电子电路教案2-放大器基础1-2.doc

江苏省苏州高级技术学校教案首页授课日期班 级课题： 第二章 放大器基础 2-1共发射极基本放大器 (1) 教学目的、要求：学生能对共发射基本放大器电路有所初步认识； 掌握该放大器的电路组成，各元件作用。 教学重点、难点：学生掌握电路分析方法及分析思路；重点在于共发射放大器 的电路组成。通过该节学习，对放大器电路进行归纳，掌握 分析此类电路的一般方法。 授课方法： 课堂讲授 教学参考及教具（含电教设备）： 挂图一张 授课执行情况及分析：难度适中，学生掌握情况良好。 板书设计或授课提纲：l 复习提问l 新课导入第二章 放大器基础1、基本概念2、分类3、基本要求2-1共发射极基本放大器一、电路组成1、三极管V2、基极偏置电阻Rb:3、集电极负载电阻Rc:4、耦合电容C1、C2:l 小结l 作业苏州市高级技术学校授课教案注解教学内容简介公共端为e一般为几十千欧到几百千欧一般为几千欧RL可为仪表、扬声器、显示器等直流：大写字母交、直流：小写字母+大写字母交流：小写字母直流有方向提问：1、 极管具有放大作用的电压条件2、 e、b、c三板间的电流关系表达式复习三极管的输入特性曲线和输出特性曲线新课导入第二章 放大器基础放大器的基本概念1.关于放大器定义：利用电子器件把微弱的电信号（电压、电流、功率）增强到所需值的电路或设备称为放大电路或放大器。举例：扩音器) 话筒功率放大器电压放大器电 源2.种类：按信号频率高低分为：低频放大器、中频放大器、高频放大器、直流放大器按用途不同分为：电压放大器、电流放大器、功率放大器按信号的强弱分为：小信号放大器、大信号放大器3.对放大器的基本要求：具有足够的放大倍数；具有一定的通频带；非线性失真小；工作要稳定。2-1共发射极基本放大器三极管三个电极可分别作为输入信号和输出信号的公共端，故有：共发射极（共射）放大器共集电极（共集）放大器共 基 极（共基）放大器其中，共发射极（共射）放大器应用最为广泛。一、电路组成晶体三极管V:放大器的核心，起电流控制作用。基极偏置电阻Rb:提供合适的基极偏置电流IB， 集电极负载电阻Rc:将集电极电流iC的变化量转换为电压变化量，耦合电容C1、C2:隔直流：使三极管中的直流电流和输入端之前的以及输出端之后的直流电路隔开。通交流：当电容的容量足够大，对交流电而言其容抗很小，近似认为短路，这样就可以使交流信号顺利通过。RL：负载电阻电源VCC:三极管的发射结正偏，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。二、电路中电压、电流的符号及正方向的规定放大器在无信号输入时，三极管各电极电压、电流都是直流值，用大写字母表示，例如：IB、IC、IE。当放大器输入交流信号时，其电压、电流都是在直流成分的基础之上叠加了一个交流成分，用小写字母加大写字母下标表示，例如：iB、iC、iE。纯交流信号用小写字母表示，例如：ib、ic、ie。用三极管各电极的符号作下标以示区别。电流的正方向用箭头所指的方向表示；电压的极性用正（“”）、负（“”）号表示。小结：该放大器的公共端为发射极，电路正常工作时，其电压、电流都是在直流成分的基础之上叠加了一个交流成分。作业：1）P59 1、22）预习该电路静态、动态电路分析方法。江苏省苏州高级技术学校教案首页授课日期班 级课题： 2-1共发射极基本放大器 (2) 教学目的、要求：学生能对共发射基本放大器进行分析； 掌握该放大器的电路的工作原理。 教学重点、难点：学生掌握电路分析方法及分析思路；重点在于静态、 动态电路分析方法。通过本小结学习，对该电路动、 静态分析和计算进行归纳, 掌握分析此类电路的一般方法。 授课方法： 课堂讲授 教学参考及教具（含电教设备）： 投影仪 授课执行情况及分析：动、静态分析是新方法，尚须复习巩固。 板书设计或授课提纲：l 复习提问l 新课导入2-1共发射极基本放大器(2)三、工作原理1、三极管V2、基极偏置电阻Rb:3、集电极负载电阻Rc:4、耦合电容C1、C2:l 小结l 作业苏州市高级技术学校授课教案注解教学内容无Q点，ui负半周V截止有Q点V始终导通tUCEtttttUBEiB(e)uCE的波形(d)uBE的波形(c)集电极电流波形uCEuceuBEubeICiciCibIB000000000000ttttttt(b) 基极电流波形ui0(a)输入信号电压波形0uot(f)输出信号电压波形波形叠加直流+交流ui与uO反相复习提问：1、为什么称图中所示为共发射放大电路2、该电路中各元件的作用新课导入三、工作原理1.静态工作点的设置：当放大器未加信号（ui=0）时的工作状态，称为静态。放大器静态时直流电流IB、IC和直流电压UBE、UCE在输入、输出曲线上对应着的一个点叫做静态工作点（简称Q点）。由于正向压降UBE基本恒定，所以讨论静态工作点时，主要考虑IB、IC和UCE，分别用IBQ、ICQ和UCEQ表示。 如果Rb断开，即IBQ=0（无静态工作点），输入正弦信号电压uiui在正半周时：只有当信号超过开启电压，三极管才导通；ui在负半周时：三极管因发射结反偏而截止。如果放大器设置了合适的静态工作点，输入正弦信号电压ui信号电压ui与静态电压UCEQ叠加在一起，三极管始终处于导通状态，基极总电流始终是单方向脉动电流，从而保证了放大器能把输入信号不失真地加以放大。2.动态工作情况当放大器输入交流信号（ui0）时的工作状态，称为动态。放大器各极电压、电流波形图见下页：三极管的基极电流包括直流和交流分量：iB=IBQib 如图b集电极电流为：iC=ICQic 如图c三极管的基极与发射极间电压瞬时值为uBE=UBEQui 如图d设放大器空载，则三极管集电极与发射极间总电压为：uCE=VCCiCRc =VCC（ICQic）Rc =VCCICQRcicRc =UCEQicRc 如图e放大器输出端，直流分量被C2隔断，故放大器只输出交流分量：u0=iCRc注：式中负号表明u0与iC反相关系小结：在单级共发射极放大器中，输出电压u0与输入电压ui频率相同，波形相似，幅度得到放大，而它们的相位相反。 小结：在单级共发射极放大器中，输出电压u0与输入电压ui频率相同，波形相似，幅度得到放大，而它们的相位相反。作业1) P59. 32) 预习公式法求静态工作点江苏省苏州高级技术学校教案首页授课日期班 级课题： 2-2放大器的分析方法(1) 教学目的、要求：学生能对放大器进行分析； 掌握共该发射极放大器整流通路的画法以及静态工作点的计算。 教学重点、难点：学生掌握电路分析方法及分析思路；重点在正确画出直流通路， 通过本小节学习，对估算法求静态工作点的方法进行归纳， 掌握此类电路的一般分析方法。 授课方法： 课堂讲授 教学参考及教具（含电教设备）： 挂图一张 授课执行情况及分析：动、静态分析是新方法，尚须复习巩固。 板书设计或授课提纲：l 复习提问l 新课导入2-2放大器的分析方法(1)一、 估算法1、定义2、直流通路3、交流通路4、求静态工作点l 小结l 作业苏州市高级技术学校授课教案注解教学内容即公式法直流通路：C开始L短路交流通路：C 短路VCC短路公式法求Q复习提问：1、静态分析和动态分析方法的实质和区别2、Q点的三个量新课导入2-2放大器的分析方法分析方法通常有三法：估算法、图解法和等效电路法一、估算法1.用公式通过近似计算来分析放大器性能的方法称为估算法2.直流通路：放大器只允许直流电流通过的路径。电容开路； 电感短路；3.交流通路：放大器只允许交流电流通过的路径。小容抗的电容以及内阻小的电源短路；(a)放大电路(b)直流通道 (c)交流通道4.求静态工作点放大器未加信号（ui=0）时，三极管的电压和电流称为静态工作点（Q点）；静态工作点只考虑直流分量的关系，故要通过直流通路来计算；静态工作时，正向压降UBE基本恒定（即：硅管UBEQ=0.7V、锗管UBEQ=0.3V），所以求静态工作点时，主要求IBQ、ICQ和UCEQ。 公式： Q Q Q Q Q Q注意：当VCC（35）UBEQ，则可忽略UBEQ。例题：如上图，设VCC=12V，Rc=4K，Rb=300K，=38，UBEQ可忽略不计，求放大器的静态工作点（即求IBQ、ICQ和UCEQ的值）。解： IBQVCC/Rb =12/300=0.04（mA）ICQ=IBQ =380.04=1.52（mA）UCEQ= VCCICQ Rc = 121.524= 5.98（V） 小结：估算法求Q，先画出直流通路，再行计算： IBQVCC/Rb ICQ=IBQ UCEQ= VCCICQ Rc作业1)、P59. 5.(1)(2)(3)2)、预习动态分析江苏省苏州高级技术学校教案首页授课日期班 级课题： 2-2放大器的分析方法(2) 教学目的、要求：学生能对放大器的动态情况进行分析； 掌握该电路输入、输出电阻放大倍数及增益的计算。 教学重点、难点：学生掌握电路分析方法及分析思路；重点在于交流通路的分析 和定量估算。通过本小节学习，对交流通路的估算方法进行归 纳，掌握此类电路的一般分析方法。 授课方法： 课堂讲授 教学参考及教具（含电教设备）： 挂图一张 授课执行情况及分析：有一定难度，需配合预习、复习。 板书设计或授课提纲：l 复习提问l 新课导入2-2放大器的分析方法(2)5、 动态分析 输入电阻ri 输出电阻ro 电压放大倍数Au 放大器的增益Gu、Gi 、Gpl 小结l 作业苏州市高级技术学校授课教案注解教学内容ri越大越好ro越小越好空载Au和负载AuGu 、Gi、 Gp出现“”为衰弱复习提问：1、说出画交、直流通路的方法2、公式法求Q点新课导入5.动态分析通过交流通路计算：输入电阻ri（越大越好，有利于减小信号源负担）从三极管的输入端看进去的等效电阻叫做三极管的等效电阻rbe；从放大器输入端看进去的交流等效电阻（不包括信号源内阻）ri。ri = Rbrbe一般，小功率管的rbe值在几百欧至几千欧之间，而Rb的值常在几百千欧以上，故：ri rbe输出电阻ro（越小越好，即放大器的带负载能力越强）从放大器输出端看进去的交流等效电阻（不包括负载）ro。ro = Rcrcerce值一般很大（几十千欧至几百千欧），而Rc一般几千欧，故：ro Rc电压放大倍数Au空载：输入信号电压：ui= ib rbe输出信号电压：uo=ic Rc=ib Rc =电压放大倍数：Au= uo / ui=ibRc / ibrbe=Rc / rbe有载：输入信号电压：ui= ib rbe输出信号电压：uo=ic（RcRL）=ibRL =电压放大倍数：Au= uo / ui=ibRL/ ibrbe=RL/ rbe放大器的增益放大倍数的另一种表示形式，单位为：分贝（dB）电压增益：Gu=20 lg Au（dB）电流增益：Gi=20 lg Ai（dB）功率增益：Gp=10 lg Ap（dB）例如：某交流放大器输入电压是10mV，输入电流是0.2mA，输出电压为10V，输出电流为20mA，可知，电压放大倍数：Au= uo / ui=10/0.01=1000电流放大倍数：Ai= io / ii=20/0.2=100功率放大倍数：Ap=Au Ai=1000100=100000则：电压增益：Gu=20 lg Au=20lg1000=60（dB）电流增益：Gi=20 lg Ai=20lg100=40（dB）功率增益：Gp=10 lg Ap=10lg100000=50（dB）注意：增益的计算结果出现负值，表明信号不是被放大，而是衰减了。 小结：该放大器ri越大越好，ro越小越好，有空载和负载两种Au。也可用增益表示，若增益出现“”号，表示信号被衰减。作业1)、P59. 8、2)、复习动态分析方法江苏省苏州高级技术学校教案首页授课日期班 级课题： 2-2放大器的分析方法(3) 教学目的、要求：学生能在输出特性曲线上对电路进行直流分析， 掌握Q点的图解求法。 教学重点、难点：学生掌握图解分析方法及分析思路；重点在正确作出直流负载 线，图解法求Q点，通过本小节学习，对图解法分析进行归 纳，掌握此类电路图解法的一般方法。 授课方法： 课堂讲授 教学参考及教具（含电教设备）： 投影仪 授课执行情况及分析：该法求Q点，直观简便，学生掌握情况良好。 板书设计或授课提纲：l 复习提问l 新课导入2-2放大器的分析方法(3)二、图解法1.直流负载线估算法求出IBQ输出特性曲线作直流负载线图解法求Q点l 小结l 作业苏州市高级技术学校授课教案注解教学内容用估算法关键点（0,VCC/RC）（UCC，0）直读不计算图解法求Q复习提问：1、放大器直流通道的画法2、公式法求Q点3、 放大器交流通道的画法4、 ri、ro、Au、G的估算方法新课导入二、图解法1.直流负载线求出基极电流IBQ（如40A）。根据IBQ在输出特性曲线中找到对应的曲线。作直流负载线。根据集电极电流IC与集、射间电压UCE的关系式UCE=VCCICRC可画出一条直线，该直线在纵轴上的截距为VCC/RC，在横轴上的截距为UCC，其斜率为1/ RC ，只与集电极负载电阻RC有关，称为直流负载线。求静态工作点Q，并确定UCEQ、ICQ的值。图解法求Q见下页由UCE=VCCICRC所决定的直流负载线两者的交点Q就是静态工作点过Q点作垂直线，在横轴上的截距即为UCEQ过Q点作水平线，在纵轴上的截距即为 ICQ 小结：先公式法求出IBQ，在输出特性曲线上找（0，VCC/RC）、（UCC，0）两点，作出直流负载线，交IBQ于Q点（直读）。作业1)