

(3)

图N.S

D・2晶体二极管

一、晶体二极管基本结构

半导体二极管是由FT结加上引线和管壳构成的。它的类型很多。

I、按制造材料分：硅二极管和错二极管。

2、按管子的结构来分有：点接触型二极管和面接触型二极管。

二极管的逻辑逻辑符号为：阳极一A阴极

二、二极管的伏安特性曲线

I=f(U)

I、正向特性

当正向电压低于某一数值时，正向电流很小，只有当正向电压高于某一值时，二极

管才有明显的正向电流，这个电压被称为导通电压,我们又称它为门限电压或死区电压,

一般用nr表示，在室温下,硅管的wr约为•.fc—<.e错管的nr约为•.i.x

我们一般认为当正向电压大于♦时，二极管才导通。否则截止。

图ie.b

2、反向特性

二极管的反向电压一定时，反向电流很小，而且变化不大(反向饱和电流)，但反向

电压大于某一数值时，反向电流急剧变大，产生击穿。

3、温度特性

二极管对温度很敏感，在室温附近，温度每升高I度，正向压将减小AN.—〉

温度每升高I•度，反向电流约增加一倍。

三、二极管的主要参数

我们描述器件特性的物理量，称为器件的特性。二极管的特性有:

I、最大正向电流

它是二极管允许通过的最大正向平均电流。

2、最大反向工作电压■

它是二极管允许的最大工作电压，我们一般取击穿电压的一般作酷

3、反向饱和电流・

二极管未击穿时的电流，它越小，二极管的单向导电性越好。

■3稳压二极管

一、硅稳压管的特性

I、符号+H

SZ

I

-阴

2、伏安特性

⑴反向曲线陡直

⑵工作于反向击穿区(反向联结)

⑶△«!小，△工大，△工

(4)可串L来提高稳压值

⑸A不可并联使用

①人高的不导通，用不上

②工4氐的因过载而损坏

⑹同一型号的L其稳压值不同(范围)

二、稳压管的主要参数

(I)稳定电压I,

(2)电压温度系数a.

(3)动态电阻，

(4)稳定电流工

(1)最大允许耗散功率这

【例N.I］在图电路中，图图W.>

稳压管的工=mi,，=I2T,■=L»Q

通过稳压电流工等于多少？》是限流电阻，

其值是否合适？

解：工=(2*-口)/(LbXM3)

X<Xi,电阻值合适

【例M.2］图8中一硅稳压二极管电路，其中未经稳压的直流输入电压・七111：

七MQ稳定电压动态电阻及未被击穿反向电流忽略。

求，I)4,工工，工

2)*值降到多少时，电路的输出不稳定？

解:R2

U,―」=18X——=12>10

R+RL1+2

分析：硅稳压管稳压时，必须被反向击

穿，条件时稳压管接点，在稳压管断开时电压大于其稳定电压。稳压管击穿，使输出电

压稳定，故―匚而比M叱0/叱a聿(It)/七0XFM=3I1

Rl

U］<uz

当R+RL时，二极管不能击穿电路不能稳压。

RML2SKQ

<10

R+RL

9.4晶体三极管

一、三极管的结构

通过工艺的方法,把两个二极管背靠背的连接起来级组成了三极管。按PN结的组合

方式有PNP型和NPN型，它们的结构示意图和符号图分别为：如（1）、（2）所示

基电极c

基电极c

基板b

基极b

发射极e.

发射板e

不管是什麽样的三极管，它们均包含三个区：发射区，基区，集电区，同时相应的引出

三个电极：发射极，基极，集电极。同时又在两两交界区形成H结，分别是发射结和

基点结。

二、三极管的电流放大作用

我们知道，把两个二极管背靠背的连在一起，是没有放大作用的，要想使它具有

放大作用，必须做到一下几点：

・发射区中掺杂

・基区必须很薄

・基电结的面积应很大

•工作时：发射结应正向偏置，集电结应反向偏置

载流子的传输过程，因为发射结正向偏置，且发

射区进行重掺杂，所以发射区的多数载流子扩散注入至

基区，又由于集电结的反向作用，故注入至基区的载流

子在基区形成浓度差，因此这些载流子从基区扩散至集

电结，被电场拉至集电区形成集电极电流。而留在基区

的很少，因为基区做的很薄。

我们再用图形来说明一下，如图Q）所示：

电流的分配关系

由于载流子的运动，从而产生相应电流，它们的关系如下:

■。+切

其中：XC•为发射结少数载流子形成的反向饱和电流;

*•为丰•时，集电极和发射极之间的穿透电流。

境为共基极电流的放大系数，尸为共

发射极电流的t.放大系数。它们可定义为:

放大系数有两种（直流和交流），但我们一般认为，它们二者是相等的，不区分它

们

三、三极管的特性曲线

它的特性曲线与它的接法有关，在学习之前，我们先来学习一下它的三种不同接法。

（I）共基极，如图（I）所示

（2）共发射极如图（N）所示

Q）共集电极如图（3）所示

我们以E管共发射极为例:

I•输入特性

它与PT结的正向特性相似，三极管的两个PT结相互影响，因此，输出电压解对输入

特性有影响，

且BCDI,时这两个K结的输入特性基本重合。我们用KE^和BCD=L两条曲线表示,

如图（4）所示

(4)⑸

2.输出特性

3/跖业加

它的输出特性可分为三个区：(如图(S)的特性曲线)

截止区：•时，此时的集电极电流近似为零，管子的集电极电压等于电源电压,

两个结均反偏

饱和区：此时两个结均处于正向偏置，BCC=«.9T

放大区:此时X=B3B,■基本不随变化而变化，此时发射结正偏，集电结反偏。

四、三级管主要参数

I•放大系数

它主要是表征管子放大能力。它有共基极的放大系数和共发射极的放大系数。它们二者

的关系是：

2•极间的反向电流(它们是有少数载流子形成的)

(I)：基电极一基极的反向饱和电流。

(2)XC«：穿透电流，它与工■•关系为：工叱(Hfi)XH

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授课时间

第旦周第3讲

本讲课题复习本章内容和本章习题

教学目的

要求

教学重点

难点

教学方法

与

教具应用

复旧引新

本讲小结

与讲解本章习题

作业

本章小结

I、半导体的特性

(I)热敏性：温度敏感元件(热敏电阻)

(2)光敏性：光敏元件(光敏电阻、二极管、三极管、电池)

(3)掺杂性

2、打节的形成和PN结的单向导电性

3、晶体二极管基本结构和二极管的伏安特性曲线

半导体二极管是由PT结加上引线和管壳构成的。它的类型很多。

I、按制造材料分：硅二极管和错二极管。

2、按管子的结构来分有：点接触型二极管和面接触型二极管。

二极管的逻辑逻辑符号为：阳极一A阴极

4、硅稳压管的特性

(I)、符号|+阳

1-阴

(2)、伏安特性X=■•>

①反向曲线陡直

③工作于反向击穿区(反向联结)

③小，△工大，

④可串A来提高稳压值

1、三极管的结构和三极管的电流放大作用

(I)•输入特性

(2).输出特性

第10章基本放大电路

【内容提要】本章主要介绍共发射极放大电路的组成电路及其电路的静态和动

态分析，放大电路静态工作点的确定和稳定

【教学重点】共发射极放大电路的静态和动态分析以及放大电路中如何稳定静

态工作点。

【教学难点】共发射极放大电路的静态和动态的数学和图像分析，放大电路静

态工作点的确定和稳定

【课时分配】8学时教学+2学时实验=N学时

【课后分析】本章为重点章节，在讲授过程中注重基本图形的确定和相关图形

的分析方法，把所学知识灵活使用，通过习题的讲解，让学生打

到举一反三的目的。需要结合实验内容更好的理解本章的实质与

生活中密切相关的应用举例。

糅怩魄职业枝木等院教麻

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授课时间

第工周第1讲

第1•章基本放大电路

本讲课题

N.1共发射极放大电路的组成

L掌握基本交流放大电路、了解其元件作用并能进行分析与

教学目的计算

要求2、理解放大电路中各电流和电压的符号不同表示含义

教学重点

重点：直流通路和交流通路

难点

教学方法

与讲授法

教具应用

复旧引新复习三极管的电流放大作用

本讲小结

与■球——L2

作业

第I•章基本放大电路

放大电路的功能是利用三极管的电流控制作用，或场效应管电压控制作用，把微

弱的电信号（简称信号，指变化的电压、电流、功率）不失真地放大到所需的数值，实

现将直流电源的能量部分地转化为按输入信号规律变化且有较大能量的输出信号。放大

电路的实质，是一种用较小的能量去控制较大能量转换的能量转换装置。

放大电路组成的原则是必须有直流电源，而且电源的设置应保证三极管或场效应

管工作在线性放大状态；元件的安排要保证信号的传输，即保证信号能够从放大电路的

输入端输入，经过放大电路放大后从输出端输出；元件参数的选择要保证信号能不失真

地放大，并满足放大电路的性能指标要求。

本章将依据上述原则，介绍几种常用的基本放大电路的组成，讨论它们的工作原理、性

能指标和基本分析方法。掌握这些基本放大电路，是学习和应用复杂电子电路的基础。

■・l共发射极放大电路的组成

、电路的组成

I、电路图（如图）

2、组成部分及其作用：

三极管工“放大”作用

J、Cc*提供放大导通的外部条件

*.：调节合适的静态工作值

A：把电流放大转变为电压放大

Cl、C2通

交隔直使

■•、■♦与

放大器无

直接影响

㈤(b)

图ii.i基本共射板放大电路

二、共射极放大电路静态工作点的分析

I、直流通路和静态分析

解析法（已知B）

断开电容支路得到直流通路如下图，由此电路得：

k=Vcc-yBEQX：[39/=J

RB

（2）图解法（已知特性曲线）（供参考）

由：%可得直流负载线方程：

V

IC=--UCE+^-（直流负载线）jcc-yBE

ppp

已知输出特性曲线、交点Q即求。

交流通路和电压放大倍数：

交流通路的绘制：电容视为短路、直流电源视为零即直接短接。交流通路如图。

电压放大倍数：输出电压有效值■•与输入电压H有效值的比值，即：

图11.2用图解法确定静态工作点

三、用图解法确定静态值

由于三极管是非线性元件，它不能用线性电路理论来解决放大电路的问题。图解法

是在已知放大管的输入、输出特性曲线及放大电路中其他各元件参数的情况下，利用作

图方法对放大电路进行分析。它大多用于单级放大器在低频大信号条件下的场合。

I、静态分析通常有两种方法

(I).估算法

7Ucc-UBEr〜Ucc

KB4

X:'-;XBCE"Bcc"XIk

图H.3

3.图解法

作直流负载线

由let=IcL*A

令，：•时，lylcc,在横轴上得■点■«,•＞

令，戋•时，黄，在纵轴上得「点・，声

)连接■r即直流负载线

G)求静态工作点

直流负载线与上■对应的那条输出特性曲线的交点Q,即为静态工作点，如图

IL4O所示

图IL4静态工作点的图解

【例ILI］试用估算法和图解法求图ILSC＞所示放大电路的静态工作点，已知该电

路中的三极管直流通路如图所示，输出特性曲线如图ILS(•＞所示。

(*)(I)(•)

图ILS

解：(I)用估算法求静态工作点

山式T_Ucc_UBEJxUcc

B-„j〜R

KB勺

工2B工lu=Bcc=工A

得：X^*.t4i

x^^s=yisxe.«4iiCLShi

■«*-3C-LSX』

(2)用图解法求静态工作点

由s="<—5=12・4，得：■点<12,•>；「点■,3W与此■=4，uA

的那条输出特性曲线相交点，即是静态工作点Q。从曲线上可查出：叱善口，车LSiA,

■CCW”与估算法所得结果一致。

Q).电路参数对静态工作点的影响

D2增大时，*减小，♦点降低，三极管趋向于截止。

2)«■减小时，S增大，Q点抬高，三极管趋向于饱和。此时三极管均会失去放大作

用。

二、图解法讨论问题的步骤

(I)作直流负载线，确定静态工作点Q(见图IL2)；

(2)作交流负载线；

Q)根据输入信号在，点附近变化范围在输入、输出特性曲线上画出电压、电流波形;

(4)根据输出、输入电压波形变化的幅值计算电压放大倍数。

I注：负载开路时，交流负载线与直流负载线重合。放大倍数是指输出电压变化量与输

入电压变化量之比，它不包含直流成分。同时，放大倍数只有在失真不太大时有意义。

I、图解法求Q点的步骤为：

（I）：通过直流负载方程画出直流负载线，（直流负载方程为■«;■€©一■）

（2）：由基极回路求出漏

（3）：找出这一条输出特性曲线与直流负载线的交点就是♦点。读出Q点的坐标

即为所求。

【例IL2］如图（力所示电路，已知•千欧，千欧，-口伏，三极管的

输出特性曲线如图Q）所示，试用图解法确定静态工作点。

解：（I）画直流负载线：因直流负载方程为

KE=4il,riC£KC/aC=4il,连接这两点，即得直流负载线：如图

Q）中的兰线

（2）通过基极输入回路，求得■:（KC-M）24«i&

（3）找出，点（如图（，）所示），因此X=2iL；KC^T

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授课时间

第工周第&讲

本讲课题N.2放大电路动态分析

理解放大电路中各电流和电压的符号不同表示含义

教学目的对共发射极电路能作出分析

要求

重点：L直流通路和交流通路

教学重点

2、计算单级放大电路的静态值和电压放大倍数11

难点

难点：动态参数的组成及变化

教学方法

与讲授（举例法）

教具应用

复旧引新复习共发射极放大电路的形态

本讲小结

与・必5>4

作业

ie.3共发射极放大电路的分析

一、图解法

<D负载开路时输入和输出电压、电流波形的分析

根据I・波形，在输入特性曲线上求*和।%的波形

根据・波形，在输出特性曲线和直流负载线上求，、I*和la的变化，如图ILI

所示。

U<puA>'B<『

8。」8。--

IV)

(v>

图ILbQ)

«cCmA)

*c<mA)

图ILb(I)

a)带负载时输入和输出电压、电流波形分析作交流负载线：

・)先作出直流负载线・，确定，点。

I)在坐标轴上，以解为起点向正方向取一段工”!■的电压值，得到C点。

•)过8作直线8,即为交流负载线，如图ILI所示。

0＞放大电路的非线性失真

截止失真：三极管进人截止区而引起的失真。通过减小基极偏置电阻2的阻值来

消除。

饱和失真：三极管进入饱和区而引起的失真。通过增大基极偏置电阻2的阻值来

消除。

失真波形如图IL9所示。

为了减小和避免非线性失真，必须合理地选择静态工作点♦的位置，并适当限制输

入信号।■的幅度。一般情况下，Q点应大致选在交流负载线的中点，当输入信号的

幅度较小时，为了减小管子的功耗，♦点可适当选低些。若出现了截止失真，通常采用

提高静态工作点的办法来消除，即通过减小基极偏置电阻2的阻值来实现；若出现了

饱和失真，则反向操作，即增大U。

图ILT截止失真

二、微变等效电路法

QD三极管微变等效电路

图ILD三极管的微变等效电路

26(mV)

IE(mA)

O放大电路微变等效电路

放大电路的微变等效电路就是用三极管的微变等效电路替代交流通路中的三极

管。交流通路指：放大电路中耦合电容和直流电源作短路处理后所得的电路。因此画交

流通路的原则是：将直流电源ICC短接；将输入耦合电容CI和输出耦合电容€2短接。

图ILI的交流通路和微变等效电路如图ILI•所示。

C）交流通路■>微变等效电路

图ILH共发射极基本放大电路

O）动态性能分析

U。=-/31K=心

电压放大倍数11UiIjberbe

输入电阻7输入电阻指从放大电路输入端11，啦口图ILID看进去的等效电阻，定义

为:，Up

I。

&=L

由图ILI•可知4

若考虑信号源内阻（如图ILID,则放大电路输入电压H是信号源■■在输入电阻一上

的分压，即&

5=us

7?(+

输出电阻工

输出电阻指从放大器放大器信号源短路、负载开路，从输出端看进去的等效电阻，定

义为：F

lo

u-------1

由图ILII可知y：<c放大电路

1o+

RsR"

工程中，可用实验的方法求取输出0^1UO瓦。

()Usr>UoO

电阻。在放大电路输入端加一正弦电压

I-o-

_JBz

信号，测出负载开路时的输出电压■•，；

RiRo

然后再测出接入负载

♦■时的输出电压贝IJ

〃/图ILII放大电路的输入电阻和输出电阻

4唔-1）号

式中：■/•、■•是用晶体管毫伏表测出的交流有效值。

【例IL3】图IL12所示电路的交流通路和微变等效电路如图IL12（I）所示，试

用微变等效电路法求：

（|）动态性能指标血%。4

（2）断开负载e,后，再计算44

解：（I）由I例IL13可知

X^LSil

演=300+(1+尸)受=300+(l+37.5)x焉=⑼口

故

E♦

—=2////,.装好•.帆中

4a

(2)断开U后Aj丝=_37.5X4_]56

rbe0.967

—：Mi//-3M//

粉惚魄职业枝木等院教嗓

课程名称：电工电子技术任课教师：XX

授课时间

第_1_周第3讲

本讲课题N.3静态工作点的设置和稳定

I、掌握掌握微变等效电路的绘制并能够求解放大电路的性能

教学目的指标

要求2、了解射极输出器的结构

3、掌握射极输出器静态、动态分析

重点：L微变等效电路的绘制

教学重点

2、计算单级放大电路的性能指标

难点

难点：L微变等效电路的理解

教学方法

与讲授（举例法、比较法）

教具应用

复旧引新复习三极管的电流放大作用

本讲小结

与•咖——IL13、14、1、2L22

作业

・・3静态工作点的设置和稳定

一、温度对静态工作点的影响

当温度变化、更换三极管、电路元件老化、电源电压波动时，都可能导致前述共

发射极放大电路静态工作点不稳定，进而影响放大电路的正常工作。在这些因素中，又

以温度变化的影响最大。因此，必须采取措施稳定放大电路的静态工作点。常用的办法

有两种，一是引入负反馈；另一是引入温度补偿。

二、分压式偏置共射放大电路

路图

1、各元件作用

①基极偏置电阻RBI、RB2：RBI、RB2为三极管提供一个大小合适的基极直流电

流IB,调节RP的阻值，可控制IB的大小。R的作用是防止RP阻值调到零时，烧坏

三极管。一般RB1的阻值为几十千欧至几百千欧；RB2的阻值为几十千欧。

②发射极电阻RE：引入直流负反馈稳定静态工

作点。一般阻值为几千欧。

③发射极旁路电容CE：对交流而言，CE短接

RE，确保放大电路动态性能不受影响。一般CE也

选择电解电容，容量为几十微法。

2、稳定工作点原理

①利用21和22的分压作用固定基极

②利用发射极电阻日产生反映A变化的・，再

引回到输入回路去控制■，实现工基本不变。

稳定的过程是：

3、静态分析

该电路的静态工作点一般用估算法来确定，具体步骤如下:

______R_DR_,Z____

①由：■1一R+RBee,求

八51丁八§2

②由：X

_UB

E

③由工：B5E,求工。

④由ICE―Bcc■工Ik■Sicy求1«。

4、动态分析

该电路动态性能指标一般用微变等效电路来确定，具体步骤为：

①画出微变等效电路，如图

ILU.〉；也』

②求电压放大倍数、输入电阻I一讨二

一、输出电阻xoRn1I11IL

RB1rbePlbRCUO

比较图ILD,>和图ILI•■河UssO%Q『2QyvD0

知：射极偏置放大电路的动态性能与-__

共发射极基本放大电路的动态性能一1」

一样。图ILD<•>射极偏置电路的微变等效电路

【例IL4】

在分压式偏置电路已WC=DTaC^lQ.»E=2KQ.MB曰0MQ.S/g.阻328,

确定静态工作点।画出微变等效电路।在接上电容S与未接上电容CC两种情况下分别求

11.■«.■

电路如图所示，晶体管的B=w，■•z'Q。

(1)求出♦点；

(2)分别求出必=8和礼=#Q时电路的人和汹

(5)求出“。

解：(I)求解，点：

=Lc-"BEQx32.3口A

BQRh+（l+j3）Re

ZEQ=（1+^）ZBQ=2.61mA

^CEQ=^CC-4Q^-7.17V

求解输入电阻和电压放大倍数：

U=8时

一=居〃［限+（1+/）凡》U0kQ

u=V。时

&='〃[&+（1+/）（凡〃&）卜76kQ

A="以凡〃&）=0.992

%+（1+3）（凡〃&）

（3）求解输出电阻：

R=R//6"4+%。37。

1+0

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第二周第1讲

本讲课题实验三：基本放大电路

教学目的

共发射极放大电路的静态和动态分析

要求

教学重点

共发射极电路的静态和动态特性和计算方法

难点

教学方法

与实验法

教具应用

复旧引新共发射极电路的基本分析

本讲小结

与按时完成本次实验的实验报告

作业

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授课时间

第■周第2讲

本讲课题复习本章内容和本章习题

教学目的共发射极放大电路的基本组成图形，及其静态工作点的计算和

要求动态特性的计算

教学重点

重点：共发射极放大电路静态工作点的计算和动态特性的计算

难点

教学方法

与讲授法

教具应用

复旧引新三极管的特性

本讲小结

与讲解本章习题

作业

第”章集成运算放大器

【内容提要】本章主要介绍差分放大电路的工作原理集成运算放大器的组成

及其主要技术指标。运算放大器的三种输入方式及其应用。

【教学重点】I、典型差分放大电路的工作原理

2、理想运放及“虚短”、“虚断”、“虚地”的基本概念

3、运放的两种工作状态及特点

4、运放的分析计算及在实际中的应用

【教学难点】L“虚短”、“虚断”、“虚地”的基本概念

2、运放的分析计算及在实际中的应用

【课时分配】4学时教学

【课后分析】本章对学生来说，有了前面放大电路的基础，接受起来还是比

较容易。要多注重学生的做题方式和方法。

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第2周第3讲

第”章运算放大器

IL1运算放大器的简单介绍

本讲课题

IL2放大电路中的负反馈

1、理解反馈的概念

教学目的2、掌握负反馈电路的类型及对放大电路性能的影响

要求3、了解正反馈与振荡电路

加深基本概念理解，熟练基本计算

重点：负反馈电路的类型的判断

教学重点

难点：负反馈对放大电路性能的影响

难点

基本放大电路的静态动态计算

教学方法

与讲授（举例法、比较法）

教具应用

复旧引新放大电路的的静态动态计算

本讲小结

与•皿——柒、m

作业

第II章运算放大器

M.I运算放大器的简单介绍

I、运算放大器的组成

图11.1.1运算放大器的方框图

2、外形、管脚、符号、参数

（1）外形、管脚、符号

1,5外接调零电位器（通常为10kQ）的两个端子。

2—反相输入端。由此端接输入信号，则输出信号和输入信号是反相的（或两者

极性相反）。

3—同相输入端。由此端接输入信号，则输出信号和输入信号是同相的（或两者

相同）。

4——负电源端。接一15v稳压电源。

6——输出端。

7-----正电源端。接+15v稳压电源。

8——空脚。

（2）主要参数

①最大输出电压UQPP

②开环电压放大倍数九。

③输入失调电压So

④输入推敲电流■

⑤输入偏置电流工B

⑥共模输入电压范围・lCM

3、理想运算放大器及其分析依据

(1)理想化的条件主要是：

①开环电压放大倍数A.f8

②差模输入电阻8

③开环输出电阻■—8

④共模抑制比

(2)理想运算放大器的图形符号1L——P

(3)重要结论*——+

①线性工作区

②饱和区图11.1.3运算放大器的图形符号

＞举例说明

运算放大器的正、负电源电压为±6;开一晃电压放大倍数A.

=2X11',输出最大电压(即为±口"今在图ILL3中分别加下列输入电

压，求输出电压及其极性:

⑴i+=<HSiiYi-=1«口窗

(2)i+=>8N*i.u*

⑶i+Wi-1**

⑷i+聿Yi-犷

【解】IKG/L.：+D/3X

可见，只要两个输入端之间的电压绝对值超过w口■输出电压就达到正或负的饱和值。

(1)1.-2Xn'<IMN>XITVTWT

⑵I02XN-bT-3T

(3)1.-OV

(4)1.^WV

IL2放大电路中的负反馈

一、反馈的基本概念

什么是反馈

将放大电路输出端的电压或电流，通过一定的方式，返回到放大器的输入端，对输

入端产生作用，称为反馈。

引入反馈后，整个系统构成了一个闭环系统。

图IL14

引入反馈后，放大器的输入端同时受输入信号和反馈信号的作用。引入反馈后，电

路中增加了反馈网络。为了区别，把未接反馈网络的放大器叫基本放大器，而把包括反

馈网络在内的整个系统称为反馈放大器。

二、反馈的分类和性质

•反馈类型

按反馈极性分为：正反馈和负反馈一瞬时极性法

按反馈信号成份分为：支流反馈和交流反馈

按反馈信号与输入信号和输出信号的关系分为：电压串联、电压并联、

电流串联、电流并联

所谓瞬时极性法，就是假定反馈环路中的某一点（一般选放大器输入端）对地电位

瞬时上升或下降，然后沿着闭环逐点分析电位的变化。返回起点时，若反馈信号加强了

起始信号，则为正反馈，否则为负反馈。如果是多级放大器，级与级间的反馈称做越

级反馈，只在一级放大器内部的反馈叫本级反馈。

下述分析，以分析交流信号反馈为主。

【例IL，】判断如图所示电路的反馈类型和性质。

解：要确定一个放大器中有没有反馈，就要观察有没有能把输出端和输入端连接起来

的网络。在本电路中，电阻射和■能把输出端交流信号返回到输入端，故本电路中存

在交流信号的反馈。0是隔直电容，对交流可看作短路。

将负载*假想短路，一右端接地，就不能把输出信号反馈到输入端去，所以反馈

作用消失，故本电路是电压反馈。若去掉e,将应右端改接到/发射极，则成为电

流串联正反馈。请自己判断一下。

图ILIS

三、负反馈对放大器性能的影响

I、提高了放大倍数的稳定性

2、减小非线性失真

由于放大电路中存在着三极管等非线性器件，所以，即使输入的是正弦波，输出也

不是正弦波，产生了波形失真，如图ILN>Q）所示。输入的正弦波在输出端输出时,

变成了正半周幅度大、负半周幅度小的失真波形。

图IL的

注意，负反馈只能减小放大器自身的非线性失真，对输入信号本身的失真，负反馈放大

器无法克服

3、对放大器输入、输出电阻的影响（见书表）

4.正反馈与振荡电路

E能源职业技术学院教案

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授课时间

第1•周第1讲

本讲课题复习本章内容和本章习题

教学目的L运算放大器的结构和单打倍数的计算

要求2、反馈类型的判断方法和负反馈的实际应用

教学重点重点：L常见的运算放大器的计算

难点2、反馈类型的判断方法

教学方法

与讲授法

教具应用

复旧引新复习本章内容

本讲小结

与讲解本章习题

作业

本章小结

集成运放是一种高增益直接耦合放大器，掌握集成运放理想化条件是分析集成运

放在线性和非线性应用时的基本概念和重要原则。理想运放线性应用时，若反相输入则

有，■=，"!■=•、;若同相输入或差分输入则有，-=，+、=/+o

理想运放组成正弦波振荡器时，关键是要满足振幅条件和相位条件。

第口章直流稳压电源

【内容提要】本章主要介绍整流、滤波电路和直流稳压电路的组成及其分类,

并重点介绍了串联型稳压电路的组成与工作原理。整流电

路的工作原理及元器件参数的选择、电容滤波电路的工作

原理分立及集成稳压电路的工作原理

【教学重点】L串联型稳压电路的组成与基