电子技术基础导学案晶体三极管及基本放大电路.docx

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电子技术基础导学案晶体三极管及基本放大电路

晶体三极管及基本放大电路

第1课时课题：

2.1晶体三极管（第一、二课时）

【学习目标】：

1、通过对各种不同的实际情况的分析、判断、探索，培养学生的计算应用能力。

2、了解晶体三极管的结构；

3、掌握晶体三极管的电流分配关系。

【重点难点】：

晶体三极管电流分配关系

【导学过程】：

1、预习新知：

（一）、知识链接

1、N型半导体是在本征半导体中摻入形成的，多，少。

2、P型半导体是在本征半导体中摻入形成的，多，少。

（二）、自主学习

1、结构与分类

（1）．外形

填写下列三极管的封装形式

（）（）（）（）

（2）、结构

二、课堂导学

（一）、引入

三极管的核心是两个互相联系的PN结，按两个PN结的组合方式不同，可分为（）型和（）型两类。

（二）、自主学习汇报

三极管内部有发射区、基区和集电区，引出电极分别为发射极e、基极b、集电极c。

发射区与基区之间的PN结称为发射结，集电区与基区之间的PN结称为集电结

（3）.分类

三极管的种类很多，通常按以下方法进行分类：

按半导体制造材料可分为：

（）管和（）管。

硅管受温度影响较小、工作稳定，因此在自动控制设备中常用硅管。

按三极管内部基本结构可分为：

（）型和（）（型两类。

目前我国制造的硅管多为NPN型（也有少量PNP型），锗管多为PNP型。

按工作频率可分为：

高频管和低频管。

工作频率高于3MHz为（）管，工作频率在3MHz以下为（）管。

按功率可分为：

（）管和（）管。

耗散功率小于1W为小功率管，耗散功率大于1W为大功率管。

按用途可分为：

（）三极管和（）三极管等。

（三）、教师点拨

2、三极管的电流放大作用

（1）．三极管放大条件

要使三极管能够正常放大信号，发射结应加正向电压，集电结应加反向电压。

NPN管偏置电路PNP管偏置电路

电源VCC通过偏置电阻Rb为发射结提供正向偏置，RC阻值小于Rb阻值，所以集电结处于反向偏置。

（2）．三极管的电流放大作用

三极管各电极电流关系的测量电路

三极管电流分配关系：

IE=IC+IB

三极管电流放大倍数：

β=ΔIC/ΔIB

当ΔIB有一微小变化，就能引起ΔIC较大的变化，这种现象称为三极管的电流放大作用。

在实际放大电路中，除了共发射极联接方式外，还有共集电极和共基极联接方式。

共发射极接法共基极接法共集电极接法

（四）、课堂练习

1、三极管具有两个PN结：

结，结；还有三个区，，，。

2、放大电路的基本性能是具有能力

3、三极管输出特性曲线可分为、和三个区域。

（五）课堂小结

1、三极管结构

2、电流分配与放大

【课后作业】：

【总结反思】：

课题：

2.1晶体三极管（第3、4课时）

【学习目标】：

1、掌握共射极输入和输出特性，理解其含义；

2、了解三极管主要参数的含义，了解器件手册的查阅方法

3、学会三极管的测试方法

【重点难点】：

三极管主要参数及测试方法

【导学过程】：

一、预习新知：

（一）、知识链接

1、三极管具有两个PN结：

结，结；还有三个区，，，。

2、三极管放大条件。

3、电流分配关系。

（二）、自主学习

1、三极管的特性曲线

（1）．输人特性曲线

输人特性曲线是反映三极管输人回路电压和电流关系的曲线，它是在输出电压VCE为定值时，iB与vBE对应关系的曲线。

当输入电压vBE较小时，基极电流iB很小，通常近似为零。

当vBE大于三极管的死区电压vth后，iC开始上升。

三极管正常导通时，硅管VBE约为0.7V，锗管约为0.3V，此时的VBE值称为三极管工作时的发射结正向压降。

（2）．输出特性曲线

输出特性曲线是反映三极管输出回路电压与电流关系的曲线，是指基极电流IB为某一定值时，集电极电流IC与集电极电压VCE对应关系的曲线。

截止区习惯把IB=0曲线以下的区域称为截止区，三极管处于截止状态，相当于三极管内部各极开路。

在截止区，三极管发射结反偏或零偏，集电结反偏。

放大区它是三极管发射结正偏、集电结反偏时的工作区域。

最主要特点是IC受IB控制，具有电流放大作用。

饱和区当VCE小于VBE时，三极管的发射结和集电结都处于正偏，此时IC已不再受IB控制。

此时管子的集电极—发射极间呈现低电阻，相当于开关闭合。

二、课堂导学

（一）、引入

三极管器件手册的使用

三极管的类型非常多，从晶体管手册可以查找到三极管的型号，主要用途、主要参数和器件外形等，这些技术资料是正确使用三极管的依据。

1．三极管型号

国产三极管的型号由五部分组成。

第一部分是数字“3”，表示三极管。

第二部分是用拼音字母表示管子的材料和极性。

A——PNP锗材料，B——NPN锗材料，

C——PNP硅材料，D——NPN硅材料。

第三部分是用拼音字母表示管子的类型。

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。

第四部分用数字表示器件的序号。

第五部分用拼音字母表示规格号。

（二）、自主学习汇报

三极管的主要参数

（1）直流参数反映三极管在直流状态下的特性。

直流电流放大系数hFE用于表征管子IC与IB的分配比例。

集—基反向饱和电流ICBO它是指三极管发射极开路时，流过集电结的反向漏电电流。

ICBO大的三极管工作的稳定性较差。

ICBO测量电路ICEO测量电路

集—射反向饱和电流ICEO它是指三极管的基极开路，集电极与发射极之间加上一定电压时的集电极电流。

ICEO是ICBO的（1+β）倍，所以它受温度影响不可忽视。

（2）交流参数是反映三极管交流特性的主要指标。

交流电流放大倍数hfe通常也写为ß，用于表征管子对交流信号的电流放大能力。

共发射极特征频率fT三极管的ß值下降到1时，所对应的信号频率称为共发射极特征频率，它是表征三极管高频特性的重要参数。

（3）极限参数三极管有使用极限值，如果超出范围则无法保证管子正常工作。

集电极最大允许电流ICM若三极管的工作电流超过ICM，其ß值将下降到正常值的2/3以下。

集电极最大允许耗散功率PCM它是三极管的最大允许平均功率。

集—射反向击穿电压V（BR）CEO它是基极开路时，加在集电极和发射极之间的最大允许电压。

若管子的VCE超过V（BR）CEO，会引起电击穿导致管子损坏。

（三）、教师点拨

（四）、课堂练习

1、三极管输出特性曲线可分为、和三个区域。

2、三极管的直流参数主要有、和，交流参数主要有、，极限参数主要有、和。

3、当NPN型硅管处在放大状态时，在三个电极中，极电位最高，极电位最低，基极与发射极电位之差一般为V。

（五）课堂小结

三极管特性曲线

主要性能参数

【课后作业】：

【总结反思】：

课题：

2.2三极管基本放大电路（第1、2课时）

【学习目标】：

1、掌握基本放大电路组成形式，熟悉各元件作用

2、熟悉放大电路中的电压，电流符号的标示规定

3、掌握静态工作点的基本概念，理解静态工作点的必要性

4、理解基本放大电路的放大过程

【重点难点】：

1、各元件作用

2、静态工作点的必要性

【导学过程】：

一、预习新知：

（一）、知识链接

要使三极管能够正常放大信号，发射结应加正向电压，集电结应加反向电压。

（二）、自主学习

一、基本放大电路的构成

1.电路元件作用

共发射极基本放大电路由三极管、电阻和电容所组成。

V—晶体三极管，起电流放大作用

+VCC—直流供电电源

Rb—基极偏置电阻

C1—输入耦合电容

C2—输出耦合电容共发射极基本放大电路

RC—集电极负载电阻

二、课堂导学

（一）、引入

放大电路的电压、电流符号规定

直流分量——用大写字母和大写下标表示，如IB、IC、IE、VBE、VCE。

交流信号——用小写字母和小写下标表示，如ib、ic、ie、vbe、vce。

交流和直流叠加信号——用小写字母和大写下标表示，如iB、iC、iE、vBE、vCE。

（二）、自主学习汇报

三种基本放大电路的比较

共集电极放大电路共基极放大电路

（1）共发射极放大电路的电压、电流、功率放大倍数都较大，所以应用在多级放大器的中间级。

（2）共集电极放大电路只有电流放大作用，无电压放大作用，它的输入电阻大，输出电阻小，常用作实现阻抗匹配或作为缓冲电路来使用，也可作为多级放大器的输入级和输出级。

（3）共基极放大电路主要是频率特性好，所以多用作高频放大器、高频振荡器及宽频带放大器。

（三）、教师点拨

放大电路的静态工作点

静态工作点对波形影响实验电路

三、放大原理

输入交流信号vi通过电容C1的耦合送到三极管的基极和发射极。

交流信号vi与直流偏压VBEQ叠加的vBE波形如图（b），基极电流iB产生相应的变化，波形如图（c）所示。

电流iB经放大后获得对应的集电极电流iC，如图（d）所示。

集—射极电压vCE波形与输出电流iC变化情况相反，如图（e）所示。

vCE经耦合电容C2隔离直流成分，输出的只是放大信号的交流成分vo，波形如图（f）所示。

未设置静态工作点情况设置静态工作点情况

放大电路的电压和电流波形

（四）、课堂练习

1、放大器的功能是，放大电路实质上是一种能量转换器，它将

电能转换为电能，输出给负载。

2、基本放大电路中的三极管其作用是，负载电阻RC的作用是

（1）、

（2）、。

3、三极管组成的三种基本放大电路是

（1），

（2），（3）

。

4、放大电路的静态工作点通常是指、、和三个直流量。

（五）课堂小结

固定偏置放大电路

放大器的静态工作点

放大工程

【课后作业】：

一、基础训练

二、拓展训练或推荐作业

【总结反思】：

课题：

2.3放大电路的分析方法（第1、2课时）

【学习目标】：

1、了解放大器的放大倍数、增益、输入电阻、输出电阻的定义

2、掌握放大器的直流通路及交流通路的画法要领；

3、熟悉用估算法分析放大电路的基本方法；

4、了解图解法分析放大电路的要领；

5、熟悉截止、饱和失真的波形，掌握消除失真的方法。

【重点难点】：

1、估算直流参数

2、估算交流参数

【导学过程】：

一、预习新知：

（一）、知识链接

1、放大电路的静态工作点通常是指、、和三个直流量

2、为什么要设置静态工作点？

（二）、自主学习

一、主要性能指标

1．放大倍数

电压放大倍数2.输入电阻和输出电阻

电压增益Gv=20lgAv（dB）输入电阻

电流放大倍数输出电阻

电流增益G=20lgAi（dB）

功率放大倍数功

功率增益Gp=10lgAp（dB）

二、课堂导学

（一）、引入

估算分析法

估算分析法是利用电路中已知参数，通过数学方程式近似计算来分析放大电路。

常用来估算小信号放大器的静态工作点和放大倍数、输入电阻、输出电阻等。

1．估算静态工作点

（1）画出直流通路电容对直流电相当于开路，因此画直流通路时把电容支路断开即可。

基本放大电路基本放大电路的直流通路

（2）根据直流通路得出以下计算公式

略去VBEQ的影响不计，即

根据三极管的电流放大特性可得

ICQ=βIBQ

输出回路直流通路可得出以下公