中職教育二年級上學(xué)期裝備制造大類《射極跟隨器》教學(xué)設(shè)計(jì)

射極跟隨器教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)校名稱：重慶市科能高級技工學(xué)校部門：智能工程系課題名稱項(xiàng)目二安裝調(diào)試助聽器任務(wù)四射極跟隨器所屬課程模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)教材版本《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》劉曉書王毅主編北京理工大學(xué)出版社教學(xué)對象機(jī)電類專業(yè)二年級學(xué)生學(xué)時2-4學(xué)時一、教學(xué)主要內(nèi)容（一）分析射極跟隨器（即：共集電極放大電路）（二）認(rèn)識三極管放大電路的三種組態(tài)（三）比較共射、共集和共基三種放大電路的電路特點(diǎn)，判別射極跟隨器。二、教學(xué)目標(biāo)素質(zhì)目標(biāo)1.養(yǎng)成安全的行為規(guī)范，注重人身安全和設(shè)備安全；2.注重職業(yè)責(zé)任心、職業(yè)情感、紀(jì)律意識的養(yǎng)成，逐步養(yǎng)成學(xué)生職業(yè)素養(yǎng)；3.培養(yǎng)學(xué)生相互協(xié)作的團(tuán)隊(duì)意識，解決操作過程遇到的隨機(jī)問題。知識目標(biāo)1.掌握射極跟隨器的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)及應(yīng)用。2.了解射極跟隨器的靜態(tài)工作點(diǎn)分析、動態(tài)分析與仿真測量。3.了解三極管放大電路的三種組態(tài)。4.了解共基極電路的電路特點(diǎn)。5.了解共射、共集和共基三種放大電路參數(shù)的異同。技能目標(biāo)會仿真測量射極跟隨器。會判別射極跟隨器。三、教學(xué)重難點(diǎn)（一）教學(xué)重點(diǎn)：理解差動放大器的電路組成與工作原理。（二）教學(xué)難點(diǎn)：理解差動放大器的電路組成與工作原理。四、教法與學(xué)法本著以“行動為導(dǎo)向，工學(xué)一體”的設(shè)計(jì)理念，采用“教學(xué)做一體”的教學(xué)形式。課堂采用行動導(dǎo)向六步法的項(xiàng)目教學(xué)法和仿真實(shí)驗(yàn)法，學(xué)法才用了自主探究法、分組實(shí)驗(yàn)法和任務(wù)驅(qū)動法。教法：行動導(dǎo)向法、仿真實(shí)驗(yàn)法學(xué)法：自主探究法、分組實(shí)驗(yàn)法、任務(wù)驅(qū)動法五、教學(xué)資源及手段本課程資料較完備，動畫，作業(yè)，測試等模塊均已實(shí)際運(yùn)用；同時通過學(xué)習(xí)通進(jìn)行課堂教學(xué)的應(yīng)用，及新教學(xué)資源的生成；引導(dǎo)學(xué)生使用Multisim14仿真軟件，進(jìn)行電路仿真。大力推薦學(xué)生主動利用發(fā)達(dá)的網(wǎng)絡(luò)資源，獲取更多的優(yōu)質(zhì)信息，如技工教育網(wǎng)，微信公縱平臺等。設(shè)備工具：電腦、手機(jī)，Multisim14仿真軟件學(xué)習(xí)平臺：在一體化教室進(jìn)行，老師使用多媒體講解，學(xué)生分組使用電腦進(jìn)行仿真操作和實(shí)際操作六、課程思政1.每天堅(jiān)持讀書學(xué)習(xí)，就能將知識能量轉(zhuǎn)換為強(qiáng)我中華的力量。2.先進(jìn)的學(xué)習(xí)手段更加利于提高我們學(xué)習(xí)興趣和效率。3.培養(yǎng)學(xué)生凡事凡人多比較的辯證唯物主義思想。七、教學(xué)內(nèi)容知識回顧：看！圖1中VT4構(gòu)成的就是我們前面所學(xué)的共射放大電路，它完成信號的電壓放大，圖2是它的實(shí)際應(yīng)用（音頻功放），經(jīng)過VT4電壓放大，再經(jīng)過后面的功率放大，就可以推動揚(yáng)聲器發(fā)出聲音了，就如同老師現(xiàn)在使用的“小蜜蜂”一樣。新課引入：共射放大電路具有電壓放大功能，那有沒有電流放大功能的電路呢？有。圖3電路中的V4構(gòu)成的就是具有電流放大功能的射極跟隨器，圖4是射極跟隨器的實(shí)際應(yīng)用（耳機(jī)功放）。一、分析射極跟隨器（一）射極跟隨器的電路結(jié)構(gòu)射極跟隨器電路結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與共射電路有何區(qū)別？首先來看射極跟隨器的電路結(jié)構(gòu)。通過圖7發(fā)現(xiàn)，簡單的射極跟隨器由“3電阻2電容1三極管”構(gòu)成，與圖8所示的共射放大電路有相同的地方：三極管均處于放大狀態(tài)，基極偏置相同，耦合電容相同，基極輸入相同；不同的是：射極跟隨器的輸入與輸出共用集電極，因此稱為共集電極放大電路，其信號輸出是從發(fā)射極輸出，集電極直接接電源，在發(fā)射極接了一個電阻。射極跟隨器大多元器件與共射放大電路作用相同。Rb提供三極管放大的基極偏置；C1耦合輸入信號；C2耦合輸出信號；RL為負(fù)載電阻；Vcc提供電路轉(zhuǎn)換為交流能量的直流能量,（思政點(diǎn)）就如同我們每天都要堅(jiān)持讀書學(xué)習(xí)一樣，這樣才能將知識能量轉(zhuǎn)換為建設(shè)我國現(xiàn)代化強(qiáng)國的力量。VT實(shí)現(xiàn)信號的電流放大；Re是發(fā)射極轉(zhuǎn)換電阻，同時引入負(fù)反饋穩(wěn)定電路性能。（二）射極跟隨器的靜態(tài)分析Q點(diǎn)（IB、IC、UCE）的計(jì)算公式用瞬時極性法可判斷圖9中Re的反饋類型。假設(shè)基極電位為正，發(fā)射極輸出同相也是正，反饋回自身發(fā)射極也是正，抬高發(fā)射極電位，降低基射電壓，因此是負(fù)反饋。同理，可判斷Re引入的反饋類型為電壓串聯(lián)負(fù)反饋。（三）射極跟隨器的動態(tài)分析（四）射極跟隨器的仿真分析1.射極跟隨器仿真測量電路在Multisim14仿真平臺新建射極跟隨器仿真測量電路引入課程思政內(nèi)容2。（思政點(diǎn)）因此先進(jìn)的學(xué)習(xí)手段將更加利于我們提高學(xué)習(xí)興趣和效率，讀書學(xué)習(xí)多掌握學(xué)習(xí)工具和方法很有必要。2.仿真測量射極跟隨器靜態(tài)工作點(diǎn)仿真測量射極跟隨器靜態(tài)工作點(diǎn)如圖12所示，當(dāng)RP值調(diào)節(jié)為200KΩ，仿真運(yùn)行電路，靜態(tài)工作點(diǎn)數(shù)據(jù)就可以通過萬用表和電流表直接測量出來，十分簡單，通過數(shù)據(jù)可知射極跟隨器是工作在放大區(qū)。也可通過射極跟隨器的靜態(tài)工作點(diǎn)公式計(jì)算，三極管的放大系數(shù)為220，不難計(jì)算出其值是非常接近的。而且我們還可以調(diào)節(jié)RP的值來設(shè)置放大器不同靜態(tài)工作點(diǎn)。3.仿真測量射極跟隨器放大性能接上耦合電容、5.1k的負(fù)載電阻、示波器、電壓電流測量探針，仿真運(yùn)行電路，射極跟隨器動態(tài)放大性能即可形象展現(xiàn)。其輸入電壓、電流有效值分別為1V和6.68uA；輸出電壓、電流有效值分別為994mV和195uA。根據(jù)輸入電阻定義可以計(jì)算出其輸入電阻為149KΩ。輸出電阻也仿真測量出來，是很小的。4.仿真測量射極跟隨器輸入輸出波形射極跟隨器輸入、輸出仿真測量波形如圖所示，輸入、輸出波形幾乎重合，其峰峰值都大約為1.403V，輸入、輸出波形同相位且大小基本相等，放大倍數(shù)約等于1，所以共集電極放大電路稱為射極跟隨器。（五）射極跟隨器的特點(diǎn)1.反饋系數(shù)為１，電路放大性能十分穩(wěn)定。2.電壓放大倍數(shù)近似為１，無電壓放大能力，有電流放大能力。3.輸出電壓與輸入電壓同相，因此稱為射極跟隨器。4.輸入電阻大、輸出電阻小。（六）射極跟隨器的應(yīng)用場合1.作為多級放大器的輸入級。2.作為多級放大器的輸出級。3.用作阻抗變換器、緩沖級。二、認(rèn)識三極管放大電路的三種組態(tài)（一）三極管的三種接法（二）放大器的三種組態(tài)它們在結(jié)構(gòu)上特點(diǎn)是：1.共射放大電路的信號從基極輸人，從集電極輸出,以發(fā)射極作為輸入、輸出回路的公共端。2.共集放大電路信號從基極輸入，從發(fā)射極輸出，以集電極作為輸入、輸出回路的公共端，又叫射極跟隨器(有的叫射極輸出器)。3.共基放大電路信號從發(fā)射極輸入，從集電極輸出，以基極作為輸入、輸出回路的公共端。但，不論哪種組態(tài),在設(shè)計(jì)偏置電路時都必須保證三極管處于放大狀態(tài)。三、比較共射、共集和共基三種放大電路特點(diǎn)，判別射極跟隨器（一）共基極放大電路1.共基極放大電路的結(jié)構(gòu)該電路與分壓偏置共射放大電路很相似，不同是發(fā)射極旁路電容放到基極上，信號從發(fā)射極輸入。2.共基極放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)共基極放大電路的Q點(diǎn)（IB、IE、IC、UCE）計(jì)算公式與分壓偏置共射電路相同3.共基極放大電路的動態(tài)分析（二）比較共射、共集、共基三種放大電路通過比較，三種組態(tài)放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)計(jì)算方法相同，都工作在放大區(qū)。電壓放大倍數(shù)大小方面共射、共基都比較高，共集電壓放大倍數(shù)約為1；在相位方面共集、共基同相，而共射的輸出輸入是反相的。輸入電阻方面，從高到低依次是共集、共射、共基。輸出電阻方面，從高到低依次是共基、共射、共集。高頻特性優(yōu)劣方面，從好到差依次是共基、共集、共射。電路穩(wěn)定方面，從好到差依次是共集、共基、共射。用途方面，共射放大器主要用在多級放大器輸入級、中間級作為電壓放大和反相上；共集放大器（射極跟隨器）用于多級放大器的輸入級減輕信號源負(fù)擔(dān)，用在中間級緩沖或阻抗變換，用在輸出級提高帶負(fù)載能力；共基放大器多用于高頻或?qū)拵Х糯笃骰蚝懔髟措娐飞?。同學(xué)們，通過比較我們知道了三種組態(tài)放大電路優(yōu)缺點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用時物盡其才，發(fā)揮它們的長處，就如同凡事凡人一樣，有了多比較的辯證唯物主義思想，多發(fā)展優(yōu)點(diǎn)，每個人就會每天都在進(jìn)步?。ㄈ┡袆e射極跟隨器下面判斷一下圖左是不是射極跟隨器？（是的）。