单管放大电路的绘制
一、教学目标
掌握电路原理图绘制的各步骤
二、教学重难点
1、元件的放置、调整及属性的设置
2、元件的连线（注意电气特性）
3、电器符号的添加（电源、接地）
三、教学内容及过程
1、新课导入
记得高一年级电子课上，我们大家一起多次画过电路原理图，对吗？同学们，我们今天也来画电路原理图，不同的是今天咱们用电脑来画，借助Protel 这个软件，我们今天要画的电路是单管放大电路。
2、讲授新课及实训过程
（1）分析电路元件组成
4个电阻+4个电容（有极性）+1个三极管+1个喇叭
（2）电路图的绘制过程
○1新建文件夹
○2创建项目文件、原理图文件并保存
○3从元件库中抽出各个元件，调整并设置各个元件的属性（示范两个）○4元件间的连线（注意电气特性，示范两处）
○5电器符号的添加（电源、接地）
3、给学生时间进行电路绘制并巡堂指导
4、选出部分作品进行讲评
5、小结
6、布置作业
四、板书设计
单管放大电路
电阻——Res 2
极性电容——Cap pol2
三级管——NPN
喇叭——Speaker
宜兴技师学院 江苏城市职业学院宜兴办学点 江苏省宜兴中等专业学校 教 案 授课者：汤丽亚 授课学科：《电子线路》 授课课题：认识基本放大电路 授课课时间：2011月4月26日上午第4节课授课地点：电教楼304
【指导思想】 本教案内容选自中等职业学校国家规划教材《电子线路》第二版第三章单级低频小信号放大器§3.1-§3.4（P37-P50）。 单级低频小信号放大器是日常实用电路之一，它能够把微弱的电信号增强到所要求的值。常用于各种复杂电路的中间级起放大作用，在实际生活中广泛应用于扩音器、音响、助听器等音频放大设备中。本章主要的学习内容是基本放大电路的组成、静态分析和动态分析、非线性失真、稳定静态工作点原理，研究方法主要是图解法和估算法。本单元所介绍的知识是第四章多级放大器和负反馈放大器、第五章直接耦合放大器的基础，其估算法作为电路分析的重要手段，在今后电路的学习被普遍使用。 中职学生本身对于理论性较强的学科就缺乏兴趣，本书的设计比较注重理论知识的传授，从而影响学习效果；另外，中职学生知道自己的定位是工作，更加看重知识在今后工作中的实用性。 ⑴考虑到中职学生的学习特点和兴趣取向，选取和日常生活联系紧密的电子助听器电路作为项目背景将第三章的内容联系起来，形成一个有机的整体。既可以将零散的知识整合，又可以让学生看到实用性。 本单元的教学内容及课时安排如下： 任务一：认识基本放大电路1课时 任务二：静态工作点的测试和分析1课时 任务三：放大电路交流工作状态测试1课时 任务四：放大电路异常现象的测试1课时 任务五：Q点对输出波形影响的测试1课时 任务六：分析工作点稳定的放大电路1课时 任务七：组装电子助听器2课时 ⑵内容安排上从对三极管相关知识的复习，到放大器的定义、电路组成、放大倍数的测试计算和放大器作用的分析，层层递进，实现从理论到实践的飞跃。 ⑶教学手段上，增加幻灯片图片、FLASH动画、软件仿真等，来丰富课堂形式，调节气氛，提高课堂效率。 【教学目标】 1.能力目标：⑴能描述晶体管放大电路的结构
仿真实验报告册 仿真实验课程名称：模拟电子技术实验仿真仿真实验项目名称：共射极单管放大器 仿真类型（填■）：（基础■、综合□、设计□） 院系：专业班级： 姓名：学号： 指导老师：完成时间： 成绩：
一、实验目的 （1）掌握放大器静态工作点的调试方法，熟悉静态工作点对放大器性能的影响。 （2）掌握放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及最大不失真输出电压的测试方法。 （3）熟悉低频电子线路实验设备，进一步掌握常用电子仪器的使用方法。 二、实验设备及材料 函数信号发生器、双踪示波器、交流毫伏表、万用表、直流稳压电源、实验电路板。 三、实验原理 电阻分压式共射极单管放大器电路如图所示。它的偏置电路采用（R W +R 1）和R 2组成的分压电路，发射极接有电阻R 4（R E ），稳定放大器的静态工作点。在放大器的输入端加入输入微小的正弦信号U i ，经过放大在输出端即有与U i 相位相反，幅值被放大了的输出信号U o ，从而实现了电压放大。 在图电路中，当流过偏置电阻R 1和R 2的电流远大于晶体管T 的基极电流I B 时（一般5~10倍），则它的静态工作点可用下式进行估算（其中U CC 为电源电压）： CC 21W 2 BQ ≈ U R R R R U ++ （3-2-1） C 4 BE B EQ ≈I R U U I -= （3-2-2） )(43C CC CEQ R R I U U +=- （3-2-3） 电压放大倍数 be L 3u ||=r R R β A - （3-2-4） 输入电阻 be 21W i ||||)(r R R R R += （3-2-5） 图 共射极单管放大器
江苏省职业学校 理论课程教师教案本 （2015 —2016学年第一学期） 专业名称预科班课程名称电子技术授课教师左爱娟学校江苏省高邮中等专业学校
了解基本共射放大电路的结构，了解工作原理。 学会 画直流通路和交流通路。 学会计算静态工作点。 授课时间 2015-10-12 教者 左爱娟 授课班级 13预科 课程名称 授课章节 名 称 使用教具 电子技术 授课形式 新授 基本共射放大电路（固定偏置电路） 纸质导学案、多媒体、黑板等 授课课时 2课时 教学目的 教学重点 了解基本共射放大电路的结构，了解工作原理。 教学难点 学会画直流通路和交流通路，计算静态工作点。 课外作业 补充 三极管单管放大电路 放大 的实质：用较小的信号去控制较大的信号。 一、共发射极基本放大电路的组成及工作原理 主要内容 板书设计 + U cc 、共发射极基本放大电路的静态分析 + RS + O U B 缶 U
课堂教学安排 主要教学内容及步骤 复习：1、三极管的工作状态 2、三极管的输出特性 三极管单管放大电路 放大的 实质：用较小的信号去控制较大的信号。 一、共发射极基本放大电路的组成及工作原理 （1） 晶体管V 。放大元件，用基极电流iB 控制集电极电流iC 。 （2） 电源UCC 和UBB 。使晶体管的发射结正偏，集电结反偏， 晶体管处在放大状态，同时也是放大电路的能量来源，提供电流 iB 和iC o UCC 一般在几伏到十几伏之间。 （3） 偏置电阻RB 。用来调节基极偏置电流IB ，使晶体管有一个 合适的工作点，一般为几十千欧到几百千欧。 （4） 集电极负载电阻RC 。将集电极电流iC 的变化转换为电压的 变化，以获得电压放大，一般为几千欧。 （5） 电容Cl 、C2o 用来传递交流信号，起到耦合的作用。同时， 又使放大电路和信号源及负载间直流相隔离，起隔直作用。为了 减小传递信号的电压损失，Cl 、C2应选得足够大，一般为几微法 至几十微法，通常采用电解电容器。 二、共发射极基本放大电路的静态分析 静态是指无交流信号输入时，电路中的电流、电压都不变的状态， 静态时三极管各极电流和电压值称为静态工作点 Q （主要指IBQ 、 ICQ 和UCEQ ）o 静态分析主要是确定放大电路中的静态值 IBQ 、 ICQ 和 UCEQ o + U cc 教学过程 复习导入 教学设计 课堂讨论
详解经典三极管基本放大电路 三极管是电流放大器件，有三个极，分别叫做集电极C，基极B，发射极E。分成NPN和PNP 两种。我们仅以NPN三极管的共发射极放大电路为例来说明一下三极管放大电路的基本原理。 图1：三极管基本放大电路 下面的分析仅对于NPN型硅三极管。如上图所示，我们把从基极B流至发射极E的电流叫做基极电流Ib;把从集电极C流至发射极E的电流叫做集电极电流Ic。这两个电流的方向都是流出发射极的，所以发射极E上就用了一个箭头来表示电流的方向。三极管的放大作用就是：集电极电流受基极电流的控制(假设电源能够提供给集电极足够大的电流的话)，并且基极电流很小的变化，会引起集电极电流很大的变化，且变化满足一定的比例关系：集电极电流的变化量是基极电流变化量的β倍，即电流变化被放大了β倍，所以我们把β叫做三极管的放大倍数(β一般远大于1，例如几十，几百)。如果我们将一个变化的小信号加到基极跟发射极之间，这就会引起基极电流Ib的变化，Ib的变化被放大后，导致了Ic很大的变化。如果集电极电流Ic是流过一个电阻R的，那么根据电压计算公式U=R*I 可以算得，这电阻上电压就会发生很大的变化。我们将这个电阻上的电压取出来，就得到了放大后的电压信号了。 三极管在实际的放大电路中使用时，还需要加合适的偏置电路。这有几个原因。首先是由于三极管BE结的非线性(相当于一个二极管)，基极电流必须在输入电压大到一定程度后才能产生(对于硅管，常取0.7V)。当基极与发射极之间的电压小于0.7V时，基极电流就可以认为是0。但实际中要放大的信号往往远比0.7V要小，如果不加偏置的话，这么小的信号就不足以引起基极电流的改变(因为小于0.7V时，基极电流都是0)。如果我们事先在三极管的基极上加上一个合适的电流(叫做偏置电流，上图中那个电阻Rb就是用来提供这个电流的，所以它被叫做基极偏置电阻)，那么当一个小信号跟这个偏置电流叠加在一起时，小信号就会导致基极电流的变化，而基极电流的变化，就会被放大并在集电极上输出。另一个原因就是输出信号范围的要求，如果没有加偏置，那么只有对那些增加的信号放大，而对减小的信号无效(因为没有偏置时集电极电流为0，不能再减小了)。而加上偏置，事先让集电极有一定的电流，当输入的基极电流变小时，集电极电流就可以减小;当输入的基极电流增大时，集电极电流就增大。这样减小的信号和增大的信号都可以被放大了。 下面说说三极管的饱和情况。像上面那样的图，因为受到电阻Rc的限制(Rc是固定值，那么最大电流为U/Rc，其中U为电源电压)，集电极电流是不能无限增加下去的。当基极电流的增大，不能使集电极电流继续增大时，三极管就进入了饱和状态。一般判断三极管是否饱和的准则是：Ib*β〉Ic。进入饱和状态之后，三极管的集电极跟发射极之间的电压将很小，可以理解为一个开关闭合了。这样我们就可以拿三极管来当作开关使用：当基极电流为0时，三极管集电极电流为0(这叫做三极管截止)，相当于开关断开;当基极电流很大，以至于三极管饱和时，相当于开关闭合。如果三极管主要工作在截止和饱和状态，那么这样的三极管我们一般把它叫做开关管。 如果我们在上面这个图中，将电阻Rc换成一个灯泡，那么当基极电流为0时，集电极电流为0，灯泡灭。如果基极电流比较大时(大于流过灯泡的电流除以三极管的放大倍数β)，三极管就饱和，相当于开关闭合，灯泡就亮了。由于控制电流只需要比灯泡电流的β分之一大一点就行了，所以就可以用一个小电流来控制一个大电流的通断。如果基极电流从0慢慢增加，那么灯泡的亮度也会随着增加(在三极管未饱和之前)。
教学方案（一）
教学方案（二） 教学内容及导学设计学生活动与调控新课引入：在日常生活中，我们越来越离不开电子产品，通过之前的学习同学们已经 初步了解电子产品具有接受处理电信号的功能，那么用电设备是如何将微 弱的电信号放大，使我们最终能听到声音、看到图像的呢？这是我们高三 学生的毕业作品功率放大器，我们来通过它听一段美妙的音乐，这里起到 放大作用的是什么，对是功率放大器，今后我们也要做一个功率放大器， 我希望同学们做的功放会比这个更好，为了达成这一目标我们先来学习最 基本的放大器——固定偏置放大电路，通过此电路的学习同学们就能了解 放大器是如何工作的。（2分钟） 复习提问：放大器的核心元件是什么？ 一、电路组成（15分钟） 做中学：学生动手搭接单电源固定偏置放大电路。 二、放大电路电压电流表示方法（8分钟） 三、静态工作点（15分钟） 1.静态：电路在没有输入信号（即输入端短路）， 只有直流电源单独作用下的直流工作状态。 2.静态工作点：I BQ 、I CQ、U BEQ、U CEQ 做中学：学生在电路中只接入直流电源，用万用表测试静态工作点。学生思考电信号特点，B层级学生回答如何处理微弱电信号——放大。 C层级的学生回答放大器的核心元件应该是什么——三极管。 学生分组讨论如何优化电路，A层级学生在老师引导下分析。 C层级学生在老师引导下分析三极管的作用。 B层级学生分析电阻的作用。 A层级学生分析电容的作用。 学生动手搭接电路。 C层级学生识记放大器中电流及电压符号使用规定。 AB层级学生理解放大器中电流及电压符号使用规定。 学生在老师的指导下测试静态工作点。 教师通过复习提问引出 固定偏置放大电路的结 教师利用多媒体演示 双电源供电电路，引导 学生分析电路的弊端， 教师通过多媒体演示单 电源电路特点，并引导学 教师利用多媒体演示确定静态工作点并指导学生利用万用表测量静态工作点使学生
华中科技大学 《电子线路设计、测试与实验》实验报告 实验名称：单管放大电路的设计与实现 院（系）： 专业班级： 姓名： 学号： 时间： 地点：华中科技大学南一楼 实验成绩： 指导教师：
一、实验目的 1.掌握单管放大电路的工作原理。 2.掌握MOSFET共源放大电路以及BJT共射放大电路静态工作点的设置与调整方法。 3.了解电路参数变化对于电路静态工作点的影响。 4.学习使用PSpice或Multisim软件对模拟电子电路进行仿真分析。 5.掌握BJT单极共射放大电路主要性能指标（A v、R i、R o）的测量方法。 二、实验元器件 类型型号（参数）数量 三极管9013 1只 电位器100kΩ1只 电阻51Ω、1kΩ、100kΩ各1只； 10kΩ、10kΩ各2只； 电容10μF 2只 47μF 1只 三、实验原理及参考电路 1.参考电路 实验电路如图1所示。该电路采用自动稳定工作点的分压式射极偏置电路，其温度稳定性好。 图1 2.静态工作点的估算与调整 静态工作点是指输入交流信号为零时三极管的基极电流IBE、集电极电流I CQ、和管压降V CEQ。 根据上图所示的直流通路可得出： 开路电压V BB = R b12V CC/（R b11+R b12） 内阻R B = R b11//R b12
则I BQ =（V BB–V BEQ）/( R B +(1+β)( R e1 +R e2)) I CQ = βI BQ V CEQ ≈ V CC – (R C + R e1 +R e2)I CQ 当管子确定后，改变V CC、R B、R B2、R C、（或R E）中任一参数值，都会导致静态工作点的变化。当电路参数确定后，静态工作点主要通过R P调整。工作点偏高，输出信号易产生饱和失真；工作点偏低，输出波形易产生截止失真。但当输入信号过大时，管子将工作在非线性区，输出波形会产生双向失真。当输出波形不很大时，静态工作点的设置应偏低，以减小电路的表态损耗。 3.放大电路电压增益的测量 放大电路电压增益A v 是指输出电压与输入电压的有效值之比，即 A v =V o /V i。 对于该电路，放大电路的电压增益A v 为 A v= -β(R C // R L) /( r be + (1 + β)R e1) 当三极管跟负载电阻选定后，A v主要取决于静态工作点I CQ。 4.输入电阻的测量 对于上述参考电路图所示参数，放大电路输入电阻为： R i = R b11//R b12//[r be + (1 + β)R e1] 三极管输入电阻r be 为： r be = 300 + (1+β)CQ 测量原理为：在信号源与放大电路之间串一个已知阻值的电阻R,用万用表分别测出R 两端的电压V S，和V i，则输入电阻为： Ri = Vi / Ii = Vi R /( V s- V i) 5.输出电阻的测量 输出电阻的测量原理为：用万用表分别测量放大器的开路电压V O和负载电阻上的电压V OL，则输出电阻R O可通过计算求得。 R O =( V O – V OL)R L /V OL 当R L = R O 时，测量误差最小。 6.幅频特性的测量 放大器的幅频特性是指放大器的增益与输入信号频率之间的关系曲线。一般用逐点法进行测量。在保持输入信号幅值不变的情况下，改变输入信号的频率，住店测量不同频率点的电压增益。利用各点数据，在单对数坐标纸上描绘出幅频特性曲
测判三极管的口诀 三极管的管型及管脚的判别是电子技术初学者的一项基本功，为了帮助读者迅速掌握测判方法，笔者总结出四句口诀：三颠倒，找基极；PN结，定管型；顺箭头，偏转大；测不准， 动嘴巴。’下面让我们逐句进行解释吧。 一、三颠倒，找基极 大家知道，三极管是含有两个PN结的半导体器件。根据两个PN结连接方式不同，可以分 为NPN型和PNP型两种不同导电类型的三极管，图1是它们的电路符号和等效电路。 测试三极管要使用万用电表的欧姆挡，并选择R X100或RX1k挡位。图2绘出了万用电表 欧姆挡的等效电路。由图可见，红表笔所连接的是表内电池的负极，黑表笔则连接着表内电池的正极。 假定我们并不知道被测三极管是NPN型还是PNP型，也分不清各管脚是什么电极。测试 的第一步是判断哪个管脚是基极。这时，我们任取两个电极（如这两个电极为1、2）,用万用 电表两支表笔颠倒测量它的正、反向电阻，观察表针的偏转角度；接着，再取1、3两个电极和2、3两个电极，分别颠倒测量它们的正、反向电阻，观察表针的偏转角度。在这三次颠倒测量中，必然有两次测量结果相近：即颠倒测量中表针一次偏转大，一次偏转小；剩下一次必然是颠倒测量前后指针偏转角度都很小，这一次未测的那只管脚就是我们要寻找的基 极（参看图1、图2不难理解它的道理）。 二、PN结，定管型 找出三极管的基极后，我们就可以根据基极与另外两个电极之间PN结的方向来确定管子的 导电类型（图1）。将万用表的黑表笔接触基极，红表笔接触另外两个电极中的任一电极，若表头指针偏转角度很大，则说明被测三极管为NPN型管；若表头指针偏转角度很小，则被 测管即为PNP型。 三、顺箭头，偏转大 找出了基极b，另外两个电极哪个是集电极c,哪个是发射极e呢?这时我们可以用测穿透 电流ICEO的方法确定集电极c和发射极e。 （1）对于NPN型三极管，穿透电流的测量电路如图3所示。根据这个原理，用万用电表的 黑、红表笔颠倒测量两极间的正、反向电阻Rce和Rec，虽然两次测量中万用表指针偏转 角度都很小，但仔细观察，总会有一次偏转角度稍大，此时电流的流向一定是：黑表笔TC 极~b极极T红表笔，电流流向正好与三极管符号中的箭头方向一致（顺箭头”，）所以此 时黑表笔所接的一定是集电极c,红表笔所接的一定是发射极e。
共射极基本放大电路分析 教学内容分析：§2-2共发射极低频电压放大电路的分析中的“近似估算法”： 近似估算静态工作点、电压放大倍数。 教学对象及分析：1、基础知识：学生已基本掌握了共发射极低频电压放大电路 组成及工作原理。 2、分析与理解能力：由于放大电路的工作原理比较抽象，学生对此理解不够深刻，并且动手调试电子电路的能力有待提高。所以本次课堂将结合共发射极低频电压放大电路演示测试方式调动学生的主动性和积极性。 教学目的： 1、了解、掌握放大电路的分析方法：近似估算法； 2、培养学生分析问题的能力。 3、培养学生耐心调试的科学精神。 教学方法：演示法、启发法、讲练结合法 教具准备：分压式偏置放大电路实验板、示波器、万用表。 教学重点： 1、共射极放大电路的静态工作点的估算； 2、放大器的电压放大倍数的估算。 教学难点：静态工作点的估算。 教学过程： 一、复习及新课引入： 1、复习旧知识：（1）放大电路的工作原理。 （提问：简述共发射极放大电路的工作原理。） （2）基本放大电路的工作状态分：静态和动态。 （3）静态工作点的设置。 （提问：设置静态工作点的目的是什么？） 2、启发、提出问题：（1）放大电路设置静态工作点的目的是为了避免产生非线 性失真，那么如何设置静态工作点才能避免非线性失真呢？ （2）放大器的主要功能是放大信号，那怎样计算放大器的放 大能力呢？ 引入新课题：必须学习如何分析放大电路。
难点突破：解释U BE 的含义。 得到： I B ===4.0×10-5A=40μA 分析：由于V CC >>U BE ，故U BE 可忽略。 I B =。 ⑥计算I C ； 由β?=得到 I C =β?I B 又因为β≈β? 所以 I C =βI B =50×40μA=2mA ⑦计算U CE ； 对I C 回路应用电压方程有： I C R C +U CE = V CC 得： U CE = V CC －I C R C =20－2×16=8（V） ⑧总结静态分析的解题步骤； ⑨学生课堂练习：在演示板电路上让学生用万用表测量其静态工作点，然后根据线路元件参数估算静态工作点，两者进行比较。 2.放大器的电压放大倍数的估算： （1）、动态分析需要计算的物理量。 提问：放大器的作用是什么？ 回答：主要作用是将微弱信号进行放大。 分析：对于放大器，我们最关心的是它的放大能力，以及它对信号源的要求和负载能力。因此必须计算放大倍 数、输入电阻和输出电阻。 （2）、放大器的电压放大倍数的估算的步骤： ①画出放大电路的交流通路。 方法：电容及直流电源视为短路，其余不变。学生自己画出直流通路 思考
共基极放大电路分析与计算 共基极放大电路(简称共基放大电路)如图1(a)所示,直流通路采用的是分压偏置式,交流信号经C 1从发射极输入,从集电极经C 2输出,C 1、C 2为耦合电容,C b 为基极旁路电容,使基极交流接地,故称为共基极放大器。微变等效电路如图1(b)所示。 图1 共基极放大电路 （a ）基本放大电路;（b ）微变等效电路 1) 静态工作点（与共发射极放大电路分析方法一样） 图1中如果忽略IBQ 对Rb1、Rb2分压电路中电流的分流作用，则基极静态电压U BQ 为 CC b b b BQ U R R R U 2 12 += 流经Re 的电流I EQ 为 e BE B e E EQ R U U R U I -== 如果满足UB 〉〉UBE ，则上式可简化为 (a ) ＋ － u o β i i i (b )
CC b b b e e B EQ CQ U R R R R R U I I 2 121 +?=≈ ≈ 而β += 1EQ BQ I I CQ e C CC CEQ I R R U U )(+-= 2) 动态分析 利用三极管的微变等效模型，可以画出图1（a ）电路的微变等效电路如图1（b ）所 示。 图中，b 、e 之间用rbe 代替， c 、 e 之间用电流源βib 代替。 （1） 电流放大倍数。 在图1（b ）中，当忽略Re 对输入电流ii 的分流作用时，则ii ≈-ie ；流经R ′L （R ′L=Rc ∥RL ）的输出电流io=-ic 。 a i i i i A e c i i =--== 0 α称作三极管共基电流放大系数。由于α小于且近似等于1，所以共基极电路没有电流放大作用。 （2） 电压放大倍数。 根据图1（b ）可得 ui=-rbeib uo=R ’L io=-R ’L ic=-βR ’L ib 所以，电压放大倍数为 be L i O u r R u u A '= = β 上式表明，共基极放大电路具有电压放大作用， 其电压放大倍数和共射电路的电压放大 倍数在数值上相等，共基极电路输出电压和输入电压同相位。 （3） 输入电阻。 当不考虑Re 的并联支路时， 即从发射极向里看进去的输入电阻r ′i 为 β β+=+--= 1)1('be b b be i r i i r r rbe 是共射极电路从基极向里看进去的输入电阻，显然， 共基极电路从发射极向里看进 去的输入电阻为共射极电路的1（1+β）。 （4） 输出电阻。 在图1（b ）中，令u s =0，则i b =0，受控电流源βi b =0，可视为开路，断开RL ，接入u ，可得i=u/Rc ，因此，求得共基放大电路的输出电阻ro=Rc 。 综上所述，共基、共射电路元件参数相同时，它们的电压放大倍数Au 数值是相等的，但是，由于共基电路的输入电阻很小，输入信号源电压不能有效地激励放大电路，所以，在Rs 相同时，共基极电路实际提供的源电压放大倍数将远小于共射电路的源电压放大倍数。
基本共射放大电路教案 教材分析 基本共发射极放大电路是模拟电子技术中非常重要的内容，是学生掌握负反馈放大电路、功率放大电路的基础。考虑到职校学生的学习特点和兴趣取向，选取和日常生活联系紧密的扩音机电路作为项目背景，本次课是该项目中任务二共射基本放大电路的学习。通过本项目的学习，既可以将零散的知识整合，又可以让学生看到实用性。让学生由被动变为主动，达到学生乐于学习，积极性增强的效果。 学情分析， 学生们在认知方面，已经具有了一定分析、概括与归纳的能力，能较快接受新的知识，掌握新技能。而且在通过前一章半导体器件的学习，已经具备了良好的学习基础。 教学目标 1.能力目标：⑴能描述基本共射放大电路的结构 ⑵说明各电路组成部分的作用 2.知识目标：⑴掌握基本共射放大电路的组成 ⑵理解基本共射放大电路的各元件作用 3.情感目标：⑴培养学生对该门专业课的兴趣 ⑵促进学生形成严密的逻辑思维。 4.思想目标：帮助学生克服对专业基础课的畏难情绪，从被动学习转变为主动学习。 教学重难点： 1.共射放大电路的组成 2.共射放大电路的各元件作用 教学方法 讲授法和任务驱动法并用，发挥学生的主体地位，以小组为单位，在学生独立自主的基础上，进行合作交流。结合丰富的网络资源库，激发学生的学习兴趣，在动手活动中，让学生掌握基本共射基本放大电路的结构，增加幻灯片图片、FLASH动画等，来丰富课堂形式，调节气氛，提高课堂效率。 教学过程 一、创设情景，项目引领 展示扩音机图片和实物，扩音机是如何实现扩音功能的呢？ 二、新课学习，任务实施： （一）放大的概念
（以扩音机为例分析总结放大电路出放大电路的结构） （1）放大的概念 教师使用扩音机演示，引导学生讨论分析扩音机的工作流程，并总结扩音机结构框图。使用PPT课件展示。 扩音机结构框图 放大的对象：变化量 放大的本质：能量的控制 放大的特征：功率放大 放大的基本要求：不失真，放大的前提 （2）基本共射放大电路的组成及各元件的作用 VBB、Rb：使UBE＞Uon，且有合适的IB。 VCC：使UCE≥Uon，同时作为负载的能源。 Rc：将ΔiC 转换成ΔuCE(uo) 。 动态信号作用时： 输入电压ui为零时，晶体管各极的电流、b-e间的电压、管压降称为静态工作点Q，记作IBQ、ICQ（IEQ）、UBEQ、UCEQ。 （3）设置静态工作点的必要性 为什么放大的对象是动态信号，却要晶体管在信号为零时有合适的直流电流和极间电压？ 输出电压必然失真！ 设置合适的静态工作点，首先要解决失真问题，但Q点几乎影响着所有的动态参数！ ) ( o CE c b i c u u i i i u R ? → ? → → →
三极管放大电路设计,参数计算及静态工作点设置方法 说一下掌握三极管放大电路计算的一些技巧 放大电路的核心元件是三极管,所以要对三极管要有一定的了解。用三极管构成的放大电路的种类较多,我们用常用的几种来解说一下(如图1)。图1是一共射的基本放大电路,一般我们对放大路要掌握些什么内容? (1)分析电路中各元件的作用; (2)解放大电路的放大原理; (3)能分析计算电路的静态工作点; (4)理解静态工作点的设置目的和方法。 以上四项中,最后一项较为重要。 图1中,C1,C2为耦合电容,耦合就是起信号的传递作用,电容器能将信号信号从前级耦合到后级,是因为电容两端的电压不能突变,在输入端输入交流信号后,因两端的电压不能突变因,输出端的电压会跟随输入端输入的交流信号一起变化,从而将信号从输入端耦合到输出端。但有一点要说明的是,电容两端的电压不能突变,但不是不能变。 R1、R2为三极管V1的直流偏置电阻,什么叫直流偏置?简单来说,做工要吃饭。要求三极管工作,必先要提供一定的工作条件,电子元件一定是要求有电能供应的了,否则就不叫电路了。 在电路的工作要求中,第一条件是要求要稳定,所以,电源一定要是直流电源,所以叫直流偏置。为什么是通过电阻来供电?电阻就象是供水系统中的水龙头,用调节电流大小的。所以,三极管的三种工作状态“:载止、饱和、放大”就由直流偏置决定,在图1中,也就是由R1、R2来决定了。首先,我们要知道如何判别三极管的三种工作状态,简单来说,判别工作于何种工作状态可以根据Uce的大小来判别,Uce接近于电源电压VCC,则三极管就工作于载止状态,载止状态就是说三极管基本上不工作,Ic电流较小(大约为零),所以R2由于没有电流流过,电压接近0V,所以Uce就接近于电源电压VCC。
第2章三极管及放大电路基础 【课题】 2.1 三极管 【教学目的】 1．掌握三极管结构特点、类型和电路符号。 2．了解三极管的电流分配关系及电流放大作用。 3．理解三极管的三种工作状态的特点，并会判断三极管所处的工作状态。 4．理解三极管的主要参数的含义。 【教学重点】 1．三极管结构特点、类型和电路符号。 2．三极管的电流分配关系及电流放大作用。 3．三极管的三种工作状态及特点。 【教学难点】 1．三极管的电流分配关系和对电流放大作用的理解。 2．三极管工作在放大状态时的条件。 3．三极管的主要参数的含义。 【教学参考学时】 2学时 【教学方法】 讲授法、分组讨论法 【教学过程】 一、引入新课 搭建一个简单的三极管基本放大电路，通过对放大电路输入信号及输出信号的测试，引导学生认识三极管，并知道三极管能放大信号，为后续的学习打下基础。 二、讲授新课 2.1.1 三极管的基本结构 三极管是在一块半导体基片上制作出两个相距很近的PN结构成的。 两个PN结把整块半导体基片分成三部分，中间部分是基区，两侧部分分别是发射区和集电区，排列方式有NPN和PNP两种， 2.1.2 三极管的电流放大特性 三极管能以基极电流微小的变化量来控制集电极电流较大的变化量，这就是三极管的电
流放大特性。 要使三极管具有放大作用，必须给管子的发射结加正偏电压，集电结加反偏电压。 三极管三个电极的电流(基极电流B I 、集电极电流C I 、发射极电流E I )之间的关系为： C B E I I I +=、B C I I = --β、B C I I ??=β 2.1.3 三极管的特性曲线 三极管外部各极电流与极间电压之间的关系曲线，称为三极管的特性曲线，又称伏安特性曲线。 1. 输入特性曲线 输入特性曲线是指当集-射极之间的电压CE V 为定值时，输入回路中的基极电流B I 与加在基-射极间的电压BE V 之间的关系曲线。 三极管的输入特性曲线与二极管的正向伏安特性曲线相似，也存在一段死区。 2. 输出特性曲线 输出特性曲线是指当基极电流B I 为定值时，输出电路中集电极电流C I 与集-射极间的电压CE V 之间的关系曲线。B I 不同，对应的输出特性曲线也不同。 截止区：0=B I 曲线以下的区域。此时，发射结处于反偏或零偏状态，集电结处于反偏状态，三极管没有电流放大作用，相当于一个开关处于断开状态。 饱和区：曲线上升和弯曲部分的区域。此时，发射结和集电结均处于正偏状态，三极管没有电流放大作用，相当于一个开关处于闭合状态。 放大区：曲线中接近水平部分的区域。此时，发射结正偏，集电结反偏。三极管具有电流放大作用。 2.1.4 三极管的主要参数 1. 性能参数：电流放大系数- -β、β，集电极-基极反向饱和电流CBO I ，集电极-发射极反向饱和电流CEO I 。 2. 极限参数：集电极最大允许电流CM I 、集电极-发射极反向击穿电压CEO BR V )(、集电极最大允许耗散功率CM P 。
授课教案 课程：模拟电子技术任课教师：教研室主任： 课号：５课题：第二章基本放大电路 2.1 简单交流放大电路 教学目的：（1）熟练掌握基本放大电路的组成，工作原理及作用。 （2）重点掌握静态工作点的建立条件、作用 教学内容：放大的概念，共射电压放大器及偏置电路，放大电路的技术指标和基本分析方法 教学重点：基本放大电路的组成、工作原理 教学难点：放大过程中交直流的叠加 教学时数：2学时 课前提问及复习：结型场效应管、绝缘栅型场效应管的构造原理和特性参数 新课导入：放大的概念，应用场合以及放大电路。 新课介绍： 第二章基本放大电路 2．1 概述 2.1.1 放大的概念 放大对象：主要放大微弱、变化的信号（交流小信号），使V O或I O、P O得到放大！ 放大实质：能量的控制和转换，三极管——换能器。 基本特征：功率放大。 有源元件：能够控制能量的元件。 放大的前提是不失真，即只有在不失真的情况下放大才有意义。 2.1.2 放大电路的性能指标 为了反映放大电路的各方面的性能，引出如下 主要性能指标。 1、放大倍数 输出量与输入量之比，根据输入量为电流、电压和输 出量为电流、电压的不同，可以得到四种放大倍数。 2、输入电阻 输入电阻Ri为从放大电路输入端看进去的等效电阻， 定义为输入电压有效值Ui和输入电流有效值Ii之比，即Ri=Ui/Ii。 3、输出电阻 任何的放大电路的输出都可以等效成一个有内阻的电压源，从放大电路输出端看进去的等效内阻称为输出电阻Ro。 4、通频带 通频带用于衡量放大电路对不同频率信号的放大能力。 中频放大倍数下限截止频率上限截止频率f bw=f H-f L
实验二 晶体管共射极单管放大器 一、实验目的 1、 学会放大器静态工作点的调试方法，分析静态工作点对放大器性能的影响。 2、 掌握放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及最大不失真输出电压的测试方法。 3、 熟悉常用电子仪器及模拟电路实验设备的使用。 二、实验原理 图2－1为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路图。它的偏置电路采用R B1和R B2 组成的分压电路，并在发射极中接有电阻R E ，以稳定放大器的静态工作点。当在放大器的输入端加入输入信号u i 后，在放大器的输出端便可得到一个与u i 相位相反，幅值被放大了的输出信号u 0，从而实现了电压放大。 在图2－1电路中，当流过偏置电阻R B1和R B2 的电流远大于晶体管T 的 基极电流I B 时（一般5～10倍），则它的静态工作点可用下式估算 CC B2 B1B1B U R R R U +≈ C E BE B E I R U U I ≈+-≈ 1 F R U CE ＝U CC －I C （R C ＋R E +R F1） 电压放大倍数 1 )1(F R // β++-=be L C V r R R β A 输入电阻 R i ＝R B1 // R B2 // [ r be +(1+β)R F1 ] 输出电阻 R O ≈R C 由于电子器件性能的分散性比较大，因此在设计和制作晶体管放大电路时，离不开测量 图2－1 共射极单管放大器实验电路
和调试技术。在设计前应测量所用元器件的参数，为电路设计提供必要的依据，在完成设计和装配以后，还必须测量和调试放大器的静态工作点和各项性能指标。一个优质放大器，必定是理论设计与实验调整相结合的产物。因此，除了学习放大器的理论知识和设计方法外，还必须掌握必要的测量和调试技术。 放大器的测量和调试一般包括：放大器静态工作点的测量与调试，消除干扰与自激振荡及放大器各项动态参数的测量与调试等。 1、放大器静态工作点的测量与调试 1) 静态工作点的测量 测量放大器的静态工作点，应在输入信号u i ＝0的情况下进行，即将放大器输入端与地端短接，然后选用量程合适的直流毫安表和直流电压表，分别测量晶体管的集电极电流 I C 以及各电极对地的电位U B 、U C 和U E 。一般实验中，为了避免断开集电极，所以采用测量电 压U E 或U C ，然后算出I C 的方法，例如，只要测出U E ，即可用 C E BE B E I R U U I≈ + - ≈ 1 F R 算出I C （也可根据C C CC C R U U I - = ，由U C 确定I C ），同时也能算出U BE ＝U B －U E ，U CE ＝U C －U E 。 为了减小误差，提高测量精度，应选用内阻较高的直流电压表。 2) 静态工作点的调试 放大器静态工作点的调试是指对管子集电极电流I C （或U CE ）的调整与测试。 静态工作点是否合适，对放大器的性能和输出波形都有很大影响。如工作点偏高，放 大器在加入交流信号以后易产生饱和失真，此时u O 的负半周将被削底，如图2－2(a)所示； 如工作点偏低则易产生截止失真，即u O 的正半周被缩顶（一般截止失真不如饱和失真明显），如图2－2(b)所示。这些情况都不符合不失真放大的要求。所以在选定工作点以后还必须进 行动态调试，即在放大器的输入端加入一定的输入电压u i ，检查输出电压u O 的大小和波形 是否满足要求。如不满足，则应调节静态工作点的位置。 (a) (b) 图2－2 静态工作点对u O 波形失真的影响
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一、组织教学（3分钟） 二、复习旧课5分钟） 三、导入新课（5分钟） 1.检查学生出勤情况、安全文明生产情况； （包括工作服，绝缘鞋等穿戴情况） 2.课前安全教育；按操作规程要求正确操作电器设备的运行。 1、复习旧知识：（1）放大电路的工作原理。 （提问：简述共发射极放大电路的工作原理。） （2）基本放大电路的工作状态分：静态和动态。 （3）静态工作点的设置。 （提问：设置静态工作点的目的是什么？） 2、启发、提出问题：（1）放大电路设置静态工作点的目的是 为了避免产生非线性失真，那么如何设置静态工作点才能避免非线性失真呢？ （2）放大器的主要功能是放大信号，那怎 样计算放大器的放大能力呢？ 引入新课题：必须学习如何分析放大电路。 课题：§2-2共发射极低频电压放大电路的分析 强调 安全用电 线 路 板 接 通 电 源 连 接 示 波 器 调 R B 观察示波器中输出电压的波形是否失真， 思考，回答 思 考 ， 回 答 讲 授 法 讲 授 法 讲 授 法 稳定课堂秩序，准备上课。 巩固已学知识，为本次课程学习新知识作铺垫。 通过实际生产中的问题引入课程内容，激发学生的求知欲望，达到更好的教学效果。 +U CC + + V C 1 C 2 R B R C u i u o 放大电路的分析方法： 近似估算法； 图解分析法 教师活动 教学方法 设计目的 教学内容与过程 学生活动
四、讲授新课（20分钟） 1、分析静态工作点的估算。 （1） 静态工作点要估算的物理量。 提问：什么是静态工作点？ 回答：当静态时，直流量I B 、I C 、U CE 在晶体管输出特性曲线上 所对应的点称为静态工作点。 提问：要确定静态工作点，必须要计算什么量？ 回答：I B 、I C 、U CE 。 （2） 计算静态工作点的解题步骤。 启发提问：怎样计算I B 、I C 、U CE 呢？ 以例2.1为例子，具体讲解静态的分析解题步骤。 ① 学生阅读例题；（例2.1） ② 画图：共发射极基本放大电路； ③ 提问：什么是直流通路？ 回答：直流电流通过的路径。 ④画出放大器的直流通路。 方法：电容视为开路，其余不变 画图：放大器的直流通路 ⑤ 计算I B ； 适度引导板书课 题 讲解 学生阅读例题； 学生自己画出直流通路 +U CC V R B R C I CQ I BQ U BEQ U CEQ
第三章基本放大电路 第一节放大器概述 基本放大电路也叫放大器，它是利用三极管的电流放大作用，将微弱的电信号（电压信号、电流信号）进行有限的放大，得到需要的电信号。 一、放大器的基本概念 放大器 输入端输出端 1、特点 1）输出信号的功率比输入信号的功率要大此时我们说电子信号得到了放大 2）输出信号的波形与输入信号的波形要相同即信号不产生失真 2、组成 有源器件：三极管场效应管等 无源器件：电阻电容电感变压器等 3、基本要求 1）足够的放大倍数 2）一定宽度的同频带信号围的频率应得到同样的放大 3）非线性失真小由于非线性元件引起的波形畸变叫非线性失真 4）工作要稳定各项参数不随工作时间、环境而改变，同时放大器本身不产生自激信号 5）输入信号的电压、电流及功率不能超过放大器的最大允许值否则会损坏放大器
6）放大器允许输出的输出信号的最大功率应小于由电源提供给放大器的功率。 二、三极管的连接方式 共发射极放大电路 共基极放大电路 共集电极放大电路 特点：各种基本放大电路的输入端和输出端 共发射极放大电路：信号从基极输入，集电极输出；公共端为发射极 共基极放大电路：信号从发射极输入，集电极输出；公共端为基极 共集电极放大电路：信号从基极输入，发射极输出，公共端为集电极 输 输 R4 输出
举例： 信号 上图为共发射极放大电路，右图为电路图的另一种画法，其中的“⊥”为公共接地，是电路中的电流、电压的零参考点，称为接地端。 各元件的作用： C1、C2：C1为输入信号耦合电容，为输入信号提供交流通路；C2为输出信号耦合电容，为输出信号提供交流通路。它们同时起隔断直流作用，避免影响三极管的静态工作点。 R1、R2：基极偏置电阻，电源电压经这两个电阻分压给基极提供偏置电压，使发射结处于正向导通状态。R1叫上偏电阻，R2叫下偏电阻。它们一般为几千欧姆。 Rc叫集电极供电电阻，它起两个作用，其一是将放大的电流信号转为电压信号，其二是电源Vc通过它给集电极供电，使集电结处于反向偏置状态。其阻值一般为几欧姆~几千欧姆。 R e为发射极负反馈电阻，其作用是稳定静态工作点。 C e为发射极交流旁路电容，其作用是提高交流信号的放大倍数。
《电工电子技术》课程电子教案 教师：宋静序号：05
知识引导 图7-22 温度对静态点的影响 2.基极分压式偏置电路 具有稳定工作点功能的典型分压式偏置电路如图 7-23所示。 a)电路原理图 b)直流通路图 图7-23压式偏置放大电路 1）稳定静态工作点的原理 温度的变化会导致三极管的性能发生变化，致使放 大器的工作点发生变化，影响放大器的正常工作。如图 7-23 所示电路中是通过增加下偏置电阻和射极电阻来 改善直流工作点的稳定性的，其工作原理如下： （1）利用R B1和R B2的分压作用固定基极电压U B。 由图 7-23可知，当R B1、R B2选择适当，满足I2远 大于I B时，则有 PPT、动画演 示、图片
知识引导 中R B1、R B2和U CC都是固定的，不随温度变化，所以基极电位基本上为一定值。 （2）通过I E的负反馈作用，限制I C的改变，使工作点保持稳定。具体稳定过程如下： 从上述稳定过程可以看出,R E愈大,则在R E上产生的压降愈大,对I C变化的抑制能力愈强,电路稳定性愈好。 2）动态分析 首先画出7-23所示的射极偏置电路的微变等效电路如图7-24 a)交流通路图 b) )微变等效电路 图7-24分压式偏置电路交流通路图及微变等效电路 CC B B B B U R R R U 2 1 2 + = E BEQ B E CQ R U U I I - = ≈ ) ( E C C CC CEQ R R I U U+ - =β/ CQ BQ I I=
1. 求电压放大倍数Au 与单偏置共射极放大电路的公式一样. 2.求输入电阻 3.求输出 教学步骤教学内容学生活动时间分配操作训练 仿真练习分压式偏置共射放大电路的静态值及电压 放大倍数 仿真验证：运行Multisim9.0软件制作仿真电路，如图 7-25所示，启动仿真，所得静态值为：I BQ＝ 10.223uA,I CQ=1.398mA,U EQ=2.535V。由测量值可算出 三极管的放大倍数约为140。从示波器上可得输入与 输出电压波形，如图所示。输入电压的幅值约为l0mv， 输出电压的幅值约为 2.15V，并且两者相位相反，电 压放大倍数约为215 Multisim9.0 仿真软件的 使用 5 be ' L i o r R U U A u β - = =& & & be b2 b1 i r R R R∥ ∥ = c o R R=