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模拟电子技术电子教案第一章：模拟电子技术概述1.1 教学目标让学生了解模拟电子技术的基本概念、特点和应用领域。
让学生掌握常用的模拟电子元件及其功能。
培养学生对模拟电子技术的兴趣和好奇心。
1.2 教学内容模拟电子技术的定义和特点模拟电子技术的应用领域常用的模拟电子元件：电阻、电容、电感、二极管、晶体管等1.3 教学方法采用讲授法，讲解模拟电子技术的基本概念和特点。
通过实物展示和示范，介绍常用的模拟电子元件及其功能。
引导学生进行实验操作，培养学生的动手能力。
1.4 教学评估通过课堂提问，检查学生对模拟电子技术基本概念的理解。
通过对实验报告的评估，了解学生对常用模拟电子元件功能的掌握情况。
第二章：模拟电路的基本分析方法2.1 教学目标让学生掌握模拟电路的基本分析方法。
培养学生运用基本分析方法解决实际问题的能力。
2.2 教学内容模拟电路的基本分析方法：静态分析、动态分析、频率响应分析等。
常用电路分析工具：节点电压法、回路电流法、频率响应分析法等。
2.3 教学方法采用讲授法，讲解模拟电路的基本分析方法。
通过示例电路，演示常用分析方法的运用。
引导学生进行实际电路的分析，培养学生的实际操作能力。
2.4 教学评估通过课堂提问，检查学生对模拟电路基本分析方法的理解。
通过对实际电路分析的评估，了解学生对分析方法的掌握情况。
第三章：放大电路3.1 教学目标让学生了解放大电路的基本原理和特点。
培养学生掌握放大电路的设计和分析方法。
3.2 教学内容放大电路的基本原理：输入、输出和反馈关系。
放大电路的类型：共射放大电路、共基放大电路、共集放大电路等。
放大电路的设计和分析方法：晶体管参数、电压增益、频率响应等。
3.3 教学方法采用讲授法，讲解放大电路的基本原理和特点。
通过示例电路，介绍不同类型的放大电路。
引导学生进行放大电路的设计和分析，培养学生的实际操作能力。
3.4 教学评估通过课堂提问，检查学生对放大电路基本原理的理解。
第一章半导体器件1.1半导体的特性1.2半导体二极管1.31.4双极型三极管(BJT)场效应三极管1.1半导体的特性1.导体：电阻率ρ<10-4Ω·cm的物质。
如铜、银、铝等金属材料。
2.绝缘体：电阻率ρ>109Ω·cm物质。
如橡胶、塑料等。
3.半导体：导电性能介于导体和半导体之间的物质。
大多数半导体器件所用的主要材料是硅(Si)和锗(Ge)。
硅原子结构最外层电子称价电子锗原子也是4 价元素(a)硅的原子结构图4价元素的原子常常用+4电荷的正离子和周围4个价电子表示。
(b)简化模型图1.1.1硅原子结构1.半导体中两种载流子带负电的自由电子带正电的空穴2.本征半导体中，自由电子和空穴总是成对出现，称为电子-空穴对。
3.本征半导体中自由电子和空穴的浓度用ni和pi表示，显然ni=pi。
4.由于物质的运动，自由电子和空穴不断的产生又不断的复合。
在一定的温度下，产生与复合运动会达到平衡，载流子的浓度就一定了。
5.载流子的浓度与温度密切相关，它随着温度的升高，基本按指数规律增加。
1.1.2杂质半导体杂质半导体有两种N 型半导体P 型半导体一、N 型半导体在硅或锗的晶体中掺入少量的5价杂质元素，如磷、锑、砷等，即构成N型半导体(或称电子型半导体)。
常用的5 价杂质元素有磷、锑、砷等。
本征半导体掺入5价元素后，原来晶体中的某些硅原子将被杂质原子代替。
杂质原子最外层有5个价电子，其中4个与硅构成共价键，多余一个电子只受自身原子核吸引，在室温下即可成为自由电子。
自由电子浓度远大于空穴的浓度，即n>>p。
电子称为多数载流子(简称多子)，空穴称为少数载流子(简称少子)。
3价杂质元素，如3价杂质原子称为空穴浓度多于电子p>>n。
空穴，电子为说明：1.掺入杂质的浓度决定多数载流子浓度；温度决定少数载流子的浓度。
2.杂质半导体载流子的数目要远远高于本征半导体，因而其导电能力大大改善。
《模拟电子技术》教案第一章：绪论1.1 课程介绍了解模拟电子技术的基本概念、特点和应用领域。
理解模拟电子技术与其他相关技术（如数字电子技术、通信技术等）的关系。
1.2 模拟电子技术的基本概念学习模拟信号、模拟电路、模拟电子系统的定义和特点。
理解模拟电子技术中的重要参数和概念，如电压、电流、电阻、电容等。
1.3 模拟电子技术的应用领域了解模拟电子技术在各个领域的应用，如音频处理、信号处理、功率放大等。
学习模拟电子技术在现代科技发展中的重要性。
第二章：模拟电路基础2.1 电路元件学习常见电路元件的性质和功能，如电阻、电容、电感等。
掌握电路元件的符号表示和单位。
2.2 基本电路分析方法学习基尔霍夫定律、欧姆定律等基本电路分析方法。
掌握节点电压法、回路电流法等电路分析技巧。
2.3 电路仿真实验利用电路仿真软件进行基本电路分析和设计。
培养学生的实际操作能力和实验技能。
第三章：放大电路3.1 放大电路的基本原理学习放大电路的作用和分类，如电压放大器、电流放大器等。
理解放大电路的基本组成和原理。
3.2 晶体管放大电路学习晶体管的特性和工作原理。
掌握晶体管放大电路的分析和设计方法。
3.3 反馈放大电路学习反馈放大电路的作用和分类，如正反馈、负反馈等。
掌握反馈放大电路的分析和设计方法。
第四章：模拟信号处理4.1 滤波器学习滤波器的作用和分类，如低通滤波器、高通滤波器等。
掌握滤波器的分析和设计方法。
4.2 振荡器学习振荡器的作用和分类，如正弦振荡器、方波振荡器等。
掌握振荡器的分析和设计方法。
4.3 调制与解调学习调制与解调的基本概念和方法，如幅度调制、频率调制等。
掌握调制与解调电路的分析和设计方法。
第五章：模拟电子技术在现代科技中的应用5.1 音频处理学习音频处理的基本原理和方法，如放大、滤波、调制等。
掌握音频处理电路的分析和设计方法。
5.2 信号处理学习信号处理的基本原理和方法，如采样、量化、数字信号处理等。
掌握信号处理电路的分析和设计方法。
模拟电子技术课程教案第一章：模拟电子技术基础1.1 课程介绍了解模拟电子技术的基本概念和应用领域明确本课程的教学目标和学习要求1.2 模拟电子技术概述介绍模拟电子技术的基本原理和特点理解模拟信号与数字信号的区别1.3 模拟电路的基本元件介绍电阻、电容、电感等基本元件的特性分析电路中元件的作用和相互关系1.4 电路定律与分析方法学习欧姆定律、基尔霍夫定律等基本电路定律掌握节点分析、支路分析等电路分析方法第二章：放大电路2.1 放大电路的基本原理了解放大电路的作用和分类明确放大电路的基本组成和性能指标2.2 晶体管放大电路学习晶体管的特性和工作原理分析晶体管放大电路的输入输出特性2.3 放大电路的设计与分析学习放大电路的设计方法和步骤掌握放大电路的稳定性分析、频率响应分析等2.4 放大电路的应用实例分析音频放大器、功率放大器等应用实例了解放大电路在实际应用中的限制和优化方法第三章：滤波电路3.1 滤波电路的基本原理了解滤波电路的作用和分类明确滤波电路的基本组成和性能指标3.2 低通滤波器学习低通滤波器的原理和设计方法分析低通滤波器的频率特性和平滑特性3.3 高通滤波器学习高通滤波器的原理和设计方法分析高通滤波器的频率特性和平滑特性3.4 滤波电路的应用实例分析信号处理、通信系统等领域的滤波应用实例了解滤波电路在实际应用中的限制和优化方法第四章：模拟电路的测量与调试4.1 测量仪器与仪表学习示波器、信号发生器、万用表等测量仪器的基本原理和使用方法了解测量误差的概念和减小方法4.2 电路调试与故障排除学习电路调试的基本方法和步骤掌握故障排除的技巧和常用方法4.3 电路测试与性能评估学习电路测试的方法和指标了解电路性能评估的方法和准则4.4 实例分析：放大电路的测量与调试分析放大电路的测量参数和方法了解放大电路的调试过程和故障排除方法第五章：模拟电路的应用实例5.1 信号发生器的设计与实现学习信号发生器的基本原理和设计方法分析信号发生器的电路结构和性能指标5.2 模拟信号处理电路学习模拟信号处理电路的基本原理和设计方法分析滤波器、放大器等信号处理电路的应用实例5.3 模拟通信系统学习模拟通信系统的基本原理和组成分析调制解调器、放大器等通信电路的应用实例5.4 电源电路的设计与实现学习电源电路的基本原理和设计方法分析开关电源、线性电源等电源电路的应用实例第六章：运算放大器及其应用6.1 运算放大器的基本原理了解运算放大器的工作原理和特性明确运算放大器的应用领域和性能指标6.2 运算放大器的应用电路学习运算放大器的差分放大电路、比例放大电路等基本应用分析运算放大器在信号处理、滤波器设计等领域的应用实例6.3 运算放大器的选型与使用学习运算放大器的选型原则和使用注意事项掌握运算放大器的级联、偏置电路设计和补偿方法6.4 运算放大器的troubleshooting 与优化学习运算放大器电路的故障分析和排除方法了解运算放大器电路的性能优化技巧第七章：振荡电路7.1 振荡电路的基本原理了解振荡电路的作用和分类明确振荡电路的基本组成和性能指标7.2 LC 振荡电路学习LC 振荡电路的原理和设计方法分析LC 振荡电路的频率稳定性和Q 值的影响7.3 晶体振荡电路学习晶体振荡电路的原理和设计方法分析晶体振荡电路的频率稳定性和应用实例7.4 振荡电路的应用实例分析信号发生器、无线通信等领域的振荡应用实例了解振荡电路在实际应用中的限制和优化方法第八章：模拟集成电路8.1 集成电路的基本原理了解集成电路的分类和特点明确集成电路的设计流程和制造工艺8.2 模拟集成电路的基本单元学习放大器、滤波器、转换器等基本模拟集成电路单元的设计方法分析集成电路中元件的匹配和布局要求8.3 集成电路的封装与测试学习集成电路的封装技术和测试方法掌握集成电路的可靠性评估和品质控制要点8.4 集成电路的应用实例分析音频处理、视频处理等领域的集成电路应用实例了解集成电路在现代电子设备中的广泛应用和趋势第九章：模拟电子技术的现代发展9.1 集成电路的设计软件与工具了解现代集成电路设计所需的软件和工具掌握电子设计自动化（EDA）工具的基本使用方法9.2 现代模拟集成电路技术的发展趋势学习FinFET、MEMS 等先进集成电路技术的特点和应用了解物联网、等新兴领域对模拟电子技术的需求和挑战9.3 混合信号集成电路及其应用学习混合信号集成电路的设计方法和应用领域分析模拟数字接口、模拟数字转换器等混合信号电路的应用实例9.4 电源管理集成电路学习电源管理集成电路的基本原理和设计方法分析电源管理集成电路在便携式电子设备中的应用实例第十章：模拟电子技术的实验与实践10.1 实验设备与实验流程了解模拟电子技术实验所需设备和材料掌握实验操作的基本流程和安全注意事项10.2 实验项目与实验指导学习放大电路、滤波电路等基本实验项目的设计与调试分析实验中可能遇到的问题和解决方法10.3 设计性实验与创新实践学习设计性实验的要求和评价标准探索模拟电子技术在创新实践中的应用和解决方案掌握实验结果的展示和交流技巧重点和难点解析重点环节1：模拟电子技术的基本原理和特点解析模拟电子技术的基本概念，包括模拟信号与数字信号的区别强调模拟电子技术的应用领域和实际意义重点环节2：放大电路的作用和分类解析放大电路的基本原理和性能指标强调不同类型放大电路的特点和应用场景重点环节3：滤波电路的设计与分析解析滤波电路的基本原理和设计方法强调滤波电路的频率特性和平滑特性分析重点环节4：模拟电路的测量与调试方法解析测量仪器与仪表的使用方法和测量误差的概念强调电路调试的步骤和故障排除技巧重点环节5：模拟电路的应用实例分析解析信号发生器、音频放大器等应用实例的设计与实现强调模拟电路在实际应用中的限制和优化方法重点环节6：运算放大器的基本原理和应用解析运算放大器的工作原理和特性强调运算放大器的应用电路设计和优化方法重点环节7：振荡电路的原理和设计解析LC振荡电路和晶体振荡电路的设计方法强调振荡电路的频率稳定性和应用实例重点环节8：模拟集成电路的设计与测试解析集成电路的基本单元设计和封装技术强调集成电路的测试方法和可靠性评估重点环节9：现代模拟电子技术的发展趋势解析现代集成电路设计工具和先进技术的发展趋势强调新兴领域对模拟电子技术的需求和挑战重点环节10：模拟电子技术的实验与实践强调实验操作的基本流程和安全注意事项全文总结和概括：本教案涵盖了模拟电子技术的基本原理、放大电路、滤波电路、测量与调试、应用实例、运算放大器、振荡电路、模拟集成电路、现代发展趋势以及实验与实践等十个重点环节。
第1章 半导体二极管及其应用试确定图（a ）、（b ）所示电路中二极管D 是处于正偏还是反偏状态，并计算A 、B 、C 、D 各点的电位。
设二极管的正向导通压降V D(on) ＝。
解：如图E1.1所示，断开二极管，利用电位计算的方法，计算二极管开始工作前的外加电压，将电路中的二极管用恒压降模型等效，有（a ）V D1＇＝（12－0）V ＝12V ＞0.7V ，D 1正偏导通，)7.02.22.28.17.012(A +⨯+-=VV B ＝V A －V D(on)）V ＝6. 215V（b ）V D2＇＝（0－12）V ＝－12V ＜0.7V ，D 2反偏截止，有V C ＝12V ，V D ＝0V二极管电路如图所示，设二极管的正向导通压降V D(on) ＝，试确定各电路中二极管D 的工作状态，并计算电路的输出电压V O 。
解：如图E1.2所示，将电路中连接的二极管开路，计算二极管的端电压，有 （a ）V D1＇＝[－9－（－12）]V ＝3V ＞0.7V ，D 1正偏导通V O1（b ）V D2＇＝[－3－（－29）]V ＝1.5V ＞0.7V ，D 2正偏导通V O2图E1.2（c）V D3＇＝9V＞0.7V，V D4＇＝[9－（－6）]V＝15V＞0.7V，V D4＇＞V D3＇，D4首先导通。
D4导通后，V D3＇＇＝（0.7－6）V＝－5.3V＜，D3反偏截止，V O3。
二极管电路如图所示，设二极管是理想的，输入信号v i=10sinωt V，试画出输出信号v O的波形。
图E1.3解：如图E1.3所示电路，二极管的工作状态取决于电路中的输入信号v i的变化。
（a）当v i＜0时，D1反偏截止，v O1＝0；当v i＞0时，D1正偏导通，v O1＝v i。
（b）当v i＜0时，D2反偏截止，v O2＝v i；当v i＞0时，D2正偏导通，v O2＝0。
（c）当v i＜0时，D3正偏导通，v O3＝v i；当v i＞0时，D3反偏截止，v O3＝0。
由此，可画出输入信号v i与输出信号v O1、v O2、v O3的波形，如图E所示。
图E1.3.1v i与v O1、v O2、v O3的波形二极管电路如图（a）所示，输入信号v i（t）的波形如图（b）所示。
（1）设二极管是理想的，试画出v O（t）的波形。
（2）设二极管用恒压降模型等效（V D(on) ＝），试画出v O（t）的波形。
（3）设二极管用折线模型等效（V D(on) ＝，r D＝20Ω），试画出v O（t）的波形。
图E1.4解：如图E1.4（a ）所示电路，二极管D 的工作状态取决于电路中直流电源与交流信号v i （t ）的幅值关系。
断开电路中连接的二极管，其端口外加电压为，v D ＇＝［v i （t ）－6］V 。
（1） 由二极管的理想模型，有v O （t ）的波形，如图E （b ）所示，其中， 当v i （t ）＜6V 时，二极管反偏截止，v O （t ）＝6V ； 当v i （t ）＞6V 时，二极管正偏导通，O 66V 3V 22()()()[][]i i v t v t v t -=+=+当v i （t ）＝10V 时，v O （t ）＝8V 。
（2） 由二极管的恒压降模型，有v o （t ）的波形，如图E （c ）所示，其中， 当v i （t ）＜6.7V 时，二极管截止，v O （t ）＝6V ；当v i （t ）＞6.7V 时，二极管导通，V ]65.22)([V ]627.6)([)(O +=+-=t v t v t v i i当v i （t ）＝10V 时，v O （t ）＝7.65V 。
（3）由二极管的折线模型，有v O （t ）的波形，如图E （d ）所示，其中，当v i （t ）＜6.7V 时，二极管截止，v O （t ）＝6V ； 当v i （t ）＞6.7V 时，二极管导通，O 67102006V 281V 2002020021().()[][().]i i v t v t v t -=⨯+≈+++当v i （t ）＝10V 时，v O （t ）≈ 。
1.5 二极管电路如图E1.5所示，取二极管正向导 通压降V D(on) ＝，i =102sin mV v t ω，C 对交流的容抗近似为零，试求二极管D 两端的交流电压v d 和流过二极管的交流电流i d 。
解：如图E1.5所示，分别用二极管的恒压降模型和交流微变小信号模型做等效变换，可将非线性的二极管视为线性参件，由叠加定理，有I D ＝I Q ＝5.27.05- 图E1.4.1 v i （t ）与v O （t ）的波形图E1.5d Q 26mV 26151mA 172.().r I =Ω≈Ω≈Ωdm 102500[]mA 0.40mA 102500//15.1250015.1=⨯≈++Id 0.402sin mA ω≈i td d d ·0.4015.12sin t mV 62sin t mV ωω=≈⨯≈v i r1.6 二极管电路如图E1.6所示，设二极管的正向导通压降V D(on) ＝，二极管的最大功耗P DM 为10mW ，要求电路在电源电压为5V ≤V DD ≤10V 的范围内变化时，二极管均正向导通，且流过二极管电流的最小值I D(min)＝2mA 。
试确定电阻R 1和R 2的取值。
（提示：P DM ＝I D(max)·V D(on) ）解：如图E1.7所示，将电路中的二极管用恒压降模型等效，有D(min)1250707mA=2mA ..()I R R -=- D(max)1210070710mA=mA 07..().I R R -=-解得R 1≈407Ω，R 2≈82Ω1.7 二极管半波整流电路如图E1.7所示。
变压器T r 、熔断器FU 、负载电阻R L ，设计取值合理。
试定性地分析，当二极管D ：（1）开路；（2）短路；（3）接反时，电路的工作情况。
分析、解答：如图E1.7所示，（1）当二极管D 开路时，输出电压为零；（2）当二极管D 正常工作时，V O V 2；当二极管D 短路时，输出电压为v 2，负载电流约增加一倍多，熔断器熔断，输出电压为零；（3）当二极管D 反接时，电路可以工作，但输出电压极性相反。
1.8 在图E1.8所示的单相桥式整流电路中，若V 2＝400V ，R L ＝500Ω，试求：图E1.7图E1.6（1）输出电压平均值，输出电流平均值，流经每个二极管的平均电流和每个二极管所承受的最大反向电压；（2）若二极管D 1电极引线与电路连接处焊接不良，形成接触电阻R 1＝100Ω，如图E 所示，则输出电流的平均值为多少？解答：如图E1.8所示单相桥式整流电路，有 （1）V O(A V)＝V 2＝9×400V ＝360VI O(A V)＝V O(A V) /R L ＝（360 /500）A ＝A 36.0A 72.02121O(AV)D =⨯==I I ；V DRM ＝2V 2≈2×400V ≈565.7 V（2）如图E 所示，有22O(AV)L 1L 0.450.450.454000.45400()A 0.66A 500500100⨯⨯=+=+=++V V I R R R在图E1.9所示的单相桥式整流电路中若有一个二极管被断路、短路、反接，电路会出现什么情况？解答：在图E1.9所示单相桥式整流电路中：V 2；若电路中有一个二极管（例如D 1）被短路，在电路工作的另一半时间（例如负半周）内，二极管（D 2）及（或）变压器的二次绕组（变压器）会被短路、烧毁；若电路中一个二极管（例如D 1）被反接，在电路工作的一半时间（负半周）内，变压器二次绕组经对应的二极管（D 1、D 2）被短路，变压器的二次绕组及（或）对应的二极管（D 1、D 2）会因电流过大而被烧毁。
有一电阻性负载R L ，需直流电压24V ，直流电流1A ，若用单相桥式整流电路供电，求出电源变压器副边电压的有效值，并选择整流二极管。
解答：工程上一般取：图E1.8.1图E1.8图E 1.9 单相桥式整流电路 （a ）原理电路 （b ）简化电路(a)(b)V 2＝V O / ＝24V / ≈26.7V ；A 5.0A 12121O D =⨯==I I ；V DRM ＝2V 2≈2×≈37.8 V电容滤波电路有什么特点？对负载有什么要求？电容应怎样选择？ 解答：以图所示的桥式整流、电容滤波电路为例说明如下：（1）电路是一种并联滤波电路，滤波电容与负载电阻直接并联，因此，负载两端的电压等于电容器C 两端电压。
电容的充放电过程在电源电压的每半个周期重复一次，因此，输出的直流电压波形更为平滑。
（2）适用于负载电流较小或基本不变的场合。
输出电压的平均值与R L C 值相关，R L C 值越大，则输出电压波动越小，输出电压平均值越大。
当负载R L 开路时，输出电压平均值最大，V O(A V)＝2V 2；当滤波电容C 开路时，输出电压平均值最小，V O(A V)＝V 2。
（3）为了获得较好的滤波效果，滤波电容器的电容要选得较大，通常取：τ＝R L C ≥（3~5）T/2若电源频率为50H Z ，输出电压周期T ＝0.02s ，则R L C ≥）sC ≥LL001s 3535F 2.(~)(~)T R R =Ω（）（） ；电容耐压≥2V 21.12由理想二极管组成的电路如图E1.12所示，设v i ＝10sin ωt V ，试画出输出信号v O的波形。
解：如图E1.12所示，二极管D 的工作状态取决于电路中直流电源与交流信号v i 的幅值关系。
由二极管的理想模型可知当v i ＜5V 时，二极管反偏截止，v O ＝5V 当v i ＞5V 时，二极管正偏导通，v O ＝v i由此，可画出输出信号v O 的波形，如图E1.12.1所示图E 1.11 单相桥式整流、电容电路3 在图3所示的二极管限幅电路中，已知输入信号为v i ＝10sin ωt V ，二极管的正向导通压降V D(on) ＝，试画出输出信号v O 的波形。
解：3所示，当v i 大于上限幅值（4＋0.7）V 时，v O ＝4.7V ；当v i 小于下限幅值－(2＋0.7)V 时，v O ＝－2.7V 。
由此，可画出输出信号v O 的波形，如图E3.1所示。
4 稳压管稳压电路如图4所示，电路设计合理，其中D Z1的稳定电压为6V ，D Z2的稳定电压为10V ，它们的正向导通压降为，试求各电路的输出电压值。
解：如图所示稳压管稳压电路，由稳压管的参数，有（a ）v O1＝（6＋10）V ＝16V ； （b ）v O2＝（6＋0.7）V ＝6.7V ； （c ）v O35 二极管电路如图5所示，电路设计合理，设v i ＝10sin ωt V ，稳压管D Z 的稳定电压为8V ，正向导通压降为，R 为限流、调整电阻，试近似地画出v O 的波形。
