极管放大电路教案

极管放大电路教案一、教学目标1.知识与技能目标学生能够理解三极管的工作原理，包括三极管的结构、电流放大作用以及三种工作状态（放大、饱和、截止）。掌握共发射极放大电路的组成、工作原理，能分析电路中各元件的作用。学会计算共发射极放大电路的静态工作点（包括IB、IC、UCE）。理解放大电路的电压放大倍数、输入电阻、输出电阻等性能指标的概念，并能进行简单计算。2.过程与方法目标通过对三极管特性曲线的实验测量，培养学生的实验操作能力和数据处理能力。借助对共发射极放大电路的分析和计算，提高学生运用电路知识解决实际问题的能力，锻炼逻辑思维能力。通过小组讨论和合作学习，培养学生的团队协作精神和交流表达能力。3.情感态度与价值观目标激发学生对电子技术课程的兴趣，培养学生严谨的科学态度和勇于探索的精神。让学生体会到电子技术在实际生活中的广泛应用，增强学生的工程意识和创新意识。二、教学重难点1.教学重点三极管的电流放大原理及三种工作状态。共发射极放大电路的组成和工作原理。放大电路静态工作点的计算方法。放大电路电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的概念及计算。2.教学难点理解三极管内部载流子的运动过程及其电流放大作用。分析共发射极放大电路中信号的放大过程，尤其是交流信号与直流偏置的相互关系。理解放大电路性能指标（如输入电阻、输出电阻）对电路工作的影响。三、教学方法1.讲授法：讲解三极管的基本结构、工作原理、放大电路的组成和工作过程等基础知识，使学生对所学内容有初步的认识。2.实验法：通过三极管特性曲线的实验测量，让学生直观地了解三极管的性能，增强感性认识。同时，安排共发射极放大电路的实验，让学生亲自动手搭建电路、测量参数，培养实践能力。3.讨论法：组织学生对三极管放大电路中的一些关键问题进行讨论，如静态工作点的设置对放大效果的影响、电路性能指标的优化等，激发学生的思维，促进学生之间的交流与合作。4.多媒体辅助教学法：利用PPT、动画等多媒体手段，形象地展示三极管的内部结构、载流子运动过程、放大电路的工作原理等抽象内容，帮助学生更好地理解。四、教学过程（一）课程导入（5分钟）通过播放一段音频放大器工作的视频，引出本节课的主题三极管放大电路。提问学生在视频中看到的音频信号是如何被放大的，激发学生的好奇心和求知欲，从而导入新课。（二）三极管的结构与工作原理（15分钟）1.三极管的结构利用PPT展示三极管的实物图和内部结构示意图，介绍三极管由发射极（E）、基极（B）和集电极（C）三个电极组成，以及对应的两种类型（NPN型和PNP型）。讲解三极管的符号表示方法，强调箭头方向与电流方向的关系。2.三极管的工作原理以NPN型三极管为例，详细讲解内部载流子的运动过程：发射区向基区发射电子：由于发射结正偏，发射区的多数载流子（电子）不断向基区扩散。电子在基区的扩散与复合：进入基区的电子只有很少一部分与基区的空穴复合，形成基极电流IB，大部分电子继续向集电区扩散。集电区收集电子：由于集电结反偏，从基区扩散过来的电子被集电区收集，形成集电极电流IC。通过动画演示上述载流子运动过程，让学生更直观地理解。总结三极管的电流放大作用：IC=βIB，其中β为三极管的电流放大倍数，说明三极管能够将基极电流的变化放大成集电极电流的较大变化。介绍三极管的三种工作状态：放大状态：发射结正偏，集电结反偏，三极管具有电流放大作用。饱和状态：发射结和集电结都正偏，此时IC不再随IB的增大而增大，三极管失去放大作用，相当于一个闭合的开关。截止状态：发射结和集电结都反偏，三极管几乎没有电流通过，相当于一个断开的开关。（三）三极管特性曲线的实验测量（20分钟）1.实验目的：测量三极管的输入特性曲线（UBEIB关系曲线）和输出特性曲线（ICUCE关系曲线），加深对三极管工作原理的理解。2.实验器材：三极管（如9013）、直流电源、万用表、滑动变阻器、电阻等。3.实验步骤学生分组，按照实验电路图连接电路。测量输入特性曲线：固定UCE，改变UBE，测量对应的IB值，记录数据。测量输出特性曲线：固定IB，改变UCE，测量对应的IC值，记录数据。4.数据处理与分析指导学生将测量数据整理成表格形式，并在坐标纸上绘制输入特性曲线和输出特性曲线。分析特性曲线的特点，如输入特性曲线的非线性、输出特性曲线的三个工作区域等，进一步理解三极管的工作状态。5.实验总结：请各小组代表汇报实验结果和心得体会，教师对实验过程进行总结和点评，强调实验中的注意事项。（四）共发射极放大电路的组成与工作原理（20分钟）1.共发射极放大电路的组成利用PPT展示共发射极放大电路的原理图，介绍电路由三极管、基极偏置电阻RB、集电极负载电阻RC、耦合电容C1和C2等元件组成。讲解各元件的作用：三极管：实现电流放大作用。RB：为三极管提供合适的基极偏置电流，使三极管工作在放大状态。RC：将集电极电流的变化转换为电压的变化，实现电压放大。C1和C2：起到隔直流通交流的作用，使输入信号能够顺利加到三极管的基极，同时将放大后的信号传输到负载。2.共发射极放大电路的工作原理静态工作点的建立：当没有输入信号时，电路中的直流电源通过RB为三极管提供基极电流IB，进而产生集电极电流IC和集射极电压UCE，此时三极管处于放大状态，各点的电压和电流值即为静态工作点（Q点）。动态信号放大过程：当有输入信号ui加入时，基极电压uBE随ui变化，引起基极电流iB的变化，根据三极管的电流放大作用，iB的变化会导致集电极电流iC更大的变化，iC在RC上产生电压降的变化，从而在输出端得到放大后的电压信号uo。利用动画演示信号放大过程，让学生清晰地看到交流信号与直流偏置是如何相互作用的。总结共发射极放大电路的电压放大倍数：Au=β(RC//RL)/rbe，其中RL为负载电阻，rbe为三极管的输入电阻，并简单说明公式的推导思路。（五）放大电路静态工作点的计算（15分钟）1.计算步骤以一个具体的共发射极放大电路为例，讲解静态工作点的计算方法：首先计算基极电流IB：IB=(VCCUBE)/RB然后计算集电极电流IC：IC=βIB最后计算集射极电压UCE：UCE=VCCIC×RC2.例题讲解：给出一个实际的电路参数，让学生计算静态工作点，教师在黑板上进行详细的解题示范，强调计算过程中的注意事项，如单位的统一、三极管参数的正确取值等。3.课堂练习：布置几道类似的练习题，让学生在课堂上进行练习，教师巡视指导，及时纠正学生的错误。（六）放大电路性能指标分析（15分钟）1.电压放大倍数回顾前面推导的电压放大倍数公式，强调其与三极管电流放大倍数β、负载电阻RL和三极管输入电阻rbe的关系。通过具体例子说明电压放大倍数的计算方法，并分析不同参数对电压放大倍数的影响。2.输入电阻讲解输入电阻的概念：ri=ui/ii，其中ui是输入电压，ii是输入电流。分析共发射极放大电路输入电阻的组成，指出输入电阻主要由三极管的输入电阻rbe决定，并说明rbe的计算方法（rbe=300+(1+β)26/IE，IE为发射极电流）。说明输入电阻对电路的影响，如输入电阻越大，从信号源取用的电流越小，对信号源的影响越小。3.输出电阻讲解输出电阻的概念：ro≈RC（当考虑三极管的输出电阻时，ro=RC//rce，rce为三极管的输出电阻，一般rce较大，可忽略不计）。分析输出电阻对电路的影响，如输出电阻越小，带负载能力越强。4.通过一个简单的放大电路实例，计算其电压放大倍数、输入电阻和输出电阻，进一步巩固学生对这些性能指标的理解。（七）课堂小结（5分钟）1.引导学生回顾本节课所学内容，包括三极管的结构、工作原理、特性曲线、共发射极放大电路的组成、工作原理、静态工作点的计算以及放大电路的性能指标等。2.强调本节课的重点和难点，如三极管的电流放大作用、静态工作点的重要性、放大电路性能指标的概念及计算方法等。3.鼓励学生提出自己在学习过程中遇到的问题和疑惑，教师进行解答和总结。（八）课后作业（5分钟）1.复习本节课所学内容，整理笔记。2.完成课后习题中关于三极管放大电路的相关题目，巩固课堂所学知识。3.思考：如何调整共发射极放大电路的静态工作点以提高其电压放大倍数？五、教学资源1.教材：选用相关电子技术教材，如《电子技术基础（模拟部分）》。2.实验器材：三极管（多种型号）、直流电源、万用表、滑动变阻器、电阻、电容、面包板、导线等。3.多媒体课件：制作包含三极管结构、工作原理、放大电路组成及工作过程等内容的PPT，插入动画、图片等素材，增强教学的直观性和趣味性。六、教学反思通过本节课的教学，学生对三极管放大电路有了较为系统的认识，掌握了三极管的基本原理和放大电路的分析方