模擬電子備課教案

備課教案

課題

1.1半導體基本知識

第1.2.3課時

教學目標了解半導體的基本知識：本征半導體、摻雜半導體；掌握PN結(jié)的基本特性

重點PN結(jié)的基本特性

難點PN結(jié)的單向?qū)щ娞匦?/p>

教學方法動畫模擬演示，小組討論施教日期08/9/3

教學過程:

導入：下發(fā)收音機電路板逐個給學生觀察，除了電阻電容電感外，還有一些器

件并不認識，這些到底是什么呢，在電路中又起到什么作用？

講授:

1.1半導體基本知識

1.半導體

導電能力介于導體與絕緣體之間的一種物質(zhì)。如硅(Si)或錯(Ge)半導體。

半導體中，能夠運載電荷的的粒子有兩種:

自由電子：帶負電

均可運載電荷——載流子

空穴：帶與自由電子等量的正電

載流子：在電場的作用下定向移動的自由電子O-*O-

和空穴，統(tǒng)稱載流子。如圖LL4所示。

2.本征半導體干砂

不加雜質(zhì)的純凈半導體晶體。如本征硅或本征圖1.1.4半導體的兩種載流子

錯。

本征半導體電導率低，為提高導電性能，需摻雜，形成雜質(zhì)半導體。

3.雜質(zhì)半導體

為了提高半導體的導電性能，在本征半導體(4價)中摻入硼或磷等雜質(zhì)所

形成的半導體。

根據(jù)摻雜的物質(zhì)不同，可分兩種:

(1)P型半導體：本征硅(或錯)中摻入少量硼元素(3價)所形成的半導體,

如P型硅。其中，多數(shù)載流子為空穴，少數(shù)載流子為電子。

(2)N型半導體：本征硅(或錯)中摻入少量磷元素(5

價)所形成的半導體，如N型硅。其中，多數(shù)載流子為電+山-

子，少數(shù)載流子為空穴。血

+V二

將P型半導體和N型半導體使用特殊工藝連在一起，"T幽N-

形成PN結(jié)。圖1.1.5PN結(jié)

4.PN結(jié)觀看動畫動畫PN結(jié)

N型和P型半導體之間的特殊薄層叫做PN結(jié)。

PN結(jié)是各種半導體器件的核心。如圖1.1.5所示。

PN結(jié)具有單向?qū)щ娞匦浴＜?

P區(qū)接電源正極，N區(qū)接電源負極，PN結(jié)導通；反之，PN結(jié)截止。

二極管由半導體材料制成。如圖LL5所示。

1.2晶體二極管的單向?qū)щ娞匦?/p>

'元件：電阻(R)、電容(。)、電感")、

電子元器件＜

器件：晶體二極管、晶體三極管等

1.晶體二極管

(1)外形

如圖1.1」(a)所示，晶體二極管由密封的管體和兩

條正、負電極引線所組成。管體外殼的標記通常表示

正極。

(2)圖形、文字符號

如圖1.1.1(b)所示，晶體二極管的圖形由三角形

和豎杠所組成。其中，三角形表示正極，豎杠表示負

極。V為晶體二極管的文字符號。

2.晶體二極管的單向?qū)щ娦?/p>

(a)外畛號和文字符號

動畫晶體二極管的單向?qū)щ娦?/p>

圖1.1.1晶體二極管的外形和符號

(1)正極電位〉負極電位，二極管導通；

(2)正極電位〈負極電位，二極管截止。

即二極管正偏導通，反偏截止。這一導電特性稱為二

極管的單向?qū)щ娦浴?/p>

個維晶體二極管之所以具有單向?qū)щ娦裕湓?/p>

是內(nèi)部具有PN結(jié)。其正、負極對應于PN結(jié)的P

型和N型半導體，故正向?qū)?，反向截止成立?/p>

圖1.1.3［例1.1.1］電路圖

備課教案

課題

1.2半導體二極管

第1.2.3課時

1理解半導體二極管的伏安特性和主要參數(shù)。

2.硅穩(wěn)壓二極管、變?nèi)荻O管、發(fā)光二極管、光電二極管等。

教學目標

重點PN結(jié)的基本特性

難點PN結(jié)的單向?qū)щ娞匦?/p>

教學方法實物展示，小組討論施教日期08/9/5

教學過程:_________________________________________________________

導入：

山工一即元件：電阻(火)、電容(。)、電感(與、變壓器(T)等

電子兀器件I＜器件：晶體二極管、晶體三極管等

1.2晶體二極管的單向?qū)щ娞匦?/p>

1.晶體二極管

(1)外形

如圖1.1.1(a)所示，晶體二極管由密封的管體和兩條正、負電極引線所組

成。管體外殼的標記通常表示正極。

(2)圖形、文字符號

如圖1.1.1(b)所示，晶體二極管的圖形由

三角形和豎杠所組成。其中，三角形表示正極,

豎杠表示負極。V為晶體二極管的文字符號。(a)外形號和文字符號

圖1.1.1晶體二極管的外形和符號

2.晶體二極管的單向?qū)щ娦?/p>

動畫晶體二極管的單向?qū)щ娦?/p>

(1)正極電位〉負極電位，二極管導通；

(2)正極電位〈負極電位，二極管截止。

即二極管正偏導通，反偏截止。這一導電特

性稱為二極管的單向?qū)щ娦浴?/p>

練習：圖LL3所示電路中，當開關(guān)S閉合后,

Hi、七兩個指示燈，哪一個可能發(fā)光？

解由電路圖可知，開關(guān)S閉合后，只有二極管V1正極電位高于負極電

位，即處于正向?qū)顟B(tài)，所以Hl指示燈發(fā)光。

3二極管的伏安特性

動畫二極管的伏安特性

①.定義

二極管兩端的電壓和流過的電流之間的關(guān)系曲線叫作二極管的伏安特性。

②.測試電路：如圖LL6所示。

③.伏安特性曲線：如圖1.1.7所示。

④.特點

(1)正向特性

①正向電壓/小于門坎電壓片時，二極管V截止，正向電流/F=0;

其中，門檻電壓y震

102V(Ge)，摘Hff

②年＞匕時，V導通，心急劇增大。導通后3

v兩端電壓基本恒定：導通電壓曦=巴:黑、J,

[0.3V(Ge)仲;：#一一一""中、

(2)反向特性-1°

-20」

反向電壓底＜%RM(反向擊穿電壓)時，反向IvuA

電流/R很小，且近似為常數(shù)，稱為反向飽和電流。圖LL7一.極管伏安特性曲線

VR＞VRM時，/R劇增，此現(xiàn)象稱為反向電擊

穿。對應的電壓PRM稱為反向擊穿電壓。

小轉(zhuǎn)：正偏時電阻小，具有非線性。

反偏電阻大，存在電擊穿現(xiàn)象。

1.1.4二極管的簡單測試

用萬用表檢測二極管如圖LL8所示。

(a)測出正向電胤小(b)測出反向電阻大

將紅、黑表筆分別接二極管兩端。所測

電阻小時，黑表筆接觸處為正極，紅表筆接觸處為負極。

2.判別好壞

萬用表測試條件：RxlkQ。

(1)若正反向電阻均為零，二極管短路；

(2)若正反向電阻非常大，二極管開路。

(3)若正向電阻約兒千歐姆，反向電阻非常大，二極管正常。

1.1.5二極管的分類、型號和參數(shù)

1.分類

(1)按材料分：硅管、錯管；

(2)按PN結(jié)面積：點接觸型(電流小，高頻應用)、面接觸型(電流大，用

于整流)；

(3)按用途：如圖1.1.9所示，

例如利用單向?qū)щ娦园呀涣麟娮?/p>

成直流電的整流二極管；利用反向擊穿

特性進行穩(wěn)壓的穩(wěn)壓二極管；利用反向

(a)鎖流二極管(b)穩(wěn)壓二極管(c)發(fā)光二極管

偏壓改變PN結(jié)電容量的變?nèi)荻O管；(d)光電二極管(e)變?nèi)荻O管

利用磷化像把電能轉(zhuǎn)變成光能的發(fā)光圖1.1.9二極管圖形符號

二極管；將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕墓怆姸O管。

2.型號舉例如下

整流二極管——2cz82B穩(wěn)壓二極管——2CW50變?nèi)荻O管——2AC1等

3.主要參數(shù)

(1)普通整流二極管

①最大整流電流/FM：二極管允許通過的最大正向工作電流平均值。

②最高反向工作電壓0M：二極管允許承受的反向工作電壓峰值。

③反向漏電流/R：規(guī)定的反向電壓和環(huán)境溫度下，二極管反向電流值。

(2)穩(wěn)壓二極管

主要參數(shù)：穩(wěn)定電壓唳、穩(wěn)定電流/z、最大工作電流/ZM、最大耗散功率

PZM、動態(tài)電阻等。

4、績：型號，參數(shù)(略)作業(yè)：練習冊第一頁

備課教案

課題二極管的基本應用電路及少結(jié)

第1.2.3課時

教學目標二極管的基本應用電路的分析

重點限幅電路的分析

難點箝位電路的分析與計算

教學方法分組討論施教日期08/9/10

教學過程:___________________________________________________________

導入：復習二極管基本特性

二極管的基本應用電路

（1）限幅電路--利用二極管單向?qū)щ娦院蛯ê髢啥穗妷夯静蛔兊奶攸c組

成，將信號限定在某一范圍中

變化，分為單限幅和雙限幅電路。多用于信號處理電路中。

（2）箝位電路--將輸出電壓箝位在一定數(shù)值上。

（3）開關(guān)電路--利用二極管單向?qū)щ娦砸越油ê蛿嚅_電路，廣泛用于數(shù)

字電路中。

（4）整流電路--利用二極管單向?qū)щ娦裕瑢⒔涣餍盘栕優(yōu)橹绷餍盘?，廣

泛用于直流穩(wěn)壓電源中。

（5）低電壓穩(wěn)壓電路--利用二極管導通后兩端電壓基本不變的特點，采

用幾只二極管串聯(lián)，獲得3V以下輸出電壓

分組討論自行分析，并上講臺講述：

（1）限幅電路--利用二極管的單向?qū)щ娦院蛯ê髢啥穗妷夯静蛔兊奶攸c

組成。

（2）箝位電路--將輸出電壓箝位在一定數(shù)值上。

注：黑色一-輸入信號，藍色--輸出信號，波形為用EWB仿真結(jié)果。

例1.如何用萬用表的“歐姆”檔來判別一只二極管的正、負極？

分析：指針型萬用表的黑筆內(nèi)接直流電源的正端，而紅筆接負端。利用

二極管的單向?qū)щ娦裕湔驅(qū)娮枰话阍趲装贇W?幾千歐，而反向偏置電

阻一般在兒百千歐以上。

測量時，利用萬用表的“RX100”和“RX1K”檔，若兩個數(shù)值比值在100

以上，認為二極管正常，否則認為二極管的單向?qū)щ娦砸褤p壞。

例2.圖所示電路中，設D為理想二極管，試畫出其傳輸特性曲線（Vo?Vi）。

解：（1）Vi<0,二極管Dl、D2均截止，vo=2.5V。

（2）丫D0當0〈丫:1〈2.5丫時，二極管DI、D2均

截止，vo=2.5V；當vi>2.5V時，D1導通，假設此時

—

D2尚未導通，則vo=（2/3）.（vi-2.5）+2.5V；

令vo=10V,則vi=13.75V,可見當vi>13.25V時，DI、D2均導通，此時v

o=10Vo傳輸特性曲線略。

例3.試判斷圖中二極管是導通還是截止？并求出A0兩

端電壓VA0。設二極管為理想的。

解：分析方法：（1）將DI、D2從電路中斷開，分別出

DI、D2兩端的電壓；

（2）根據(jù)二極管的單向?qū)щ娦?，二極管承受正向電壓則導通，反之則截止。

若兩管都承受正向電壓，則正向電壓大的管子優(yōu)先導通，然后再按以上方法分

析其它管子的工作情況。

本題中：V12=12V,V34=12+4=16V,所以D2優(yōu)先導通，此時，V12=-4V,所

以D1管子截止。VAO=-4V。

例4.兩個穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值VZ1=5V,VZ2=7V,它們的正向?qū)▔航稻鶠?.6V,

電路在以下二種接法時，輸出電壓V。為多少？若電路輸入為正弦信號V

I=20sinwt(V),畫出圖(a)輸出電壓的波形。

--------Oo—C—1■

ZSD1

VoVi

解：圖(a)中D1、D2都承受反向偏壓，所以輸出電壓Vo=VZl+VZ2=5V+7V=12V

若輸入正弦信號VI=20sin3t(V)：

在輸入信號正半周，若VK12V穩(wěn)壓管處于反向截止狀態(tài)，Vo=VI；

若VI212V穩(wěn)壓管處于反向擊穿狀態(tài)，Vo=12Vo

在輸入信號負半周，若VI〉-1.2V穩(wěn)壓管處于截止狀態(tài)，Vo=VI；若V

Iw-l.2V穩(wěn)壓管處于正向?qū)顟B(tài)，Vo=-1.2Vo

圖(b)中D1承受正向電壓、D2承受反向偏壓，所以輸出電壓V

o=0.6V+7V=12.6V0

練習：在如圖所示電路中，D1、D2中的導通電壓為0.7V,DI

反向電流可略去不計，圖中電流I1,12情況為()|,

(a)I1>0,I2=0；(b)I1=0,I2>0；(c)I1>0,I2>0；D20

(d)I1=0,I2=0

作業(yè)：練習冊第2~4頁

本章小結(jié)

1.半導體中有兩種載流子：電子和空穴。N型半導體中電子是多數(shù)載流

子，P型半導體中空穴是多數(shù)載流子。PN結(jié)具有單向?qū)щ娞匦浴?/p>

2.二極管內(nèi)有一個PN結(jié)，因此，具有單向?qū)щ娞匦?。二極管因伏安特性

是非線性,所以是非線性器件。二極管的門檻電壓,硅管約0.5V,錯管約0.2V；

導通時正向壓降硅管約0.7V,錯管約0.3V。

備課教案

課題

2.1半導體三極管

第1.2.3課時

教學目標掌握晶體三極管的結(jié)構(gòu)、分類和符號及工作狀態(tài)

重點三極管的結(jié)構(gòu)、分類和符號

難點三極管的工作狀態(tài)

教學方法實物展示，分組討論施教日期08/9/12

教學過程：

導入：誣上述mp3內(nèi)部音頻放大的基本過程，引出放大的概念，提出問題：

到底什么核，心器件能夠支持小信號的放大功能。

2.1晶體三極管

晶體三木及管：是一種利用輸入電流控制輸出電流的電流控制型器件。

特點：1爭內(nèi)有兩種載流子參與導電。

分發(fā)各W包號三極管，幫助學生建立感性認識。

2.1.1三:極管的結(jié)構(gòu)、分類和符號

一、晶/長三極管的基本結(jié)構(gòu)0on解

情的外形：如圖2.1,1所示。P"

1.三柳

2.特片1：有二個電極，故稱二極管。g|2.1.1三極管外形

3.三柳W管的結(jié)構(gòu)：如圖2.1.2所示。

(1)泮一導體三極管從結(jié)構(gòu)上可分為NPN型和PNP型兩大類，它們均由

三個摻雜區(qū);和兩個背靠背的PN結(jié)發(fā)射結(jié)(BE結(jié))和集電結(jié)(BC結(jié))構(gòu)成，但兩

類三極管的電壓極性和電流方向相反。

(2)三，力電極：基極b、集電極c、和發(fā)射極eo從后面工作原理的介紹

中可以看到發(fā)射極和集電極的命名是因為它們要分別發(fā)射與接收載流子。

(3)內(nèi),鄰結(jié)構(gòu)特點：發(fā)射區(qū)的摻雜濃度遠大于集電區(qū)的摻雜濃度；基區(qū)很

薄，且摻雜】農(nóng)度最低。

(4)三，外區(qū)作用：發(fā)射區(qū)發(fā)射載流子、基區(qū)傳輸和控制載流子、集電區(qū)收

集載流子。

二、晶體三極管的符號

晶體三極管的符號如圖2.1.3所示。

箭頭：表示發(fā)射結(jié)加正向電壓時的電流方

向。文字符號：V

(a)NPN型(b)PNP型

提問：如何有效的記憶npn型和p叩型三極

圖2.1.3三極管符號

管電路符號？

規(guī)律：大寫k的簡單處理：加橫線，加箭頭。

提問：如何通過符號區(qū)別npn型和pnp型？

規(guī)律：箭頭向外叩n,箭頭向內(nèi)pnp。

例舉幾款三極管如9011,9012,9013,3ax,3dx系列三極管的管型。

三、晶體三極管的分類

1.三極管有多種分類方法。

按內(nèi)部結(jié)構(gòu)分：有NPN型和PNP型管；

按工作頻率分：有低頻和高頻管；

按功率分：有小功率和大功率管；

按用途分：有普通管和開關(guān)管；

按半導體材料分：有錯管和硅管等等。

2.國產(chǎn)三極管命名法：

例如：3DG表示高頻小功率NPN型硅三極管；3CG表示高頻小功率PNP

型硅三極管；3AK表示PNP型開關(guān)錯三極管等。

3.三極管的三種工作狀態(tài)

三極管的基本作用是放大電信號；工作在放大狀態(tài)的外部條件是發(fā)射結(jié)加

正向電壓，集電結(jié)加反向電壓。

圖2.1.4三極管電源的接法

如圖2.L4所示：V為三極管，Gc為集電極電源，GB為基極電源，又稱偏

置電源，品為基極電阻，凡為集電極電阻。

三極管還可以當作開關(guān)管用，此時要讓三極管工作在截止區(qū)或者飽和區(qū)。

截止區(qū)：發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏，發(fā)射區(qū)不能發(fā)射載流子，IB=O,IOO

放大區(qū)：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。其特點是：VBEM）.7V（或0.2V）,IB>0,

IC與IB成線性關(guān)系,兒乎與VCE無關(guān)

飽和區(qū)：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏，隨著集電結(jié)反偏電壓的逐漸減?。ú⑥D(zhuǎn)化

為正向偏壓），集電結(jié)的空間電荷區(qū)變窄，內(nèi)電場減弱，集電結(jié)收集載流子的

能量降低，IC不再隨著IB作線性變化，出現(xiàn)發(fā)射極發(fā)射有余，而集電極收

集不足現(xiàn)象。其特點是：VCE很小，在估算小功率管時，對硅管可取0.3V（錯

0.1V）o

個結(jié)：截止區(qū)：發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏，

放大區(qū)：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏

飽和區(qū)：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏

備課教案

課題

2.1半導體三極管

第1.2.3課時

教學目標掌握三極管輸入輸出特性曲線及主要參數(shù)

重點三極管內(nèi)部輸入輸出特性曲線

難點三極管內(nèi)部電流的分配和放大作用

教學方法動畫演示，分組討論施教日期08/9/17

教學過程：

導入：三極管內(nèi)部到底如何實現(xiàn)放大?

三極管內(nèi)電流的分配和放大作用

一、電流分配關(guān)系

動畫三極管的電流分配關(guān)系

測量電路如圖2.1.6所示：調(diào)節(jié)電位器&，測

得發(fā)射極電流4、基極電流1和集電極電流/<?的

圖2.1.6三極管三個電流的測ht

對應數(shù)據(jù)如表2.1.1所示。

表2.1.1

IB/m

'0.00100.010.020.030.040.05

A

IC/m

0.0010.010.561.141.742.332.91

A

IE/mA00.010.571.161.772.372.96

由表2.L1可見，三極管中電流分配關(guān)系如下:

4=/c+/B

因IB很小，則ICME

說明:

1.4=°時，IC,rIB.ICBOo

ICBO稱為集電極一一基極反向飽和

電流,見圖2.1.7(a)。一般ICBO很小,與

圖2.1.7

溫度有關(guān)。

2.20時，/C=/E=/CEO。

ICEO稱為集電極一一發(fā)射極反向電流，乂叫穿透電流，見圖2.1.7(b)。

ICEO越小，三極管溫度穩(wěn)定性越好。硅管的溫度穩(wěn)定性比錯管好。

二、晶體三極管的電流放大作用

動畫三極管的電流放大作用

由表2.1.1得出

A/c_0.58mA_

A/B0.01mA

結(jié)論：

1.三極管有電流放大作用一一基極電流微小的變化，引起集電極電流IC

較大變化。

2.交流電流放大系數(shù)。一一表示三極管放大交流電流的能力

,=這

A/B

3.直流電流放大系數(shù)「一一表示三極管放大直流電流的能力

加與

4.通常，B=B,所以/c=?B可表示為

1C="B

考慮ICEO,則

4=+

2.1.4三極管的輸入和輸出特性

一、共發(fā)射極輸入特性曲線

動畫三極管的輸入特性

輸入特性曲線：集射極之間的電壓VCE一

定時，發(fā)射結(jié)電壓VBE與基極電流IB之間的

關(guān)系曲線，如圖2.1.9所示。由圖可見：

1.當VCEXV時，特性曲線基本重合。

【如c1c什聆白.卜他人入，的M-心處

2.當VBE很小時，IB等于零，三極管處

于截止狀態(tài)；

3.當VBE大于門檻電壓（硅管約0.§V,錯管約02V）時，IB逐漸增大，三

極管開始導通。

4.三極管導通后，VBE基本不變。硅管約為0.7V,錯管約為0.3V,稱為

三極管的導通電壓。

5.VBE與IB成非線性關(guān)系。

二、晶體三極管的輸出特性曲線

動畫三極管的輸出特性

輸出特性曲線：基極電流幾一定時，集、

/(/mA|

5|-'和M

?ig-----------,------------3120UA

射極之間的電壓公與集電極電流4的關(guān)系曲

--------J------------80uA

線，如圖2.1.10所示。

I△A=1.9mA

由圖可見：輸出特性曲線可分為三個工作區(qū)。|區(qū)I：____1!_/H-MOUAI

u\234567X9I0Xl^./V

1.截止區(qū)垃區(qū)E

條件：發(fā)射結(jié)反偏或兩端電壓為零。圖2.1.10三極管的輸出特性曲線

特點：=0,=，CE°。

2.飽和區(qū)

條件：發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均為正偏。

特點：

'CES稱為飽和管壓降，小功率硅管約0.3V,錯管約為0..1V。

3.放大區(qū)

條件：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。

特點：/c受/B控制，即A/C=.B。

在放大狀態(tài)，當IB一定時，IC不隨VCE變化，即放大狀態(tài)的三極管具有

恒流特性。

2.1.5三極管主要參數(shù)

三極管的參數(shù)是表征管子的性能和適用范圍的參考數(shù)據(jù)。

一、共發(fā)射極電流放大系數(shù)

1.直流放大系數(shù)方。

2.交流放大系數(shù)￡。

電流放大系數(shù)一般在IprlOO之間。太小，放大能力弱，太大易使管子性

能不穩(wěn)定。一般取30.80為宜。

二、極間反向飽和電流

1.集電極一一基極反向飽和電流ICBO。

2.集電極一一發(fā)射極反向飽和電流ICEO。

，CEO=（1+6），CBO

反向飽和電流隨溫度增加而增加，是管子工作狀態(tài)不穩(wěn)定的主要因素。因

此，常把它作為判斷管子性能的重要依據(jù)。硅管反向飽和電流遠小于錯管，在

溫度變化范圍大的工作環(huán)境應選用硅管。

三、極限參數(shù)

1.集電極最大允許電流ICM

三極管工作時，當集電極電流超過ICM時，管子性能將顯著下降，并有可能

燒壞管子。

2.集電極最大允許耗散功率PCM

當管子集電結(jié)兩端電壓與通過電流的乘積超過此值時，管子性能變壞或燒毀。

3.集電極一一發(fā)射極間反向擊穿電壓V（BR）CEO

管子基極開路時，集電極和發(fā)射極之間的最大允許電壓。當電壓越過此值時，

管子將發(fā)生電壓擊穿，若電擊穿導致熱擊穿會損壞管子。

4、箏：1.當VCR2V時,特性曲線基本重合。

2.當VBE很小時，IB等于零，三極管處于截止狀態(tài)；

3.當VBE大于門檻電壓（硅管約0.5V,錯管約02V）時，IB逐漸增大，三

極管開始導通。

4.三極管導通后，VBE基本不變。硅管約為0.7V,錯管約為0.3V,稱為

三極管的導通電壓。

5.VBE與IB成非線性關(guān)系。

作業(yè)：練習冊第六頁填空題，選擇題，判斷題全做。

備課教案

課題實訓課：二極管及三極管的檢測

第1.2.3課時

教學目標掌握二極管及三極管的好壞及極性檢測方法

重點三極管的好壞及極性檢測

難點三極管的集電極和發(fā)射極的區(qū)別方法

教學方法實驗驗證，小組討論、比賽施教日期08/9/19

教學過程:

導入：在實際工作中，如何檢測管子的極性及好壞

1、二極管的簡單測試

用萬用表檢測二極管如圖1.1.8所示。

1.判別正負極性

萬用表測試條件：以1009或R?kQ；

將紅、黑表筆分別接二極管兩端。所測

電阻小時，黑表筆接觸處為正極，紅表筆

接觸處為負極。

2.判別好壞

萬用表測試條件：RxlkQo

(1)若正反向電阻均為零，二極管短路；

(2)若正反向電阻非常大，二極管開路。

(3)若正向電阻約兒千歐姆，反向電阻非常大，二極管正常

2、三極管的簡單測試

一、硅管或錯管的判別

判別電路如圖2.1.11所示。

當Y.05.07V時，為硅管；當Y.04.0.3V時，為褚管。

圖2.1.11判別硅管和褚管的測試電路圖2.1.12估測0的電路

二、估計比較P的大小

NPN管估測電路如圖2.1.12所示。

萬用表設置在R'lkC擋，測量并比較開關(guān)S斷開和接通時的電阻值。前

后兩個讀數(shù)相差越大，說明管子的0越高，即電流放大能力越大。

估測PNP管時，將萬用表兩只表筆對換位置。

三、估測ICEO

NPN管估測電路如圖2.L13所示。所測阻值越

大，說明管子的‘CEO越小。若阻值無窮大，三極管圖2.1.13，CEO的估測

開路；若阻值為零，三極管短路。

測PNP型管時，紅、黑表筆對調(diào)，方法同前。

四、NPN管型和PNP管型的判斷

將萬用表設置在或擋，用黑表筆和任一管腳相接(假設它

是基極b),紅表筆分別和另外兩

個管腳相接，如果測得兩個阻值

都很小，則黑表筆所連接的就是

基極，而且是NPN型的管子。

如圖2.1.14(a)所示。如果按上述

方法測得的結(jié)果均為高阻值，則黑表筆所連接的是PNP管的基極。如圖

2.1.14(b)所示。

五、e、b、c三個管腳的判斷

首先確定三極管的基極和管型，然后采用估測6值的方法判斷c、e極。方

法是先假定一個待定電極為集電極(另一個假定為發(fā)射極)接入電路，記下歐姆

表的擺動幅度，然后再把兩個待定電極對調(diào)一下接入電路，并記下歐姆表的擺

動幅度。擺動幅度大的一次，黑表筆所連接的管腳是集電極c,紅表筆所連接

的管腳為發(fā)射極e,如圖2.1.12所示。測PNP管時，只要把圖2.1.12電路中紅、

黑表筆對調(diào)位置，仍照上述方法測試。

小績：口訣：“三顛倒，找基極；PN結(jié)，定管型；順箭頭，偏轉(zhuǎn)大；測不準，動嘴

巴?！?/p>

備課教案

課題

2.2共射極放大電路

第1.2.3課時

教學目標共射極放大電路的分析方法

重點估算法

難點直流通路和交流通路的畫法

教學方法口訣規(guī)律施教日期08/9/24

教學過程：

導入：晶體三極管在電路中的基本連接方式

如圖2.1.5所示，晶體三極管有三種基本連接方式：共發(fā)射極、共基極和共集

電極接法。最常用的是共發(fā)射極接法。

(a)共發(fā)射極接法(b)共基極接法(c)共集電機接法

圖2.1.5三極管在電路中的三種基本聯(lián)接方式

2.2.1、電路的組成和電路圖的畫法

1.電路組成

單管共發(fā)射極放大電路如圖3.2.1(a)所示。

2.元件作用

GB——基極電源。通過偏置電阻Rb,保證發(fā)射結(jié)正偏。

GC——集電極電源。通過集電極電阻RC,保證集電結(jié)反偏。

Rb——偏置電阻。保證由基極電源GB向基極提供一個合適的基極電流。

RC——集電極電阻。將三極管/CQ的變化轉(zhuǎn)換為集電極電壓的變化。

Cl、C2——耦合電容。防止信號源以及負載對放大器直流狀態(tài)的影響；同

時保證交流信號順利地傳輸。即“隔直通交”。

實際電路通常采用單電源供電，如圖3.2.1(b)所示。

*******單級放大器的工作特點：

(1)為了不失真地放大信號，放大器必須設置合適的靜態(tài)工作點。

(2)共射極放大器對輸入的信號電壓具有放大和倒相作用。

(3)在交流放大器中同時存在著直流分量和交流分量兩種成分。直流分量

反映的是直流通路的情況；交流分量反映的是交流通路的情況

二、電路中電壓和電流符號寫法的規(guī)定

1.直流分量：用大寫字母和大寫下標的符號，如IB表示基極的直流電流。

2.交流分量瞬時值：用小寫字母和下標表示，如ib表示基極的交流電流。

3.總量瞬時值：是直流分量和交流分量之和，用小寫字母和大寫下標的

符號，如出,IBib,即表示基極電流的總瞬時值。

三.直流通路和交流通路畫法

(1)直流通路：電容視為開路，電感視為短路，其它不變。

(2)交流通路：電容和電源視為短路。

例：圖3.2.8(a)放大電路的直流通路和交流通路如圖328(b)、(c)所示。

圖328直流、交流通路畫法

3.電路圖的畫法

如圖323所示?！肮ぁ北硎窘拥攸c，實際使用時，通常與設備的機殼相連。

RL為負載，如揚聲器等。

圖3.2.2單電源供電放大器的習慣畫法

個箏:.直流、交流通路畫法口訣

練習：練習冊14頁第1、2題

備課教案

課題

2.2共射極放大電路

第1.2.3課時

教學目標掌握放大器的靜態(tài)工作點的求解方法及意義

重點靜態(tài)工作點分析

難點靜態(tài)工作點的計算

教學方法小組討論施教日期08/9/28

教學過程:

導入：研究直流通路和交流同路的意義到底在什么地方？

避免失真——找到最佳工作點（靜態(tài)工作點）--直流狀態(tài)--直流通路

放大能力----電壓放大倍數(shù)——交流狀態(tài)--交流通路

2.2.2放大器的靜態(tài)工作點

動畫放大器的靜態(tài)工作點

靜態(tài)：無信號輸入（巧=0）時電路的工作狀態(tài)。

1.靜態(tài)工作點。

如圖324所示，靜態(tài)時晶體管直流電壓PBE、KCE

和對應的/B、/c值。分別記作/EQ、/BQ、匕EQ和，CQ。

，CQ=々BQ

%EQ=%—，CQ'&

KBEQ：硅管一般為0.7V,錯管為0.3V。

［例3.2.1］在圖3.2.4所示單級放大器中，設

匕=12V,&=2kQ,Rb=220kfi,，=60。求放大器的靜態(tài)工作點。

解從電路可知，晶體管是NPN型，按照約定視為硅管，則/EQ=0.7V,則

,%-%EQ12V-0-7V

BQ入220kQ

/CQ=伊股=60x50pA=3mA

心EQ=匕一/CQ&C=12V_3mAx2kC=6V

練習：練習冊15頁第3題

2.靜態(tài)工作點對放大器工作狀態(tài)的影響

放大器的靜態(tài)工作點是否合適，對放大器的工作狀態(tài)影響非常大。

若把圖324中的凡除掉，電路如圖3.2.5所示，則/BQ=O，當輸入端加

正弦信號電壓巧時，在信號正半周，發(fā)射結(jié)正偏而導通，輸入電流瓦隨巧變化。

在信號負半周，發(fā)射結(jié)反偏而截止，輸入電流均等于零。即波形產(chǎn)生了失真。

圖3.2.5除去幾時放大器工作不正常圖326基極電流的合成

如果"阻值適當，則/BQ不為零且有合適的數(shù)值。當輸入端有交流信號M

通過G加到晶體管的發(fā)射結(jié)時，基極電流在直流電流/BQ的基礎上隨巧變化,

即交流外疊加在直流飛上，如圖326所示。如果%的值大于4的幅值，那么

基極的總電流/BQ+ib始終是單方向的電流，即它只有大小的變化，沒有正負

極性的變化，這樣就不會使發(fā)射結(jié)反偏而截止，從而避免了輸入電流法的波形

失真。

小轉(zhuǎn)：|一個放大器的靜態(tài)工作點是否合

適，是放大器能否正常工作的重要條件。由

電源Gc和偏置電阻凡組成的電路，就是為

了提供合適的偏流而設置的，稱為偏置電

路。

圖327放大器各處電壓、電流波形

3.2.3共發(fā)射極電路的放大和反相作用

1.信號放大與反相

電路如圖3.2.2所示。交流信號電壓巧［如圖327(a)所示］經(jīng)過電容G作

用在晶體管的發(fā)射結(jié)，引起基極電流的變化，這時基極總電流為iB=/BQ+ib，

波形如圖3.2.7(b)所示。

由于基極電流對集電極電流的控制作用，集電極電流在靜態(tài)值/CQ的基礎

上跟著人變化,波形如圖3.2.7(c)所示。即％=依+/

同樣，集電極與發(fā)射極電壓也是靜態(tài)電壓%EQ和交流電壓依兩部分合成,

即

VCE=匕EQ+%e

由于集電極電流ic流過電阻凡時，在凡上產(chǎn)生電壓降圮凡，則集電極與

發(fā)射極間總的電壓應為

a=〃一心凡=%一(&+。4

=%一公"凡

=，CEQ-

比較可得

%=~>cRc

式中負號表示心增加時%將減小，即%與反相。故。CE的波形如圖327(d)

所示。

經(jīng)耦合電容。2的“隔直通交”，放大器輸出端獲得放大后的輸出電壓，即

%=%=~ieRc

波形如圖3.2.7(e)所示。由圖可見,均與巧反相。

從信號放大過程來看，在共射放大電路中，輸入電壓與輸出電壓頻率相同，

相位相反。

小績：單級低頻小信號放大電路是最基本的放大電路，表征放大器的放大

能力是放大倍數(shù)，即電壓、電流和功率三種放大倍數(shù)。放大器常采用單電源電

路。要不失真地放大交流信號必須使放大器設置合適的靜態(tài)工作點，以保證晶

體管放大信號時，始終工作在放大區(qū)。

備課教案

課題2.2共射極放大電路

第I23課時

教學目標掌握放大器的交流特性的求解方法及意義

重點電壓放大倍數(shù)的計算與分析

難點如何理解電壓放大倍數(shù)和電流放大倍數(shù)

教學方法小組討論施教日期08/10/8

教學過程：

導入：研究直流通路和交流同路的意義到底在什么地方？

避免失真—找到最佳工作點(靜態(tài)工作點)--直流狀態(tài)--直流通路

放大能力-----電壓放大倍數(shù)——交流狀態(tài)--交流通路

2.2.3、估算輸入電阻、輸出電阻和放大倍數(shù)

1.晶體管輸入電阻尸be的估算公式

如圖3.3.7所示，晶體管基極和發(fā)射極之間交流電壓巧與相應交流電流/b

之比，稱為晶體管的輸入電阻

匕

&=一

^

7|口4-的殲八八T"*/___-

4+

;V

A?

7P(mA)卜T

交流通路

rbb是晶體管基區(qū)電阻，在小電流(/EQ約幾毫安)圖338

情況下，低頻小功率管約為300。，因此，在低頻小信號時

CM26mV

限B300+(1+￡)

4(mA)

從式可見，麟與靜態(tài)電流/EQ有關(guān)，靜態(tài)工作點不同，麻取值也不同。常用小

功率管的?約為IkQ左右。

2.放大器的輸入電阻力和輸出電阻氣

(1)輸入電阻片

圖3.3.6放大器的交流通路如圖338所示。

從放大器輸入端看進去的交流等效電阻稱為輸入電阻

從圖中可以看出

r\~Rb〃%

一般&>>%,所以

4"e

外表示放大器從信號源吸取信號幅度的大小。打越大，信號源內(nèi)阻損耗越

小，放大器得到的有效輸入信號越大。

結(jié)論：單級放大器的輸入電阻打近似等于晶體管的輸入電阻「be。

(2)輸出電阻人如圖3.3.8所示。

輸出電阻％:從放大器輸出端(不包括外接負載電阻)看進去的交流等效電

阻。

因晶體管輸出端在放大區(qū)呈現(xiàn)近似恒流特性，其動態(tài)電阻很大，所以輸出

電阻近似等于集電極電阻。即

上式中％表示放大器帶負載的能力。輸出電阻越小，輸出信號時，自身損耗

越小，帶負載的能力越強。

3.估算放大倍數(shù)的公式

放大器輸出端外接負載電阻&時，等效負載電阻q=4//a,%=4尺，

故4,即

"“Jbe"Jbe

&必提問：為什么放大倍數(shù)是負的？

%

電壓放大倍數(shù)為負，表示輸入電壓、輸出電壓反相。

［例33結(jié)論：B、C反相，B、E同相。<

晶體管￡=35。求輸出端帶負載電阻&=3kQ時，電壓放大倍數(shù)4。

26mV26mV

解rbe?300+(1+^)=300+(1+35)=746Q

/EmA2.1mA

=RR.=3x3kQ=i5g

L&+&(3+3)kQ

小”1.5x103。_

4?-B—=-35x--------------?-70n

展746Q

***放大器的偏置電路

一、固定偏置電路

電路如圖3.4.1所示。由直流通路可見，偏置電流伉

是通過偏置電阻區(qū)由電源VG提供，當VG?%EQ時

/_EQ~%

BQ-%~人

只要％和4為定值，，BQ就是一個常數(shù)，故把這種

電路稱為固定偏置電路。該電路由于圖3.4.1固定偏置電路

因此，當環(huán)境溫度升高時，雖然/BQ為常數(shù)，但￡和/‘EQ的增大會導致，CQ的上

升?？梢姡娐返臏囟确€(wěn)定性較差。只能用在環(huán)境溫度變化不大，要求不高的

場合。

二、分壓式穩(wěn)定工作點偏置電路

動畫分壓式穩(wěn)定工作點偏置電路

電路如圖3.4.2所示。電路特點是靜態(tài)工

作點比較穩(wěn)定

1.元件作用

&1：上偏置電阻，凡2：下偏置電阻，&：

圖分壓式穩(wěn)定工作點偏置電路

發(fā)射極電阻，￡：發(fā)射極旁路電容。3.4.2

2.工作原理

基極電壓%Q由勺和分壓后得到，即喂^甘冬-匕固定。當環(huán)境溫度

上升時，引起/cQ增加，導致1的增加，使4Q=（Q?%增大。由于“BEQ=-BQ-%），

使得降EQ減小，于是基極偏流/BQ減小，使集電極電流，CQ的增加受到限制，從

而達到穩(wěn)定靜態(tài)工作點的目的。穩(wěn)定工作點的過程表示如下：

，CQJ-/BQ，BEQ』」

［例3.4.1］在圖3.4.2具有分壓式穩(wěn)定工作點偏置電路的放大器中，

Rbi=30kQ,版=10k。、Rc=2k。，&=1kQ,匕=9V,試估算/CQ和匕EQ。

解估算時可認為/Q是基極開路時的電壓值。

P/―生—=9x」°—=2.25V

BQRM+Rb230+10

%EQ=%Q-%EQ=2.25V-0.7V=1.55V

/CQ