第五章技校汽修班电工电子教案

教学设计首页教案序号：NO.1系部电气工程系授课教师付胜利教研室教研一室授课学时2审批人及时间授课班级02-3汽修班1班时间课题名称5-1晶体三极管（1）教学目的与要求知识目标：①、了解三极管的概念、分类、符号。②、掌握晶体三极管的结构及类型的判断。③、三极管的主要参数。④、掌握晶体三极管的电流放大作用。能力目标：①培养学生分析问题及解决问题的能力。②培养学生的实际动手操作能力。③激发学生创新精神和创造思维，以达到知识探索、能力培养、素质提高的目的德育目标：①激发学生学习这门课程的兴趣及热情,学以致用。②培养学生事实求是的科学态度和一丝不苟的严谨作为和主动探索的精神教学重点三极管的结构及类型判断三极管电流的放大条件。教学难点晶体三极管的电流放大作用及内部载流子的运动。教学准备挂图视频教学方法讲授法组织教学：查出勤，强调课堂纪律。准备多媒体教学设备和资料。知识回顾1、PN结①提问：什么是PN结？答：把P型半导体和N型半导体制作在同一硅片或锗片上，所形成的交接面。②提问：PN结具有什么特性？答：单向导电性2、二极管③提问：二极管与PN结有什么联系？答：PN结用外壳材料封装起来，并加上电极引线就形成了二极管。P区接阳极，N区接阴极。④提问：二极管的导电性是否与PN结一样了？答：是新课导入如图所示是一个扩音器的示意图：其中如图所示：话筒是将声音信号转换为电信号，经放大电路放大后，变成大功率的电信号，推动扬声器，再将其还原为声音信号。放大电路又称放大器，是指能把微弱的电信号转换为较强的电信号的电子线路。放大器的核心元件（即放大元件）是半导体三极管。这节课我们就来学习三极管的基础知识。讲授新课一、晶体三极管的概念、分类、结构、符号及类型判断晶体管的概念在一块硅片或者锗片上根据不同的掺杂方式制造出三个掺杂区域，并形成两个PN结，就构成了晶体三极管。晶体三极管中有两种带有不同极性电荷的载流子参与导电，故也称之为双极性晶体管（BJT）。它主要的功能是电流放大和开关作用，配合其他元器件还可以构成振荡器晶体管分类三极管的种类很多。按功率分有：按半导体所用材料分有：硅管和锗管按三极管的导电极性分有：NPN型管和PNP型管按功率分有：小功率管，中功率管和大功率管；按频率分有：低频管和高频管；按用途分有：放大管和开关管；按三极管的封装材料分有:金属封装和玻璃封装等晶体管结构在一块极薄的硅或锗材料的半导体基片上，经过特殊的工艺加工，制造出两个PN结，这两块PN结将整个半导体基片分为3个区域：集电区，基区和发射区。其中：基区相对很薄，集电区面积很大，发射区载流子的掺杂浓度很高。对应着三个区分别引出三个电极；即：基极，集电极和发射极。分别用英文字母B,C和E来表示。三极管是由两个PN结组成的。我们把基极和发射极之间的PN结称作发射结，基极和集电极之间的PN结称作集电结。3、三极管的类型符号由于半导体材料的不同，按照两个PN结的组合方式的不同，可以将三极管分为PNP和NPN两大类。其符号如图所示：4、三极管的分类三极管的种类很多。按功率分有：按半导体所用材料分有：硅管和锗管按三极管的导电极性分有：NPN型管和PNP型管按功率分有：小功率管，中功率管和大功率管；按频率分有：低频管和高频管；按用途分有：放大管和开关管；按三极管的封装材料分有:金属封装和玻璃封装等二、晶体三极管的主要参数1.电流放大系数β电流放大系数的大小反映了三极管放大能力的能力。β为集电极电流变化量与基极电流变化量之比。集电极电流变化量ΔIC和基极电流变化量ΔIB的比值，叫做三极管交流放大系数,用β表示,即β=ΔIC/ΔIB2.极间反向电流(1)ICBO为发射极开路时，集电极—基极间的反向电流，称为集电极反向饱和电流。(2)ICEO为基极开路时，集电极—发射极间的反向电流，称为集电极穿透电流。穿透电流是指晶体管基极开路时，集电极到发射极间的反向截止电流。符号为Iceo，称作三极管的穿透电流.晶体三极管的穿透电流的大小随温度的升高而升高.通过测试Iceo的大小，就可以判断出三极管质量好坏。Iceo大的管子电流损耗大，温度易升高，工作不稳定。Iceo越小越好。在常温下，小功率硅管在几微安以下。由于少数载流子受外界温度影响，温度升高穿透电流迅速增大，晶体管的稳定性越差，噪声系数及功耗也越大。当制作高稳定电路时，必须选用穿透电流小的晶体管。穿透电流是不可控制的电流，它增加了功率损耗，在温度变化时它也变化，这个变化的电流送到负载就产生了随温度变化的噪声。穿透电流也叫集电极-发射极间反向饱和电流Iceo,表示基极开路，集电极-发射极间加上一定反向电压时的集电极电流。由于这个电流穿过基区流至发射区，所以又叫穿透电流。3、集电极最大允许电流4、击穿电压反向击穿电压。U(BR)CEO指基极开路时，集电极—发射极间的反向击穿电压。U(BR)CEO<U(BR)CBO。U(BR)EBO指集电极开路时，发射极—基极间的反向击穿电压。普通晶体管该电压值比较小，只有几伏。5集电极最大允许耗散功率请同学在视频中找到最大集电极功耗线。说明其意义。课堂小结本节课作为电子元器件晶体三极管理论基础课。分别从晶体三极管的结构，符号和分类等三个方面进行了学习。通过动画演示让学生们更直观的了解了三极管的组成结构特点；然后通过让学生们传着看电子元器件三极管的实物，使学生们对本课的学习更有收获。知识拓展三极管的命名方法：我国生产的晶体管有一套命名规则，其型号命名由五部分组成。其中：第一部分用数字来表示半导体器件的电极的数目；第二部分用字母来表示器件的材料和结构及极性；A：PNP型锗材料B：NPN型锗材料C：PNP型硅材料D：NPN型硅材料第三部分用字母来表示功能或类别：U：光电管K：开关管X：低频小功率管G：高频小功率管D：低频大功率管A：高频大功率管。另外，3DJ型为场效应管，BT打头的表示半导体特殊元件。第四部分用数字来表示器件的序号；第五部分用字母来表示代号。5.作业布置1.画出三极管的符号2.说出三极管的内部结构特点习题册5.16.课后反思各区参杂浓度、多数载流子的不同要讲清。发射区是发射电子的，集电极要收集电子，指NPN管子。那几个参数要讲清。教学设计首页系部电气工程系授课教师付胜利教研室教研一室授课学时2审批人及时间授课班级12-3汽修1班授课时间课题名称5-1晶体三极管（2）教学目的与要求知识目标：1、掌握三极管的电流放大作用；2、掌握三极管的特性曲线，并能判断三极管的工作状态。能力目标：培养学生实践操作能力和逻辑分析能力；德育目标：培养学生参与、合作意识，激发学生兴趣。教学重点三极管的特性分析教学难点三极管的特性分析教学准备挂图视频教学方法启发式讲解提问、分组讨论学生总结课堂训练教案序号：NO.2组织教学：查出勤，强调课堂纪律。准备多媒体教学设备和资料。知识回顾：三极管的结构、符号和分类三级管主要参数导入新课：如何使三极管处于放大状态呢？三极管放大的条件三极管实现放大作用的外部条件是发射结正向偏置,集电结反向偏置。:2.电流分配与放大(1)三极管各极之间的电流分配关系IE=IC+IB且IE≈IC(2)三极管直流电流放大系数基极电流IB增大时,集电极电流IC也随之增大。将IC与IB的比值叫做三极管的直流电流放大系数，用β示，IC=βIB它体现了三极管的电流放大能力。(3)三极管交流放大系数当IB有微小变化时，IC即有较大的变化。例如，当IB由10μA变到20μA时，集电极电流IC则由1.04m变为2.03mA。这时基极电流IB的变化量为ΔIB=0.02-0.01=0.01mA而集电极电流的变化量为:ΔIC=2.03-1.04=0.99mA这种用基极电流的微小变化来使集电极电流作较大变化的控制作用，就叫做三极管的电流放大作用。我们把集电极电流变化量ΔIC和基极电流变化量ΔIB的比值，叫做三极管交流放大系数,用β表示,即β=ΔIC/ΔIB三极管的输入特性与输出特性1.输入特性曲线三极管的输入特性曲线表示iB与uBE的关系,如图当uCE＝０时从输入端看进去,相当于两个ＰＮ结并联且正向偏置,此时的特性曲线类似于二极管的正向伏安特性曲线。2)当uCE≥1Ｖ时从图中可见,uCE≥１Ｖ的曲线比uCE＝０V时的曲线稍向右移。2.输出特性曲线输出特性曲线如图示,该曲线是指当iB一定时,输出回路中的iC与uCE之间的关系曲线。固定一个iB值，可得到一条输出特性曲线，改变iB值，可得到一族输出特性曲线。在输出特性曲线上可划分三个区：放大区、截止区、饱和区。(1)、截止区：三极管工作在截止状态，当发射结电压Ube小于0.6—0.7V的导通电压，发射结没有导通集电结处于反向偏置，没有放大作用。(2)、放大区：三极管的发射极加正向电压，集电极加反向电压导通后，Ib控制Ic，Ic与Ib近似于线性关系，在基极加上一个小信号电流，引起集电极大的信号电流输出。(3)、饱和区：当三极管的集电结电流IC增大到一定程度时，再增大Ib，Ic也不会增大，超出了放大区，进入了饱和区。饱和时，Ic最大，集电极和发射之间的内阻最小，电压Uce只有0.1V~0.3V，Uce<Ube，发射结和集电结均处于正向电压。三极管没有放大作用，集电极和发射极相当于短路，常

与截止配合于开关电路。（1）放大区：当uCE>1V以后，三极管的iC与iB成正比而与uCE关系不大。所以输出特性曲线几乎与横轴平行，当iB一定时，iC的值基本不随uCE变化，具有恒流特性。这个区域的工作特点是发射结正向偏置，集电结反向偏置，iC≈βiB。在这一区域的三极管具有放大作用，故称为放大区。2）截止区：当iB=0时，iC=ICEO，穿透电流ＩCEO很小，输出特性曲线是一条几乎与横轴重合的直线。3）饱和区：当uCE<uBE时，iC与iB不成比例，iC随uCE的增大而迅速上升，这一区域称为饱和区，uCE=uBE称为临界饱和。放大电路中三极管的三种连接方法(a)共发射极电路;(b)共集电极电路;(c)共基极电路五、用数字万用表测量三极管（1）用数字万用表的二极管档位测量三极管的类型和基极b判断时可将三极管看成是一个背靠背的PN结。按照判断二极管的方法，可以判断出其中一极为公共正极或公共负极，此极即为基极b。对NPN型管，基极是公共正极；对PNP型管则是公共负极。因此，判断出基极是公共正极还是公共负极，即可知道被测三极管是NPN或PNP型三极管。（2）发射极e和集电极c的判断利用万用表测量β（HFE）值的档位，判断发射极e和集电极c。将档位旋至MFE基极插入所对应类型的孔中，把其于管脚分别插入c、e孔观察数据，再将c、e孔中的管脚对调再看数据，数值大的说明管脚插对了。（3）判别三极管的好坏测试时用万用表测二极管的档位分别测试三极管发射结、集电结的正、反偏是否正常，正常的三极管是好的，否则三极管已损坏。如果在测量中找不到公共b极、该三极管也为坏管子。------检查三极管的两个PN结。我们以PNP管为例来说明，一只PNP型的三极管的结构相当于两只二极管，负极靠负极接在一起。我们首先用万用表R×100或R×1K挡测一下e与b之间和e与c之间的正反向电阻。当红表笔接b时，用黑表笔分别接e和c应出现两次阻值小的情况。然后把接b的红表笔换成黑表笔，再用红表笔分别接e和c，将出现两次阻值大的情况。被测三极管符合上述情况，说明这只三极管是好的。------检查三极管的穿透电流：我们把三极管c、e之间的反向电阻叫测穿透电流。用万用表红表笔接PNP三极管的集电极c,黑表笔接发射极e，看表的指示数值，这个阻值一般应大于几千欧，越大越好越小说明这只三极管稳定性越差。------测量三极管的放大性能：分别用表笔接三极管的c和e看一下万用表的指示数值，然后再c与b间连接一只50--100K的电阻看指针向右摆动的多少，摆动越大说明这只管子的放大倍数越高。外接电阻也可以用人体电阻代替，即用手捏住b和c.课堂小结：从三极管特性曲线同学们可以看出些什么？作业布置：习题册5-1课后反思：三个区的外部条件要讲清。教学设计首页教案序号：NO。3系部电气工程系授课教师付胜利教研室教研一室授课学时2审批人及时间授课班级12-3汽修1班授课时间课题名称5-2场效应管教学目的与要求知识目标：1、了解场效应管的特点作及分类；2、掌握结型场效应管的结构和工作原理；能力目标：培养学生实践操作能力和逻辑分析能力；德育目标：培养学生参与、合作意识，激发学生兴趣。教学重点结型场效应管的结构和工作原理教学难点结型场效应管的结构和工作原理教学准备挂图视频教学方法启发式讲解提问、分组讨论学生总结课堂训练组织教学：查出勤，强调课堂纪律。准备多媒体教学设备和资料。知识回顾;掌握三极管的电流放大作用；三极管的特性曲线，导入新课：通过对前面已经学习过的三极管知识复习，引导学生从主要参数中认识到三极管不稳定的主要原因是存在反向电流ICBO和ICEO，而且这个电流又与温度有关，因此形成电流—温度相互促进增大的恶性循环，导致电路不能正常工作的恶果。这点在后面要学习的零点漂移现象就是一例。在老式的质量较差的电视机和收音机，有时工作时间长了就会出现跑台、没有声音、图象不稳等，有人为了看电视不得不将电视机旁加一个电扇。这一切都是三极管反向电流的祸。为了克服这个缺点我们就要学习另一种放大管——场效应管。（导入过程`5分钟）讲解新课一、什么是场效应管？（10分钟）1、场效应管的特点：三极管是以输入电流来控制输出电流，而场效应管则是以输入电压来控制输出电流。属于电压控制型器件。由于它的输入电阻高，无反向电流，因此具有噪声低、热稳定性好等优点。（它的优点可以由学生来说，老师只作讲解）2、场效应管的分类：3、场效应管的符号：注意：N沟道与P沟道场效应管符号的区别，符号中箭头的指向与前面所学过的二极管、三极管一样是由P区指向N区。在N沟道场效应管中，S是N型半导体，于是G是P型半导体，在符号中箭头就由G指向S。反之，在P沟道场效应管中，S是P型半导体，G是N型半导体，在符号中箭头指向就是由S指向G。二．结场效应管的结构和工作原理（15分钟）先以N沟道结场效应管为例说明其结构和工作原理。1、结构：注意讲清楚两个PN结、三个电极。在N型半导体两侧各扩散两个P型区，形成两个PN结。在N型半导体两端引出漏极D、源极S；两个P区联在一起作为栅极G；三个电极，漏极D、源极S、栅极G；2、工作原理：（1）正常情况下，G极空置，将D、S极加上正电压UDS，电路中就会有电流ID，因为N型半导体就是导体，是可以导电。我们称这条导电区域为导电沟道。问：这个电流的大小与什么因素有关？（只与电压UDS大小有关，如果UDS不变则电流ID也不会改变）（2）问：如何控制电流ID呢？我们在栅、源之间接负电压VGS。于是两个PN结都处于反向偏置状态。（3）问：如果改变负电压VGS会产生什么结果？（会改变PN结上的负电压，也就会改变PN结的宽度）负电压VGS越高，则PN结越宽。问：PN结变宽会导致什么结果？PN结越宽，则沟道越窄，沟道电阻变大，电流ID就越小。反之，则PN结越窄，沟道越宽，沟道电阻变小，电流ID就越大。（可以用公路来比喻，路两边的停的车越多则能通的路就越窄。）于是，通过改变电压VGS，就可以控制输出电流ID。板书：改变负电压VGS→PN结的宽度→沟道宽度→沟道电阻→电流ID3、P沟道结场效应管其结构和工作原理。问：如果是P沟道结场效应管其结构和工作原理有什么不同？（由学生回答）结构上，半导体类型都相反；工作原理上，VGS为正电压（为什么？）在控制过程上，基本相同。即正电压VGS越高，则PN结越宽，则沟道越窄，沟道电阻变大，电流ID就越小。课堂练习：（10分钟）下列说法是否正确？说明理由。1、场效应管属于电流控制元件。2、场效应管有三个电极分别叫漏极D、源极S、栅极G；也有两个PN结分别叫漏结和源结。3、场效应管按结构可以分为增强型和耗尽型两大类。4、场效应管正常工作时应该在栅、源之间接正电压VGS。5、负电压VGS越高则沟道电阻就越小，电流ID就越大6、电压VGS越高则沟道电阻就越大，电流ID就越小课堂小结：场效应管的特点：1、场效应管是用输入电压控制输出电流的，属于电压控制器件。三极管属于电流控制器件。2、场效应管工作时输入端G、S端的PN结处于反偏，因此输入电阻极高，这对于放大微弱信号非常有利。而三极管工作时输入端B、E端的PN结处于正偏，因此输入电阻很低。3、场效应管工作时只有扩散电流，没有漂移电流，因此它又叫单极型晶体管。而三极管不仅有扩散电流（发射结电流），还有漂移电流（集电结电流），因此它叫双极型晶体管。作业布置：习题册5-2课后反思;组织教学：查出勤，强调课堂纪律。准备多媒体教学设备和资料。知识回顾;场效应管结构和工作原理讲解新课放大器概述放大器：把微弱的电信号放大为较强电信号的电路。基本特征是功率放大。扩音机是一种常见的放大器，如图3.1.1所示。声音先经过话筒转换成随声音强弱变化的电信号；再送入电压放大器和功率放大器进行放大；最后通过扬声器把放大的电信号还原成比原来响亮得多的声音。图3.1.1扩音机框图图3.1.2放大器的框图图3.2.1图3.2.1单管共发射极放大电路电路的说明一、电路的组成和电路图的画法1．电路组成单管共发射极放大电路如图3.2.1(a)所示。2．元件作用GB——基极电源。通过偏置电阻Rb，保证发射结正偏。GC——集电极电源。通过集电极电阻RC，保证集电结反偏。Rb——偏置电阻。保证由基极电源GB向基极提供一个合适的基极电流。RC——集电极电阻。将三极管集电极电流的变化转换为集电极电压的变化。C1、C2——耦合电容。防止信号源以及负载对放大器直流状态的影响；同时保证交流信号顺利地传输。即“隔直通交”。实际电路通常采用单电源供电，如图3.2.1(b)所示。3．电路图的画法如图3.2.3所示。“⊥”表示接地点，实际使用时，通常与设备的机壳相连。RL为负载，如扬声器等。二、放大电路的三种连接方式共发射极、共基极、共集电极。三极管在构成放大器时，有三种基本连接方式：1．共发射极电路（CE）：把三极管的发射极作为公共端子。2．共基极电路（CB）：把三极管的基极作为公共端子。3．共集电极电路（CC）：把三极管的集电极作为公共端子。图3.2.2单电源供电放大器的习惯画法图3.2.3C1、三、放大器外部指标特性1.输入电阻与输出电阻输入电阻等于输入电压与输入电流的比值，Ri=vi/ii,同理Ro=vo/io,输入电阻Ri的大小决定了放大电路从信号源吸取信号幅值的大小，输出电阻的大小决定了它放大电路输出量随负载变化的程度。输出量与负载大小的关联程度弱指带负载能力强。输出电压的Ro越小，负载RL变化对vo影响越小。电压放大电路：输入信号为电压，输出信号也为电压。Ri越大，输入端vi越大，信号衰减越小；Ro越小，带负载能力越强。所以理想的电压放大电路Ri→∞，Ro→0.电流放大电路：输入信号为电流，输出信号也为电流。Ri越小，输入端ii越大，信号衰减越小；Ro越大，带负载能力越强。所以理想的电压放大电路Ri→0，Ro→∞.互阻放大电路：输入信号为电流，输出信号为电压。为使输入信号衰减最小，且带负载能力强，Ri→0，Ro→0.互导放大电路：输入信号为电压，输出信号为电流。为使输入信号衰减最小，且带负载能力强，Ri→∞，Ro→∞.2.增益四种放大电路分别有不同增益，电压增益Av=vo/vi,电流增益Ai=io/ii,互阻增益Ar=vo/ii，互导增益Ag=io/vi。Ar，Ag有量纲，Av，Ai无量纲。平时用以10为底的对数增益表达，基本单位为（B，dB）电压增益=20lg|Av|dB，电流增益=20lg|Ai|dB绝对值大于1为放大，小于1为衰减。功率增益=10lgApdB放大器的增益是恒定的，频率可变，增益是频率的函数。3.频率响应放大电路的频率响应所指的是，在输入正弦信号情况下，输出随输入信号频率连续变化的稳态响应。Av（jω）=Av（ω）∠φ（ω）幅值相角平时输入阻抗说成输入电阻的原因为频率较低。为使信号源损失减小，耦合电容的选取要带宽，低频，容抗大。4.效率=Po/Pi5.电压放大器适合Rs较小，RL较大场合；电流放大器适合Rs较大，RL较小场合；互阻放大器适合Rs较大，RL较大场合；互导放大器适合Rs较小，RL较小场合。四、放大器静态工作点的设置放大器的静态工作点是否合适，对放大器的工作状态影响非常大。若把图3.2.4中的Rb除掉，电路如图3.2.5所示，则IBQ0，当输入端加正弦信号电压vi时，在信号正半周，发射结正偏而导通，输入电流ib随vi变化。在信号负半周，发射结反偏而截止，输入电流ib等于零。即波形产生了失真。图3.2.5除去Rb时放大器工作不正常图3.2.6基极电流的合成如果阻值适当，则IBQ不为零且有合适的数值。当输入端有交流信号vi通过C1加到晶体管的发射结时，基极电流在直流电流IBQ的基础上随vi变化，即交流叠加在直流上，如图3.2.6所示。如果的值大于的幅值，那么基极的总电流IBQib始终是单方向的电流，即它只有大小的变化，没有正负极性的变化，这样就不会使发射结反偏而截止，从而避免了输入电流ib的波形失真。静态：无信号输入(vi0)时电路的工作状态。静态工作点Q如图3.2.4所示，静态时晶体管直流电压VBE、VCE和对应的IB、IC值。分别记作VBEQ、IBQ、VCEQ和ICQ。(3.2.1)(3.2.2)(3.2.3)VBEQ：硅管一般为0.7V，锗管为0.3V。[例3.2.1]在图3.2.4所示单级放大器中，设，60。求放大器的静态工作点。解从电路可知，晶体管是NPN型，按照约定视为硅管，则VBEQ0.7V，则课堂小结:放大器的组成和性能指标，静态工作点作用及计算作业布置：习题册5-3课后反思：教学设计首页教案序号：NO.5系部电气工程系授课教师付胜利教研室教研一室授课学时2审批人及时间授课班级02-3汽修班1班时间课题名称5-3低频电压放大器（2）教学目的与要求知识目标：1、掌握放大电路的分析方法。2、掌握放大器静态工作点的计算和稳定方法。能力目标：放大器静态工作点稳定。德育目标：激发学生学习这门课程的兴趣及热情,学以致用。教学重点1、放大电路的组成和连接方式。2、放大器的主要性能指标。3、放大器静态工作点的设置。。教学难点放大器静态工作点的设置教学准备挂图视频教学方法讲授法组织教学：查出勤，强调课堂纪律。准备多媒体教学设备和资料。知识回顾：1、放大电路的组成和连接方式。2、放大器的主要性能指标。3、放大器静态工作点的设置。。导入新课:静态工作点如何计算呢？放大器分析方法有哪些呢？新课讲解：1．静态工作点Q如图3.2.4所示，静态时晶体管直流电压VBE、VCE和对应的IB、IC值。分别记作VBEQ、IBQ、VCEQ和ICQ。(3.2.1)(3.2.2)(3.2.3)VBEQ：硅管一般为0.7V，锗管为0.3V。[例3.2.1]在图3.2.4所示单级放大器中，设，60。求放大器的静态工作点。解从电路可知，晶体管是NPN型，按照约定视为硅管，则VBEQ0.7V，则2．静态工作点对放大器工作状态的影响放大器的静态工作点是否合适，对放大器的工作状态影响非常大。若把图3.2.4中的Rb除掉，电路如图3.2.5所示，则IBQ0，当输入端加正弦信号电压vi时，在信号正半周，发射结正偏而导通，输入电流ib随vi变化。在信号负半周，发射结反偏而截止，输入电流ib等于零。即波形产生了失真。图3.2.5除去Rb时放大器工作不正常图3.2.6基极电流的合成如果阻值适当，则IBQ不为零且有合适的数值。当输入端有交流信号vi通过C1加到晶体管的发射结时，基极电流在直流电流IBQ的基础上随vi变化，即交流叠加在直流上，如图3.2.6所示。如果的值大于的幅值，那么基极的总电流IBQib始终是单方向的电流，即它只有大小的变化，没有正负极性的变化，这样就不会使发射结反偏而截止，从而避免了输入电流ib的波形失真。授:图解法：利用晶体管特性曲线，通过作图分析放大器性能。一、用图解法分析静态工作点1．直流负载线电路如图3.3.1(a)所示，直流通路如图3.3.1(b)所示。由直流通路得和关系的方程为(3.3.1)根据式3.3.1在图3.3.2晶体管输出特性曲线族上作直线，斜率是。由于是直流负载电阻，所以直线称为直流负载线。2．静态工作点的图解分析如图3.3.2所示，若给定，则曲线与直线的交点，即为静态工作点。过点分别作横轴和纵轴的垂线得对应的、。由于晶体管输出特性是一组曲线，所以，对应不同的，静态工作点的位置也不同，所对应的、也不同。图3.3.1放大器的输出回路图3.3.2静态工作点的图解分析二、用图解法分析输出端带负载时的放大倍数1．交流负载线电路如图3.3.3(a)，交流通路如图3.3.3(b)所示。可见，交流负载电阻为(3.3.2)在图3.3.4上过Q点，作斜率为的直线，得交流负载线。图3.3.3放大器交流负载电阻示意图图3.3.4放大倍数的图解分析2．图解分析如图3.3.4所示，根据的变化范围和，得到工作点的变化范围、，可得输出电压的动态范围，所以输出电压的幅值；若输入信号的幅值为，则放大器的电压放大倍数(3.3.3)三、静态工作点与波形失真的图解如图3.3.5所示。1．饱和失真如果静态工作点接近于，在输入信号的正半周，管子将进入饱和区，输出电压vce波形负半周被部分削除，产生“饱和失真”。2．截止失真如果静态工作点接近于，在输入信号的负半周，管子将进入截止区，输出电压vce波形正半周被部分削除，产生“截止失真”。3．非线性失真非线性失真是由于管子工作状态进入非线性的饱和区和截止区而产生的。从图3.3.5可见，为了获得幅度大而不失真的交流输出信号，放大器的静态工作点应设置在负载线的中点Q处。3.3.2估算法估算法：应用数学方程式通过近似计算来分析放大器的性能。一、估算静态工作点电路如图3.3.6所示。图3.3.5静态工作点引起的非线性失真图3.3.6估算静态工作点由放大器的直流通路得出估算静态工作点的公式：[例3.3.1]图3.3.6的放大器，设，若晶体管电流放大系数35，试估算静态工作点。图3.3.7图3.3.7晶体管的输入电阻二、估算输入电阻、输出电阻和放大倍数1．晶体管输入电阻rbe的估算公式如图3.3.7所示，晶体管基极和发射极之间交流电压vi与相应交流电流ib之比，称为晶体管的输入电阻图3.3.8交流通路(图3.3.8交流通路估算公式为(3.3.5)rbb是晶体管基区电阻，在小电流(IEQ约几毫安)情况下，低频小功率管约为300，因此，在低频小信号时(3.3.6)从式可见，rbe与静态电流IEQ有关，静态工作点不同，rbe取值也不同。常用小功率管的rbe约为1k左右。2．放大器的输入电阻ri和输出电阻ro(1)输入电阻ri图3.3.6放大器的交流通路如图3.3.8所示。从放大器输入端看进去的交流等效电阻称为输入电阻(3.3.7)从图中可以看出(3.3.8)一般，所以(3.3.9)ri表示放大器从信号源吸取信号幅度的大小。ri越大，信号源内阻损耗越小，放大器得到的有效输入信号越大。结论：单级放大器的输入电阻ri近似等于晶体管的输入电阻rbe。(2)输出电阻ro如图3.3.8所示。输出电阻ro：从放大器输出端(不包括外接负载电阻)看进去的交流等效电阻。因晶体管输出端在放大区呈现近似恒流特性，其动态电阻很大，所以输出电阻近似等于集电极电阻。即(3.3.10)上式中ro表示放大器带负载的能力。输出电阻越小，输出信号时，自身损耗越小，带负载的能力越强。3．估算放大倍数的公式放大器输出端外接负载电阻时，等效负载电阻，，故，即(3.3.11)[例3.3.2]在图3.3.6单级放大器中，Rc3k，设静态电流IE2.1mA，晶体管35。求输出端带负载电阻RL3k时，电压放大倍数。解课堂小结：静态工作点计算和图解法。布置作业：习题册5-3课后反思：教学设计首页教案序号：NO.6系部电气工程系授课教师付胜利教研室教研一室授课学时2审批人及时间授课班级02-3汽修班1班时间课题名称5-4多级放大器教学目的与要求知识目标：掌握多级放大器的基本原理能力目标：多级放大电路多级放大电路的耦合方式德育目标：培养学生刻苦专研的精神教学重点多级放大电路多级放大电路的阻容耦合方式教学