分压式偏置放大电路教案

分压式偏置放大电路教案一、教学目标1.知识与技能目标学生能够理解分压式偏置放大电路的工作原理，包括静态工作点的设置和稳定过程。掌握分压式偏置放大电路的组成结构和各元件的作用。学会计算分压式偏置放大电路的静态工作点参数，如\(I_{BQ}\)、\(I_{CQ}\)、\(U_{CEQ}\)等。能够分析分压式偏置放大电路的动态性能，如电压放大倍数\(A_u\)、输入电阻\(r_i\)、输出电阻\(r_o\)等。2.过程与方法目标通过对分压式偏置放大电路的实验探究，培养学生的观察能力、动手能力和分析问题解决问题的能力。引导学生运用理论知识与实验相结合的方法，深入理解放大电路的性能指标和工作原理，提高学生的实践操作技能和科学探究能力。3.情感态度与价值观目标激发学生对电子技术课程的学习兴趣，培养学生严谨的科学态度和团队合作精神。通过对放大电路实际应用的介绍，使学生了解电子技术在实际工程中的重要性，增强学生的工程意识和创新意识。

二、教学重难点1.教学重点分压式偏置放大电路的工作原理和稳定静态工作点的原理。分压式偏置放大电路静态工作点和动态性能指标的计算方法。2.教学难点理解分压式偏置放大电路稳定静态工作点的过程，特别是温度变化时的自动调节机制。分析动态性能指标时，对交流等效电路的理解和运用，以及相关参数的计算。

三、教学方法1.讲授法：讲解分压式偏置放大电路的基本概念、工作原理、组成结构和性能指标等基础知识，使学生对本节课的内容有初步的了解。2.实验法：通过实验让学生亲自动手搭建分压式偏置放大电路，测量静态工作点和动态性能指标，加深对理论知识的理解和掌握，培养学生的实践操作能力。3.讨论法：组织学生讨论在实验过程中遇到的问题以及对分压式偏置放大电路工作原理的理解，鼓励学生发表自己的见解，培养学生的思维能力和交流合作能力。4.多媒体教学法：利用PPT、动画等多媒体手段，直观形象地展示分压式偏置放大电路的工作过程和性能特点，帮助学生更好地理解抽象的概念和复杂的原理。

四、教学过程

（一）课程导入（5分钟）1.通过提问回顾上节课所学的共射极基本放大电路的相关知识，如放大电路的组成、工作原理、性能指标等。2.展示一个实际的音频放大电路的图片，引出本节课要学习的分压式偏置放大电路。提问学生：在实际应用中，基本放大电路可能存在哪些不足？如何改进才能使放大电路性能更稳定？从而激发学生的学习兴趣，导入新课。

（二）知识讲解（20分钟）1.分压式偏置放大电路的组成结构利用多媒体展示分压式偏置放大电路的电路图，结合电路图详细介绍电路的组成部分，包括三极管、偏置电阻\(R_{B1}\)、\(R_{B2}\)、发射极电阻\(R_E\)、集电极电阻\(R_C\)、耦合电容\(C_1\)、\(C_2\)等元件。讲解各元件在电路中的作用：三极管：实现电流放大作用。\(R_{B1}\)和\(R_{B2}\)：组成分压电路，为三极管的基极提供合适的偏置电压\(U_{BQ}\)。\(R_E\)：起到稳定静态工作点的关键作用。\(R_C\)：将三极管集电极电流的变化转换为电压变化，实现电压放大。\(C_1\)和\(C_2\)：耦合电容，隔断直流，传递交流信号，保证电路的正常放大功能。2.分压式偏置放大电路的工作原理静态工作点的设置首先分析三极管基极电压\(U_{BQ}\)的形成过程：由\(R_{B1}\)和\(R_{B2}\)对电源\(V_{CC}\)分压得到，即\(U_{BQ}=\frac{R_{B2}}{R_{B1}+R_{B2}}V_{CC}\)。根据基尔霍夫电流定律，可得基极电流\(I_{BQ}=\frac{U_{BQ}U_{BEQ}}{R_{B}}\)（这里\(R_{B}\)是考虑\(R_{B1}\)和\(R_{B2}\)并联后的等效电阻），通常\(U_{BEQ}\)对于硅管约为0.7V，锗管约为0.3V。集电极电流\(I_{CQ}=\betaI_{BQ}\)，其中\(\beta\)是三极管的电流放大倍数。发射极电压\(U_{EQ}=I_{EQ}R_E\approxI_{CQ}R_E\)，集射极电压\(U_{CEQ}=V_{CC}I_{CQ}R_CU_{EQ}\)。静态工作点的稳定原理当温度升高时，三极管的参数会发生变化，如\(I_{CBO}\)增大，\(\beta\)增大，\(U_{BE}\)减小。以\(I_{C}\)增大为例进行分析：\(I_{C}\uparrow\rightarrowI_{E}\uparrow\rightarrowU_{E}\uparrow\)（因为\(U_{E}=I_{E}R_E\)）。由于\(U_{BQ}=\frac{R_{B2}}{R_{B1}+R_{B2}}V_{CC}\)基本不变，所以\(U_{BE}=U_{BQ}U_{E}\downarrow\)。根据三极管的特性曲线，\(U_{BE}\downarrow\rightarrowI_{B}\downarrow\)。再由\(I_{C}=\betaI_{B}\)可知，\(I_{B}\downarrow\rightarrowI_{C}\downarrow\)，从而稳定了静态工作点。通过动画演示温度变化时静态工作点的稳定过程，让学生更直观地理解这一原理。

（三）实验演示与讲解（20分钟）1.实验器材准备展示实验所需的器材，包括三极管、电阻、电容、直流电源、示波器、信号发生器、万用表等，并简要介绍各器材的用途。2.实验电路连接在黑板上画出分压式偏置放大电路的实验电路图，按照电路图逐步连接实验电路，连接过程中强调连接的注意事项，如元件的极性、导线的连接是否牢固等。3.静态工作点的测量利用万用表分别测量三极管的基极电压\(U_{BQ}\)、基极电流\(I_{BQ}\)、集电极电流\(I_{CQ}\)和集射极电压\(U_{CEQ}\)，并将测量数据记录在黑板上的表格中。结合测量数据，讲解如何根据测量值计算静态工作点参数，以及与理论计算值进行比较和分析误差产生的原因。4.动态性能测试连接信号发生器和示波器，给放大电路输入一个正弦交流信号。调节信号发生器的输出幅度和频率，观察示波器上输出信号的波形，讲解如何测量电压放大倍数\(A_u\)：\(A_u=\frac{U_o}{U_i}\)，其中\(U_o\)是输出电压的有效值，\(U_i\)是输入电压的有效值，负号表示输出信号与输入信号反相。介绍输入电阻\(r_i\)和输出电阻\(r_o\)的测量方法：输入电阻\(r_i\)：在放大电路输入端加一个已知电压\(U_s\)，测量输入电流\(I_i\)，则\(r_i=\frac{U_i}{I_i}\)，其中\(U_i\)是放大电路的输入电压。输出电阻\(r_o\)：在放大电路输出端接一个负载电阻\(R_L\)，测量有负载和无负载时的输出电压\(U_{oL}\)和\(U_{o}\)，则\(r_o=(\frac{U_{o}}{U_{oL}}1)R_L\)。分别测量并计算放大电路的输入电阻\(r_i\)和输出电阻\(r_o\)，并记录测量结果。

（四）学生实验（20分钟）1.实验分组将学生分成若干小组，每组34人，确保每个学生都能参与到实验中来。2.学生动手实验学生按照教师讲解的实验步骤和方法，自己动手搭建分压式偏置放大电路，进行静态工作点和动态性能指标的测量，并记录实验数据。教师在学生实验过程中巡回指导，及时发现学生在实验操作中存在的问题并给予帮助，确保实验顺利进行。3.实验数据处理与分析实验结束后，组织学生对实验数据进行处理和分析。引导学生将测量得到的静态工作点参数与理论计算值进行比较，分析误差原因；对动态性能指标如电压放大倍数、输入电阻和输出电阻等进行分析，讨论不同参数对放大电路性能的影响。鼓励学生在小组内交流讨论实验结果，培养学生的团队合作精神和分析问题的能力。

（五）课堂总结（10分钟）1.请学生回顾本节课所学内容，包括分压式偏置放大电路的组成结构、工作原理、静态工作点的设置与稳定、动态性能指标的计算和测量等。2.教师对学生的回答进行补充和完善，总结本节课的重点知识和难点问题。强调稳定静态工作点的重要性以及在分析动态性能指标时需要注意的要点。3.对学生在实验中的表现进行评价，肯定学生的优点，指出存在的问题和不足之处，鼓励学生在今后的学习中继续努力，提高实践操作能力和理论分析水平。

（六）课后作业（5分钟）1.复习本节课所学内容，整理课堂笔记。2.思考：如果分压式偏置放大电路中的\(R_E\)开路，电路的静态工作点和动态性能会发生什么变化？3.设计一个分压式偏置放大电路，要求电压放大倍数\(A_u\geq50\)，输入电阻\(r_i\geq10k\Omega\)，输出电阻\(r_o\leq5k\Omega\)，并计算出各元件参数。

五、教学资源1.教材：选用相关电子技术教材，为本节课提供系统的知识体系和理论依据。2.多媒体课件：制作包含分压式偏置放大电路的电路图、工作原理动画演示、实验操作步骤等内容的PPT，帮助学生更好地理解和掌握教学内容。3.实验器材：准备足够数量的三极管、电阻、电容、直流电源、示波器、信号发生器、万用表等实验器材，用于学生进行实验探究。

六、教学反思通过本节课的教学，学生对分压式偏置放大电路有了较为深入的理解和掌握。在教学过程中，采用多种教学方法相结合，如讲授法、实验法、讨论法和多媒体教学法