2024年度三極管基本認(rèn)識(教案)

三極管基本認(rèn)識(教案)2024/3/231CATALOGUE目錄課程介紹與目標(biāo)三極管基本概念與原理三極管類型與特點(diǎn)三極管基本電路分析三極管應(yīng)用實(shí)例分析實(shí)驗(yàn)操作與技能培養(yǎng)課程總結(jié)與拓展延伸2024/3/232CHAPTER課程介紹與目標(biāo)012024/3/233電子技術(shù)發(fā)展迅速，三極管作為電子器件的基礎(chǔ)元件，廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備中。掌握三極管的基本知識對于電子專業(yè)的學(xué)生來說具有重要意義，有助于后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和實(shí)踐。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以了解三極管的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、特性參數(shù)及應(yīng)用電路，為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。課程背景及意義2024/3/234掌握三極管的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、特性參數(shù)及基本應(yīng)用電路。知識目標(biāo)能力目標(biāo)情感目標(biāo)能夠識別不同類型的三極管，了解其特性及應(yīng)用范圍；能夠分析簡單的三極管應(yīng)用電路。培養(yǎng)學(xué)生對電子技術(shù)的興趣和熱情，提高學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。030201教學(xué)目標(biāo)與要求2024/3/235《電子技術(shù)基礎(chǔ)》（模擬部分），高等教育出版社。教材《電子器件及其應(yīng)用》，電子工業(yè)出版社；《三極管原理與應(yīng)用》，人民郵電出版社。參考資料多媒體課件、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書、網(wǎng)絡(luò)資源等。輔助資源教材及參考資料2024/3/236CHAPTER三極管基本概念與原理022024/3/237三極管是一種半導(dǎo)體器件，具有三個(gè)電極，分別為基極（B）、集電極（C）和發(fā)射極（E），可實(shí)現(xiàn)電流的放大和控制。三極管定義三極管由兩個(gè)PN結(jié)組成，分為NPN型和PNP型兩種類型。NPN型三極管的基區(qū)是P型半導(dǎo)體，兩側(cè)是兩個(gè)N型半導(dǎo)體。PNP型三極管則相反。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)三極管定義及結(jié)構(gòu)2024/3/238三極管通過控制基極電流來控制集電極與發(fā)射極之間的電流。當(dāng)基極電流增大時(shí)，集電極電流也會相應(yīng)增大，實(shí)現(xiàn)了電流的放大。工作原理三極管的特性曲線包括輸入特性曲線和輸出特性曲線。輸入特性曲線表示基極電流與基極-發(fā)射極電壓之間的關(guān)系；輸出特性曲線表示集電極電流與集電極-發(fā)射極電壓之間的關(guān)系。特性曲線工作原理與特性曲線2024/3/239電流放大原理三極管的電流放大作用是通過控制基極電流來實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)基極電流發(fā)生變化時(shí)，集電極電流會按照一定比例進(jìn)行變化，從而實(shí)現(xiàn)電流的放大。主要參數(shù)三極管的主要參數(shù)包括電流放大系數(shù)（β）、輸入電阻（rbe）、輸出電阻（Rc）等。其中，電流放大系數(shù)表示集電極電流與基極電流的比值，是衡量三極管放大能力的重要指標(biāo)。電流放大原理及參數(shù)2024/3/2310CHAPTER三極管類型與特點(diǎn)032024/3/2311由三個(gè)半導(dǎo)體組成，包括兩個(gè)N型和一個(gè)P型半導(dǎo)體，中間是P型半導(dǎo)體，兩側(cè)是兩個(gè)N型半導(dǎo)體。NPN型三極管由三個(gè)半導(dǎo)體組成，包括兩個(gè)P型和一個(gè)N型半導(dǎo)體，中間是N型半導(dǎo)體，兩側(cè)是兩個(gè)P型半導(dǎo)體。PNP型三極管NPN和PNP型三極管都是利用半導(dǎo)體之間的PN結(jié)來控制電流的流動，從而實(shí)現(xiàn)放大、開關(guān)等功能。工作原理NPN和PNP型三極管2024/3/2312

硅管和鍺管特性比較硅管特性硅管具有較高的反向擊穿電壓、較小的正向壓降和較大的電流放大系數(shù)，因此適用于高頻、高壓、大電流等場合。鍺管特性鍺管的反向擊穿電壓較低、正向壓降較大，但具有較小的飽和壓降和較高的電流放大系數(shù)，因此適用于低頻、低壓、小信號等場合。應(yīng)用領(lǐng)域硅管主要用于計(jì)算機(jī)、通信、消費(fèi)類電子等領(lǐng)域，而鍺管則主要用于一些特殊應(yīng)用，如光電子器件、高溫電子器件等。2024/3/2313帶阻三極管在普通三極管的基極或發(fā)射極上加入一個(gè)電阻，使得該極的輸入阻抗降低，從而改善電路的頻率響應(yīng)和穩(wěn)定性。達(dá)林頓管由兩個(gè)或更多個(gè)三極管復(fù)合而成，具有更高的電流放大倍數(shù)和更低的輸入阻抗，適用于需要更高放大倍數(shù)的電路。光敏三極管在普通三極管的基極上加入一個(gè)光敏元件，使得該三極管具有光敏特性，可以應(yīng)用于光電轉(zhuǎn)換、光控開關(guān)等場合。特殊類型三極管簡介2024/3/2314CHAPTER三極管基本電路分析042024/3/2315電路組成工作原理放大倍數(shù)頻率特性共射極放大電路01020304三極管、輸入電阻、輸出電阻、電源等。輸入信號加在基極與發(fā)射極之間，輸出信號從集電極取出。與共射極電路相比，放大倍數(shù)較小。適用于低頻信號放大。2024/3/2316共基極放大電路三極管、輸入電阻、輸出電阻、電源等。輸入信號加在發(fā)射極與基極之間，輸出信號從集電極取出。與共射極電路相比，放大倍數(shù)較大。適用于高頻信號放大。電路組成工作原理放大倍數(shù)頻率特性2024/3/2317電路組成工作原理放大倍數(shù)頻率特性共集電極放大電路三極管、輸入電阻、輸出電阻、電源等。與共射極電路相比，放大倍數(shù)最小。輸入信號加在基極與集電極之間，輸出信號從發(fā)射極取出。適用于寬頻帶信號放大。2024/3/2318CHAPTER三極管應(yīng)用實(shí)例分析052024/3/2319123三極管可以作為放大電路的核心元件，通過控制基極電流實(shí)現(xiàn)對集電極電流的放大，從而實(shí)現(xiàn)對輸入信號的放大。放大電路三極管可以構(gòu)成振蕩電路，通過正反饋機(jī)制產(chǎn)生自激振蕩，輸出特定頻率的交流信號。振蕩電路在通信系統(tǒng)中，三極管可以用于調(diào)制與解調(diào)電路，將低頻信號調(diào)制到高頻載波上，或者從已調(diào)信號中解調(diào)出原始信號。調(diào)制與解調(diào)電路在模擬電路中應(yīng)用2024/3/232003計(jì)數(shù)器/定時(shí)器三極管可以構(gòu)成計(jì)數(shù)器或定時(shí)器電路，用于實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號的計(jì)數(shù)或定時(shí)功能。01門電路三極管可以構(gòu)成基本的門電路，如與門、或門、非門等，實(shí)現(xiàn)基本的邏輯運(yùn)算功能。02觸發(fā)器三極管可以作為觸發(fā)器的基本元件，通過控制基極電流實(shí)現(xiàn)觸發(fā)器的置位、復(fù)位等操作。在數(shù)字電路中應(yīng)用2024/3/2321三極管可以作為開關(guān)電源中的開關(guān)管，通過控制基極電流實(shí)現(xiàn)開關(guān)管的導(dǎo)通與截止，從而控制輸出電壓的大小。開關(guān)管在開關(guān)電源中，三極管可以用于過流保護(hù)電路，當(dāng)負(fù)載電流過大時(shí)，通過控制三極管的導(dǎo)通狀態(tài)切斷輸出，保護(hù)電源和負(fù)載不受損壞。過流保護(hù)三極管可以用于高壓整流電路，將交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓，同時(shí)承受較高的反向電壓。高壓整流在開關(guān)電源中應(yīng)用2024/3/2322CHAPTER實(shí)驗(yàn)操作與技能培養(yǎng)062024/3/2323實(shí)驗(yàn)器材：電源、電阻、電容、三極管、示波器、信號發(fā)生器等。1.按照電路圖連接電源、電阻、電容和三極管，構(gòu)成基本放大電路。3.調(diào)整輸入信號的幅度和頻率，觀察輸出信號的變化。實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩W(xué)習(xí)搭建基本的三極管放大電路，理解三極管的放大原理。實(shí)驗(yàn)步驟2.使用示波器觀察輸入信號和輸出信號的波形。010203040506搭建基本放大電路實(shí)驗(yàn)2024/3/2324測量和調(diào)整靜態(tài)工作點(diǎn)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩W(xué)習(xí)測量和調(diào)整三極管的靜態(tài)工作點(diǎn)，理解靜態(tài)工作點(diǎn)對放大電路性能的影響。實(shí)驗(yàn)器材：電源、電阻、電容、三極管、萬用表等。實(shí)驗(yàn)步驟2.調(diào)整電阻或電源電壓，改變靜態(tài)工作點(diǎn)的位置。3.觀察靜態(tài)工作點(diǎn)的變化對輸出信號波形的影響。1.在放大電路中測量三極管的基極電流、集電極電流和集射極電壓，計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)。2024/3/2325010405060302實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩W(xué)習(xí)觀察和分析三極管放大電路的輸入輸出波形，理解放大電路的失真現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)器材：電源、電阻、電容、三極管、示波器等。實(shí)驗(yàn)步驟1.使用示波器同時(shí)觀察輸入信號和輸出信號的波形。2.調(diào)整輸入信號的幅度和頻率，觀察輸出信號波形的變化。3.分析輸出信號波形失真的原因，如截止失真、飽和失真等。觀察輸入輸出波形實(shí)驗(yàn)2024/3/2326CHAPTER課程總結(jié)與拓展延伸072024/3/2327了解三極管的基本構(gòu)造，包括基極、發(fā)射極和集電極，以及NPN和PNP兩種類型的特性。三極管的構(gòu)造和類型三極管的工作原理三極管的伏安特性三極管的主要參數(shù)深入理解三極管的電流放大原理，包括截止、放大和飽和三種工作狀態(tài)。掌握三極管輸入、輸出特性曲線的含義和繪制方法，理解其非線性特性。熟悉三極管的主要參數(shù)如電流放大系數(shù)、極間反向電流、極限參數(shù)等的含義和重要性。關(guān)鍵知識點(diǎn)回