三极管与放大电路基础教案..

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1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I B、集电极电流I C、发射极电流I E ) 之间的关系为：I E I B IC、I C、I CIBI B2.1.3 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V CE为定值时，输入回路中的基极电流I B与加在基 - 射极间的电压V BE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I B为定值时，输出电路中集电极电流I C与集 - 射极间的电压 V CE之间的关系曲线。

I B不同，对应的输出特性曲线也不同。

截止区： I B 0 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、，集电极 - 基极反向饱和电流I CBO，集电极 - 发射极反向饱和电流I CEO。

2. 极限参数：集电极最大允许电流I CM、集电极 - 发射极反向击穿电压V(BR ) CEO、集电极最大允许耗散功率P CM。

23．频率参数：共发射极截止频率 f 、特征频率f T。

2.1.5 三极管的分类三极管的种类很多，分类方法也有多种。

分别从材料、用途、功率、频率、制作工艺等方面对三极管的类型予以介绍。

三、课堂小结1．三极管的结构、类型和电路符号。

2．三极管的电流放大作用。

3．三极管三种工作状态的特点。

4．三极管的主要参数。

四、课堂思考P37 思考与练习题1、 2、3。

五、课后练习P68 一、填空题： 1、 2；二、判断题：1；三、选择题：1、 5。

【课题】2.2 三极管基本放大电路【教学目的】1．掌握基本共射极放大电路的组成并理解电路各元件的作用。

2．理解基本共射极放大电路放大信号的工作原理。

3．了解小信号放大器的主要性能指标。

4．了解共集电极放大电路和共基极放大电路的电路结构、特点及应用。

【教学重点】1．基本共射极放大电路的组成及各元件的作用。

2．基本共射极放大电路放大信号的工作原理。

3．小信号放大器的主要性能指标。

【教学难点】1．基本共射极放大电路放大信号的工作原理。

2．三种放大电路的电路结构及性能比较。

【教学参考学时】2学时3【教学方法】讲授法、分组讨论法【教学过程】一、复习1．三极管的结构、类型和电路符号。

2．三极管三种工作状态的特点。

二、引入新课通过演示功放经扬声器放出音乐的过程，向学生讲解放大电路的基本结构和信号流程，使学生对放大电路有初步的认识。

三、讲授新课2.2.1 基本共射放大电路1．放大电路中各元件的作用（对照书本P41 页图 2.10 ）V ：三极管，起电流放大作用；V CC：直流电源，提供偏压和能源；R b：基极偏置电阻，向三极管的基极提供合适的偏置电流；R c：集电极负载电阻，把三极管的电流放大转换为电压放大；C1和 C2：耦合电容，传递交流信号、隔断直流电。

2．放大电路中电压、电流符号的规定大写物理量符号大写下标，表示直流信号；小写物理量符号小写下标，表示交流信号；小写物理量符号大写下标，表示交流和直流叠加信号；大写物理量符号小写下标，表示交流信号的有效值。

3．放大电路的工作原理对照书本 P42 页图 2.11 介绍基本共射放大电路中各处电压、电流的变化过程，使学生了解共射放大电路具有电压放大作用，同时，输出电压v o与输入电压 v i的相位正好相反，说明共射放大电路还具有反相作用。

2.2.2 小信号放大器的主要性能指标1．放大倍数：电压放大倍数A v Vo；电流放大倍数A iI o；电压增益 G v 20 lgA vV i I i（dB）。

2．输入电阻：输入电阻R i V i ，为输入电压与输入电流的比值，R i越大，放大器输I i4入端得到的输入电压就越高。

3．输出电阻：V o，为从放大器输出端看进去的交流等效电阻（它不包括外接RoRLIo负载电阻 R L）， R o越小，放大器输出端带负载的能力越强。

*2.2.3 三种基本放大电路的性能比较1．共射放大电路既能放大电流又能放大电压，输入电阻居其它两种电路之中，输出电阻较大，频带较窄；常作为低频电压放大的单元电路。

2．共集放大电路只能放大电流而不能放大电压，是三种基本放大电路中输入电阻最大、输出电阻最小的电路，并有电压跟随的特点；常用于电压放大的输入级或输出级，在功率放大电路中也常采用这种电路形式。

3．共基放大电路只能放大电压而不能放大电流，输入电阻小，电压放大倍数和输出电阻与共射电路相当，频率特性是三种基本电路中最好的；常用作宽频带放大电路。

四、课堂小结1．基本共射放大电路中各元件的作用。

2．基本共射放大电路信号放大的特点。

3．小信号放大器的主要性能指标。

五、课堂思考P41 思考与练习题1、 2、3。

六、课后练习P68 一、填空题： 3、 5；三、选择题：3、 4。

【课题】2.3 放大电路的分析【教学目的】1．理解放大电路的直流通路、交流通路的概念，会画放大电路对应的直流通路和交流通路。

2．了解放大电路的分析方法。

3．掌握基本共射极放大电路静态参数和动态参数的计算方法。

【教学重点】1．分析放大电路的直流通路和交流通路。

52．基本共射极放大电路静态参数和动态参数的计算。

【教学难点】1．画放大电路的交流通路。

2．用估算的方法分析放大电路的静态和动态参数。

【教学参考学时】1学时【教学方法】讲授法【教学过程】一、复习小信号放大器的主要性能指标。

二、讲授新课2.3.1放大器的直流通路与交流通路1．直流通路直流通路用于研究电路的静态工作点，画直流通路的原则为：电容视为开路、电感线圈视为短路。

2．交流通路交流通路用于研究放大电路的动态参数及性能指标，画交流通路的原则为：电容视为短路、直流电源视为短路。

*2.3.2 放大器的静态与动态分析1．放大电路的静态分析借助于放大电路的直流通路，估算其静态工作点Q，即静态时电路中各处的直流电流和直流电压： IBQVCC、 I CQ I BQ 、V CEQ V CC I CQ R C 。

R B2．放大电路的动态分析借助于放大电路的交流通路，估算其主要性能指标：电压放大倍数 A v R L'、r be输入电阻R i r be、输出电阻 R o R C，其中 r be 300(1 ) 26( mV )。

I EQ (mA)三、课堂小结61．直流通路与交流通路的概念、绘制原则。

2．基本共射放大电路静态工作点的估算。

3．基本共射放大电路主要性能指标的估算。

四、课堂思考P44 思考与练习题1、 2。

五、课后练习P68 一、填空题： 6；三、选择题：2；四、技能实践题：2；五、综合题：1。

【课题】2.4 放大器静态工作点的稳定【教学目的】1．理解设置静态工作点的重要性。

2．掌握分压式偏置电路、集电极－基极偏置电路组成特点及稳定静态工作点的原理。

3．了解分压式偏置电路静态工作点的估算方法。

【教学重点】1．放大器静态工作点稳定的意义。

2．分压式偏置电路、集电极－基极偏置电路的组成特点及稳定静态工作点的原理。

【教学难点】1．分压式偏置电路、集电极－基极偏置电路稳定静态工作点的原理。

2．分压式偏置电路静态工作点的估算。

【教学参考学时】1学时【教学方法】讲授法、分组讨论法【教学过程】一、复习基本共射放大电路静态工作点的估算。

二、引入新课通过静态工作点对输出波形影响的演示实验，使学生认识到静态工作点变化，会对输出波形造成影响。

三、讲授新课72.4.1 放大器静态工作点稳定的意义由演示实验可知，当静态工作点发生变化，放大电路的工作状态也会发生变化，甚至会出现波形失真。

如静态工作电流I BQ变大，会出现饱和失真；静态工作电流I BQ变小，会出现截止失真。

实际应用中电源电压的波动、元件的老化或因温度变化引起三极管参数的变化，都会造成静态工作点变化，从而使动态参数发生变化，最终导致电路出现异常。

为了保证电路在各种复杂情况下能正常工作，采用能稳定静态工作点的偏置电路，是非常必要的。

2.4.2 放大器静态工作点的稳定措施1．分压式偏置电路电路结构见书本P49 页图 2.19 。

静态工作点稳定的条件为：I 1I 2I BQ。

稳定静态工作点的过程为：（某原因）→I CQ↑→ I EQ↑→ V EQ↑→ V BEQ↓→ I BQ↓I CQ↓分压式偏置电路静态工作点的估算：V BQR b 2V CC 、ICQV BQ V BEQR b1R b 2、R eI BQ I CQV CC I CQ ( R c Re) 。

、V CEQ2．集电极－基极偏置电路电路结构见书本P50 页图2.21 。

该电路的特点是：偏置电阻 R b跨接在三极管的 c 极与 b极之间。

自动稳定静态工作点的过程为：温度升高→I CQ↑→ V CEQ↓→ I BQ↓I CQ↓四、课堂小结1．放大器静态工作点稳定的意义。

2．分压式偏置电路稳定静态工作点的过程。

3．集电极 - 基极偏置电路稳定静态工作点的过程。