共射极基本放大电路分析教案

共射极基本放大电路分析教案一、教学目标1.知识与技能目标学生能够理解共射极基本放大电路的组成结构和工作原理。熟练掌握共射极放大电路的静态工作点分析方法，包括计算三极管各极的电流和电压。掌握共射极放大电路的动态性能分析，如电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的计算方法，并能理解其物理意义。学会使用Multisim等电路仿真软件对共射极放大电路进行仿真分析，验证理论计算结果。2.过程与方法目标通过对共射极放大电路的实际操作和分析，培养学生的电路搭建、测量和调试能力。在分析电路性能指标的过程中，引导学生运用数学工具进行计算和推导，提高学生的逻辑思维和分析问题的能力。通过仿真实验，让学生体会理论与实践相结合的方法，培养学生的创新思维和实践能力。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。通过对放大电路的学习，使学生了解电子技术在实际中的应用，增强学生的工程意识和责任感。二、教学重难点1.教学重点共射极基本放大电路的工作原理和静态工作点的分析。共射极放大电路动态性能指标（电压放大倍数、输入电阻、输出电阻）的计算和理解。2.教学难点如何引导学生理解三极管在放大电路中的电流分配关系以及放大作用的实质。动态性能指标计算中相位关系的理解以及输入电阻和输出电阻概念的建立。三、教学方法1.讲授法：讲解共射极基本放大电路的基本概念、工作原理和分析方法，使学生系统地掌握相关知识。2.演示法：通过Multisim软件演示共射极放大电路的工作过程和性能指标变化，直观地展示给学生，帮助学生理解。3.实践法：安排学生进行电路搭建、测量和调试实验，让学生在实践中巩固所学知识，提高动手能力。4.讨论法：组织学生讨论电路分析中的一些问题，如静态工作点的影响、性能指标的优化等，培养学生的思维能力和团队协作精神。四、教学过程（一）课程导入（5分钟）通过播放一段音频放大电路的实际应用视频，如音响系统中对微弱音频信号的放大，引出本节课要学习的共射极基本放大电路。提问学生："在这个音频放大过程中，信号是如何被放大的呢？放大电路由哪些部分组成？"引发学生思考，激发学生的学习兴趣，从而导入新课。（二）知识讲解（30分钟）1.共射极基本放大电路的组成（5分钟）利用黑板画出共射极基本放大电路的电路图，如图1所示，并介绍各组成元件的名称和作用。三极管VT：是放大电路的核心元件，利用其电流放大作用实现对信号的放大。基极偏置电阻RB：为三极管提供合适的基极电流，使三极管工作在放大状态。集电极负载电阻RC：将三极管集电极电流的变化转换为电压的变化，实现电压放大。耦合电容C1、C2：隔断直流，让交流信号顺利通过，保证放大电路的静态工作点不受信号源和负载的影响。强调电路中各元件的连接方式和信号的传输路径。2.共射极放大电路的工作原理（15分钟）静态工作点的建立讲解在没有输入信号时，电路的直流工作状态，即静态。此时三极管各极电压和电流由直流电源和偏置电阻决定。通过基尔霍夫定律分析得出三极管基极电流IB、集电极电流IC和发射极电流IE的关系：IE=IB+IC，且IC≈βIB（β为三极管的电流放大倍数）。进一步计算三极管各极的电压，如基极电压VB=RB/(RB+Rb)*VCC，集电极电压VC=VCCIC*RC，发射极电压VE=VB0.7V（硅管）。动态工作过程当输入交流信号ui加入时，引起基极电流ib的变化，由于三极管的电流放大作用，导致集电极电流ic发生更大的变化。集电极电流ic的变化在集电极负载电阻RC上产生电压降的变化，这个变化的电压就是放大后的输出电压uo。分析输出电压uo与输入电压ui的相位关系，通过波形图（在黑板上画出简单的波形示意）说明共射极放大电路输出电压与输入电压反相。3.共射极放大电路的性能指标（10分钟）电压放大倍数Av讲解电压放大倍数的定义：Av=uo/ui。通过对电路的分析推导得出电压放大倍数的计算公式：Av=β*RC/rbe，其中rbe为三极管的输入电阻。解释公式中各项参数的含义，强调负号表示输出电压与输入电压反相。输入电阻Ri介绍输入电阻的概念：从放大电路输入端看进去的等效电阻。推导输入电阻的计算公式：Ri=RB//rbe，说明RB与rbe并联的关系。解释输入电阻对信号源的影响，输入电阻越大，对信号源的影响越小。输出电阻Ro讲解输出电阻的概念：从放大电路输出端看进去的等效电阻。推导输出电阻的计算方法：将信号源短路，保留内阻，去掉负载电阻，在输出端加电压u，测量输出电流i，则Ro=u/i。分析输出电阻对负载的影响，输出电阻越小，带负载能力越强。（三）软件演示（15分钟）1.打开Multisim软件展示如何在软件中搭建共射极基本放大电路，按照电路图依次放置三极管、电阻、电容等元件，并连接好线路。2.设置元件参数根据讲解的理论值，设置各元件的参数，如三极管的β值、电阻的阻值、电容的容值等。3.静态工作点测量使用Multisim中的电压表和电流表，测量三极管各极的电压和电流，验证理论计算的静态工作点。向学生展示测量结果，并与理论值进行对比，分析误差产生的原因。4.动态性能测试在输入端加入正弦波信号源，设置合适的频率和幅值。使用示波器观察输入信号ui和输出信号uo的波形，测量电压放大倍数，并与理论计算值进行比较。通过软件的交流分析功能，测量输入电阻和输出电阻，并展示分析结果，加深学生对性能指标的理解。（四）学生实践（30分钟）1.实验准备给学生发放实验器材，包括面包板、三极管、电阻、电容、直流电源、信号发生器、示波器等。强调实验过程中的安全注意事项，如正确使用电源、避免短路等。2.电路搭建学生按照电路图在面包板上搭建共射极基本放大电路，教师巡回指导，检查学生的电路连接是否正确。3.静态工作点测量与调整学生使用万用表测量三极管各极的电压和电流，计算静态工作点，并与理论值比较。如果静态工作点不符合要求，引导学生分析原因，通过调整RB或RC的阻值来改变静态工作点，使其处于合适的范围。4.动态性能测试学生在输入端加入正弦波信号，用示波器观察输入和输出信号的波形，测量电压放大倍数。按照前面讲解的方法，使用信号发生器和示波器测量输入电阻和输出电阻。记录实验数据，并与理论计算值进行对比分析，总结实验结果。（五）课堂讨论（15分钟）1.组织学生讨论提出问题："静态工作点对放大电路的性能有什么影响？"让学生分组讨论。每个小组派代表发言，分享小组讨论的结果。2.教师总结对学生的讨论结果进行总结和补充。强调合适的静态工作点是保证放大电路正常工作和良好性能的关键，如静态工作点设置不当可能会导致失真等问题。3.进一步讨论提出问题："如何提高共射极放大电路的电压放大倍数？"引导学生思考并讨论。鼓励学生从电路参数的调整、三极管的选择等方面进行分析，培养学生的创新思维和解决问题的能力。（六）课堂小结（5分钟）1.回顾本节课所学内容，包括共射极基本放大电路的组成、工作原理、静态工作点分析、动态性能指标计算以及实验操作等。2.强调重点知识和难点问题，如静态工作点的重要性、动态性能指标的物理意义等。3.对学生在课堂上的表现和实验结果进行简要评价，鼓励学生在课后继续深入学习和探索。（七）布置作业（5分钟）1.书面作业画出共射极基本放大电路的电路图，并标注各元件名称，简述其工作原理。已知某共射极放大电路中三极管的β=50，RB=300kΩ，RC=3kΩ，VCC=12V，计算该电路的静态工作点和电压放大倍数。2.实践作业利用所学知识，设计一个共射极放大电路，要求电压放大倍数大于50，并在Multisim中进行仿真验证，记录相关参数和结果。五、教学资源1.教材：《电子技术基础》2.多媒体课件：包含电路图、波形图、动画演示等3.实验器材：面包板、三极管、电阻、电容、直流电源、信号发生器、示波器、万用表等4.教学软件：Multisim电路仿真软件六、教学反思通过本节课的教学，学生对共射极基本放大电路有了较为系