電子技術(shù)基礎(chǔ)與技能實(shí)訓(xùn)教案

眉山電子職業(yè)技術(shù)學(xué)校

《電子技術(shù)基礎(chǔ)與技能實(shí)訓(xùn)I》

教學(xué)設(shè)計(jì)

專業(yè)名稱：電子技術(shù)應(yīng)用課程

名稱：電子技術(shù)基礎(chǔ)與技能實(shí)訓(xùn)

任課教師：尹秋雁

日期:

眉山電子職業(yè)技術(shù)學(xué)校

目錄

第1章二極管與整流濾波電路...................................................1

1.1二極管.................................................................1

1.2整流電路...............................................................7

1.3濾波電路..............................................................10

第2章三極管及其基本放大電路................................................17

2.1三極管................................................................17

2.2固定偏置式共發(fā)射極方法電路...........................................21

4.4共集電極與共基極放大電路..............................................26

第3章常用放大器............................................................29

3.1多級放大器............................................................29

3.2集成運(yùn)算放大器........................................................32

3.3功率放大器...........................................................35

3.4調(diào)諧放大器...........................................................38

3.2支路電流法............................................................40

3.3戴維寧定理............................................................45

3.4兩種電源模型的等效變換................................................48

第4章無線電基礎(chǔ)知識........................................................52

4.1正弦波振蕩器..........................................................53

4.2高頻信號處理電路......................................................58

實(shí)訓(xùn)4.1安裝調(diào)幅調(diào)頻收音機(jī)。.............................................62

第5章電源電路.............................................................64

5.1直流穩(wěn)壓電源..........................................................64

5.2集成穩(wěn)壓器............................................................66

5.3開關(guān)式穩(wěn)壓電源........................................................71

5.4晶閘管基礎(chǔ)知識........................................................72

實(shí)訓(xùn)5.1制作家用調(diào)光臺燈電路。...........................................75

第6章脈沖與數(shù)字電路基礎(chǔ)知識................................................77

6.1脈沖與數(shù)字信號........................................................77

6.2數(shù)制與編碼............................................................77

2

■:言:,

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6^3~邏輯門電路...........................................................81

第7章組合邏輯電路.........................................................88

7.1邏輯簡化.............................................................88

7.2組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì).............................................98

7.3常用的組合邏輯電路..................................................103

第8章時(shí)序邏輯電路.........................................................116

8.1RS觸發(fā)器...........................................................116

8.2JK觸發(fā)器...........................................................120

8.3D觸發(fā)器和T觸發(fā)器..................................................121

8.4寄存器..............................................................123

8.5計(jì)數(shù)器..............................................................126

第9章脈沖信號的產(chǎn)生與變換電路.............................................131

9.1555時(shí)基電路........................................................131

9.2施密特觸發(fā)器........................................................134

9.3單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器........................................................136

9.4多諧振蕩器..........................................................138

9.5模數(shù)轉(zhuǎn)換電路........................................................142

9.6數(shù)模轉(zhuǎn)換電路........................................................143

3

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第1章二極管與整流濾波電路

課題第一章二極管與整流濾波電路

學(xué)時(shí)12學(xué)時(shí)授課類型理論講授

1.知識目標(biāo)

(1)掌握二極管的結(jié)構(gòu)和圖形符號。

(2)理解二極管的單向?qū)щ娦?、伏安特性?/p>

(3)掌握二極管的主要參數(shù)。

(4)掌握單相半波、全波、橋式整流電路的組成，理解其工作過程、電路特點(diǎn)

及應(yīng)用。

(5)了解濾波電路的工作過程、應(yīng)用，會估算濾波后的輸出電壓。

2.能力目標(biāo)

(1)能用萬用表判別二極管的極性，檢測其好壞。

教學(xué)目標(biāo)

(2)會搭建整流和濾波電路，合理選擇元件的參數(shù)。

(3)熟練使用示波器測量波形。

3.素質(zhì)目標(biāo)

(1)通過學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、動(dòng)手與動(dòng)腦相結(jié)合的良好習(xí)慣。

(2)培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。

(3)讓學(xué)生在電子系統(tǒng)的學(xué)習(xí)過程中形成工程思維。

教學(xué)重點(diǎn)(1)二極管的結(jié)構(gòu)和圖形符號，主要參數(shù)。

(2)常見整流和濾波電路的構(gòu)成、工作過程及其應(yīng)用。

本節(jié)課堅(jiān)持以學(xué)生自主構(gòu)建為主，在教學(xué)過程中，教師運(yùn)用實(shí)驗(yàn)法、講授法、

討論法等教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題并尋找解決問題的方案。側(cè)

教法重于聯(lián)系實(shí)際，進(jìn)而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生靈感，學(xué)會交流與合作，

培養(yǎng)學(xué)生熱愛科學(xué)的情感和崇尚科學(xué)的精神。

教學(xué)過程過程設(shè)計(jì)

教學(xué)過程1.1二極管

一、半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識

1.物質(zhì)導(dǎo)電的條件物質(zhì)能夠?qū)щ娛怯捎谖镔|(zhì)內(nèi)部存在大量能自由移動(dòng)的帶電粒

子，這種能夠

自由移動(dòng)的帶電粒子稱為載流子。

2物.質(zhì)按導(dǎo)電能力分類

(1)導(dǎo)體

1

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容易導(dǎo)電的物股如銅、銀等。

(2)絕緣體

不容易導(dǎo)電的物質(zhì)如橡膠、陶瓷等。

(3)半導(dǎo)體

導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物質(zhì)如硅、錯(cuò)。

(4)半導(dǎo)體的主要特征摻雜性：往純凈的半導(dǎo)體中

摻入某些雜質(zhì)，導(dǎo)電

能力明顯改變(可做成各種不同用途的半導(dǎo)體

器件，如二極管、三極管和晶閘管等)。

光敏性：當(dāng)受到光照時(shí)，導(dǎo)電能力明顯變化(可做

成各種光敏元件，如光敏電阻、光敏二極

管、光敏三極管等)。

熱敏性：當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，導(dǎo)電能力顯著增強(qiáng)

(可做成溫度敏感元件，如熱敏電阻)。

二、半導(dǎo)體的種類

1.本征半導(dǎo)體完全純凈的、具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體，稱為本征半導(dǎo)體。本征

半導(dǎo)體的導(dǎo)電原理：當(dāng)半導(dǎo)體兩端加上外電壓時(shí)，在半導(dǎo)體中將出現(xiàn)

兩部分電流

(1)自由電子作定向運(yùn)動(dòng);電子電流

(2)價(jià)電子遞補(bǔ)空穴口空穴電流自由電子和空穴都稱為載流子。自由

電子和空穴成對地產(chǎn)生的同時(shí)，又不

斷復(fù)合。在一定溫度下，載流子的產(chǎn)生和復(fù)合達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，半導(dǎo)體中載流子

便維持一定的數(shù)目。

注意：

(1)本征半導(dǎo)體中載流子數(shù)目極少，其導(dǎo)電性能很差；

(2)溫度愈高，載流子的數(shù)目愈多，半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能也就愈好。所以，

溫度對半導(dǎo)體器件性能影響很大。

2.雜質(zhì)半導(dǎo)體

(1)N型半導(dǎo)體在本征半導(dǎo)體中摻入五價(jià)雜質(zhì)元素，形成雜質(zhì)半導(dǎo)體。也

稱電子型半導(dǎo)體。在N型半導(dǎo)體中自由電子是多數(shù)載流子，空穴是少數(shù)載

流子。

(3)P型半導(dǎo)體在本征半導(dǎo)體中摻入三價(jià)雜質(zhì)元素，形成雜質(zhì)半導(dǎo)體。也稱空

穴型半導(dǎo)體。

2

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仕「筌牛守平y(tǒng)/亡八虻八是軟沆J,于「II目田桂少數(shù)軟碗;。

無論N型或P型半導(dǎo)體都是中性的，對外不顯電性。

三、二極管

1.PN結(jié)及其單向?qū)щ娦?/p>

(1)PN結(jié)

在P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體的交界處面形成的具有特殊導(dǎo)電性能的薄層

就是PN結(jié)。

(2)PN結(jié)的形成由多子的

擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)形成

在P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體的交界面處形成的具有特殊導(dǎo)電性能的薄層就

是PN結(jié)。

濃度差一多子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)一由雜質(zhì)離子形成的空間電荷區(qū)一空間電荷區(qū)形

成內(nèi)電場一促使少子漂移一阻止多子擴(kuò)散，達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡形成PN結(jié)，由于缺少

多子，也叫耗盡層。如圖1-1-1所示。

P區(qū)N區(qū)

§§09??

?s

十？喙）

十90@

P區(qū)NK

圖1-1-1PN結(jié)的形成過程

(3)PN結(jié)的偏置

PN結(jié)正偏：當(dāng)外加電壓使PN結(jié)P區(qū)點(diǎn)位高于N區(qū)的電位時(shí)。如圖1-1-2

所示；

pN

e0?

oO?

oO?

oO?

oO?

oO?

-------CZ3]-------I---------

R￡

圖1-1-2PN結(jié)加正向電壓時(shí)的導(dǎo)電情況

PN結(jié)反偏：當(dāng)外加電壓使PN結(jié)N區(qū)點(diǎn)位高于P區(qū)的電位時(shí)。如圖1.1.3

所示；

3

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p4

O?

O?

0?

O?

O?

O?

圖1.1.3PN結(jié)加反向電壓時(shí)的導(dǎo)電情況

(4)、PN結(jié)的特性：單向?qū)щ娦?/p>

2、二極管的外形和圖形符號

(1)、二極管是一種半導(dǎo)體器件，有兩只引腳，分正負(fù)兩極，二極管實(shí)

物圖如圖1.1.4所示：

圖1.1.4二極管實(shí)物圖

(2)、一個(gè)二極管的內(nèi)部就是一個(gè)PN結(jié)，電路符號如圖1.1.5所示

A--------------?--------------K

(正極)A(負(fù)極)

A-----------P|N|-----------K

圖1.1.5二極管的電路圖形符號

3、二極管的伏安特性

二極管的導(dǎo)電性能由加在二極管兩端的電壓U和流過二極管的電流I決

定，這兩者之間的關(guān)系稱為二極管的伏安特性。如圖1.1.6所示；

<^^10-

Si&[//pA

圖1.1.6二極管的伏安特性曲線

⑴、正向特性

4

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a、夕匕區(qū)」止問電加4父小時(shí)，止問電流極小，一極宜呈現(xiàn)很大的也迎，逋

常把這個(gè)

區(qū)域稱為死區(qū)。硅管的死區(qū)電壓是0.5V,鑄管的死區(qū)電壓是0.1?0.2V。b、

導(dǎo)通區(qū)當(dāng)正向電壓大于死區(qū)電壓時(shí)，二極管導(dǎo)通，正向電阻極小，硅管的

正向?qū)?/p>

通電壓為0.7V,錯(cuò)管為0.3V。

(2)、反向特性a、截止區(qū)當(dāng)所加的反向電壓時(shí)，反向電流極小，呈現(xiàn)

較大的電阻。這個(gè)區(qū)域稱為反

向截止區(qū)。當(dāng)加反向電壓時(shí)，二極管反向電流很小，而且在很大范圍內(nèi)不隨反

向電壓

的變化而變化，此電流稱為反向飽和電流或反向漏電流Iso反向飽和電流越

小則二極管的單向?qū)щ娦跃驮胶?，故在?shí)際應(yīng)用中，反向飽和電流越小越好。

一般硅二極管的反向飽和電流在0.1RA以下，錯(cuò)二極管的反向飽和電流達(dá)幾十

微安。

b、反向擊穿區(qū)當(dāng)反向電壓高于反向擊穿電壓時(shí)，反向電流急劇增大的區(qū)

域稱為反向擊穿

區(qū)。穩(wěn)壓二極管就是工作于反向擊穿區(qū)的二極管，但是普通二極管不允許工作

在反向擊穿區(qū)。

由二極管的伏安特性可知，二極管屬于菲線性器件。

PN結(jié)的反向擊穿分為兩類：電擊穿-可恢復(fù)，熱擊穿-不可恢復(fù)。

4、二極管的分類與命名

(1)、二極管的分類

按結(jié)構(gòu)：點(diǎn)接觸、面接觸、平面型，如圖1.1.7、1.1.8、1.1.9所示；

金屬觸絲

正極引線/負(fù)極引線

外殼N型錯(cuò)片

圖1.1.7點(diǎn)接觸型二極管

5

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正極引線

鋁合金小球

P型硅

N型硅

K金錨合金

T\底座

負(fù)極引線

圖1.1.8面接觸型二極管

正極引線

圖1.1.9平面型二極管

按材料：硅和錯(cuò)。

按功能J普通二極管：利用單向?qū)щ娦怨ぷ?，如整流二極管1N4007。

"特殊二極管：利用各自的特性工作，如穩(wěn)壓二極管、發(fā)光二極

管。I

(2)、命名(4部分構(gòu)成)

半導(dǎo)體材料：A-錯(cuò)材料B-硅材料Y-整流二極管Z-穩(wěn)壓二極管

Eg.2AP12CP10

5、二極管的主要參數(shù)

(1)、最大整流電流1雨(又稱額定工作電流)

二極管在正常工作時(shí)允許流過的最大電流值。

(2)、最高反向工作電壓(UG又稱額定工作電壓，它是為了保證二極

管不至于反向擊穿而規(guī)定的最高反

向電壓。晶體管手冊中規(guī)定最高反向電壓為反向擊穿電壓的1/2-1/3o

(3)反向飽和電流上

又稱反向漏電流，反向電流越小，管子性能越好。

(4)最高工作頻率fm

fm是保證管子正常工作的最高頻率。

6、二極管的簡易測量

6

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測量原埋：利用一極管被里向?qū)щ娦?，止I句電任小，反l"J電阻大。

測量步驟：

(1)、將萬用表撥到電阻檔的Rx100或RX10K,兩表筆短接進(jìn)行歐姆調(diào)

零。

(2)、將萬用表紅、黑兩表筆分別結(jié)二極管的兩只引腳，測其電阻值。

如圖1.1.10所示；

(3)、交換紅、黑兩只表筆的位置，再測其電阻。如圖1.1.11所示;

(4)、若兩次測量的電阻值一大一小，說明二極管正常，并且電阻值小

的那一次測量過程中，黑表筆所接的為二極管的正極，紅表筆所接的為二極管

的負(fù)極。

(5)、若兩次電阻值都很小，甚至為零，則二極管內(nèi)部已短路；若兩次

測量的電阻值都很大，則表示二極管內(nèi)部已短路。

1.2整流電路

一般電子設(shè)備所需要的直流穩(wěn)壓電源都是由電網(wǎng)中的50HZ/220V交流電轉(zhuǎn)

化而來，50HZ/220V交流電經(jīng)變壓器變壓后，再過整流、濾波、穩(wěn)壓共個(gè)環(huán)節(jié)

得到穩(wěn)定的直流電壓，如圖1.2.1所示；

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圖1.2.1直流相壓電源的組成框圖整流是利用一極管

的單向?qū)щ娦詫⒔涣麟娹D(zhuǎn)化為脈動(dòng)直流電的過程，常用

的整流電路有半波整流電路和橋式整流電路。

一、單相半波整流電路

1、電路構(gòu)成

單相半波整流電路由電源變壓器T（作用是將市電變?yōu)榉险魉桦?/p>

壓）、VD整流二極管、負(fù)載電阻RL,共三部分組成，如圖1.2.2所示；

2、工作原理

當(dāng)二次測交流電為上正下負(fù)時(shí)，二極管VD導(dǎo)通，輸出獲得正半周信號。

當(dāng)二次測交流電為上負(fù)下正時(shí)，二極管VD截止，負(fù)半周輸出無信號。在

半波整流的負(fù)載上只得到半個(gè)周期的電壓，故稱為半波整流電路，輸出

波形如圖1.2.3所示；

3、負(fù)載上的直流電壓和直流電流

（1）、輸出電壓

UL=0.45U2

（2）輸出電流

|L=UL/RL=0.45U2/RL

4、對二極管的參數(shù)要求

11侖儂2

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5、特點(diǎn)電監(jiān)結(jié)構(gòu)向單、但輸出電壓脈動(dòng)大、大流效率1氏。坦用地小電流

對直流

穩(wěn)定度要求不高的場合。二、

單相橋式整流電路

1、電路構(gòu)成

變壓器T、四只整流二極管、負(fù)載，電路如圖1.2.4所示；

2、工作原理

當(dāng)二次測交流電時(shí)輸入信號為上正下負(fù)時(shí)，VD1、VD3導(dǎo)通，VD2、VD4截

止，在負(fù)載上獲得正半周整流波形。

當(dāng)二次測交流電時(shí)輸入信號為上負(fù)下正時(shí)，VD1、VD3截止，VD2、VD4導(dǎo)

通，在負(fù)載上獲得負(fù)半周整流波形。

在半波整流的負(fù)載上得到整個(gè)周期電壓，稱為全波整流電路，輸出波形如

圖1.2.5所示；

圖1.2.5橋式整流電路波形

3、負(fù)載上的直流電壓和直流電流

(1)、輸出電壓

UL=0.9U2

(2)輸出電流

|L=UL/RL=0.9U2/RL

4、對二極管的參數(shù)要求

URH>2A/2U2

IFM^O.5IL

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將總電監(jiān)玷惚里氽、也海出電小波切小、楚沉雙手局。

對直流

穩(wěn)定度要求教高的場合。

6、電路故障分析在橋式整流電路中：若有一只二極管斷開

（虛焊、脫焊），變?yōu)榘氩ㄕ麟娐贰Ｈ粲幸恢欢O管接反

（擊穿、短路），燒壞電路。

若負(fù)載RL開路，電路的輸出電壓變?yōu)槌?也&。

1.3濾波電路

一、定義整流電路中輸出的是脈動(dòng)直流電，含有很大的交流成分，在使用

時(shí)需要將

脈動(dòng)直流電中的交流成分濾除掉，稱之為濾波。

二、濾波元件

1、電容濾波C,與負(fù)載并聯(lián)半波整流加電

容濾波電路如圖1.3.1所示；

圖1.3.1半波整流電容濾波電路利用電容器的充放

電使脈動(dòng)直流電變平滑，達(dá)到濾波的目的，如圖1.3.2

所示；

圖1.3.2半波整流電容濾波波形在經(jīng)過電容濾

波后，輸出電壓、電流、二極管參數(shù)會如何變化呢？輸出電壓

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UL=U2

輸出電流二

I=U/R=U/R

極管參數(shù)LLL2L

URM>2^2U2

IFM^O.5IL

2、橋式整流加電容濾波電路，輸出波形如圖1.3.3所示;

圖1.3.3橋式整流電容濾波輸出波形在經(jīng)過電容

濾波后，輸出電壓、電流、二極管參數(shù)會如何變化呢？

輸出電壓

UL=1.2U2

輸出電流二

IL=UL/RL=1.2U/RL

極管參數(shù)2

U后爽也

3、元件的參數(shù)要求

電容耐壓大于42,容量CN(3-5)T/R“T為整流后脈動(dòng)電壓的周期，半波整

流電路的T為0.02s,橋式整流電路的T為。.01s。

4、電容濾波的特點(diǎn)

RL和C越大，濾波效果越好，用于負(fù)載電流小且變化不大的場合。

5、電感濾波，L與負(fù)載串聯(lián)，如圖134所示；

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圖1.3.4橋式罌血電感濾波電路利用目感作用使電能

和磁場能相互轉(zhuǎn)化，達(dá)到使脈動(dòng)直流電流變平滑的目

a、當(dāng)電流上升時(shí)，電感線圈中將產(chǎn)生與電流相反的感應(yīng)電動(dòng)勢，阻止電

流增加。

b、當(dāng)電流上升時(shí)，電感線圈中將產(chǎn)生與電流相同的感應(yīng)電動(dòng)勢，阻止電

流減小。

c、脈動(dòng)程度變小，如圖1.3.5所示；

II

??

圖1.3.5橋式整流電感濾波電路輸出波形

電感濾波的特點(diǎn)：適用于負(fù)載電流較大的場合。三、復(fù)式

濾波

復(fù)式濾波有三種類型。

1、第一種，L形濾波如圖1.3.6所示；

圖136L形濾波電路

特點(diǎn)：負(fù)載能力強(qiáng)，輸出電壓脈動(dòng)小。

2、第二種，LC-n形濾波如圖1.3.7所示;

。二公。乙

LC-n形濾電路

特點(diǎn)：濾波效果好，輸出電壓脈動(dòng)小，負(fù)載能力強(qiáng)。

3、第三種，RC-n形濾波如圖138所示；

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圖1.3.8RC-II形濾波電路

特點(diǎn)：濾波效果好，負(fù)載能力弱。

1.4特殊二極管及應(yīng)用一、穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓二極管

又稱齊納二極管，工作在反向擊穿區(qū)。

1、穩(wěn)壓二極管圖形符號如圖1.4.1所示；

S乙VZ

圖1.4.1電路圖形符號

2、其實(shí)際應(yīng)用電路和伏安特性如圖1.4.2、1.4.3所示;

2\v02r2、

圖1.4.2穩(wěn)壓二極管實(shí)際應(yīng)用電路

圖中R為限流電阻，其作用是防止電流過大而燒壞穩(wěn)壓二極管。

Ov

圖1.4.3穩(wěn)壓二極管伏安特性

3、主要參數(shù)

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a）椅;正電壓Vz

Vz就是穩(wěn)壓二極管的反向擊穿電壓，它的大小取決于制造時(shí)的摻

雜濃度。

b）最小穩(wěn)定電流U

c）最大穩(wěn)定電流。和最大耗散功率叫

Pzm=L/Vz

d）動(dòng)態(tài)電阻r2

e）溫度系數(shù)K

CVZ>6V,K為正。

VZ<6V,K為負(fù)。

5VZ為6V左右,K最小。

二、發(fā)光二極管和光電二幅

1、發(fā)光二極管

發(fā)光二極管又叫LED,其圖形符號如圖1.4.4所示；

7~~r

圖144發(fā)光二極管圖形符號工作特性：具有單

向?qū)щ娦?，加正向電壓?dǎo)通，工作電壓為1.5v-3v。元件測量：萬用表

RX10K檔位測量。

2、光電二極管光電二極管也稱光敏二極管，也具有單向?qū)щ娦?，其圖形

符號如圖1.4.5

所示；

圖1.4.5光電二極管圖形符號元件特點(diǎn)：光電

二極管加反向電壓時(shí)，反向電阻在光照變強(qiáng)時(shí)減小。環(huán)節(jié)二課堂

練習(xí)鞏固新知

1、二極管電路如圖2所示，判斷圖中二極管是導(dǎo)通還是截止?fàn)顟B(tài)，并確

定輸出電壓VAO。（設(shè)二極管的導(dǎo)通電壓為0.7V）。

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2、如圖，V1、V2為硅穩(wěn)壓二極管，若Vi=15V,則輸出電V0=V。

------1=1-------

（及時(shí)的進(jìn)行課堂練習(xí)答疑，不僅,可以汛情他知，還可以查漏補(bǔ)缺掌握學(xué)

生的學(xué)習(xí)情況，更好的完成本堂課的教學(xué)目標(biāo)。）

環(huán)節(jié)三鞏固應(yīng)用擴(kuò)展認(rèn)識

1、用萬用表判斷普通硅二極管極性的方法如圖所示，請根據(jù)檢測結(jié)果說

明二極管的正、負(fù)極。

（為學(xué)生搭建一個(gè)拓展知識的平臺，不僅鞏固課堂理論知識，還能讓學(xué)生

做到理論聯(lián)系實(shí)際，學(xué)會用理論的知識去解決生活中的實(shí)際問題，提升學(xué)生的

工程思維能力）。

1.半導(dǎo)體具有熱敏性、光敏性和摻雜性；雜質(zhì)型半導(dǎo)體分為N型半導(dǎo)體和

P型半導(dǎo)體。

2.二極管是由一個(gè)PN結(jié)構(gòu)成，其主要特性為單向?qū)щ娦?。二極管的主要參

數(shù)有最大整流電流、最高反向工作電壓、反向飽和電流和最高工作頻率。

3.利用二極管的單向?qū)щ娦钥山M成半波整流和橋式整流電路，實(shí)現(xiàn)將交流

電轉(zhuǎn)為脈動(dòng)直流電的功能。利用濾波電路可將整流后脈動(dòng)直流電變成平滑的直

流電輸出。常見的濾波電路有電容濾波、電感濾波和復(fù)式濾波。

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4.特殊二極管主要有穩(wěn)壓二極管、發(fā)光二極管、光電二極管等。利用穩(wěn)壓

二極管在反向擊穿狀態(tài)下的恒壓特性可以構(gòu)成簡單的穩(wěn)壓電路。發(fā)光二極管具

有將電信號轉(zhuǎn)換成光信號的作用，而光電二極管具有將光信號轉(zhuǎn)換成電信號的

租用。

1、如圖所示為單相橋式整流電容濾波電路，U2=20V,RL=1KQ

(1)完成電路的連接。

(2)計(jì)算電路正常工作時(shí)流過RL的電流IL。

2、如圖所示電路，已知U2=220V,負(fù)載電阻RL=10歐,計(jì)算下列各種情

況下的整流輸出電壓UL。

作業(yè)(1)、S1、S2均閉合。

(2)、S1、S2均斷開

(3)、S1閉合、S2斷開

(4)、S2閉合、S1斷開

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第2章二極管及其基本放大電路

課題第2章三極管及其基本放大電路

學(xué)時(shí)14學(xué)時(shí)授課類型理論講授

1.知識目標(biāo)

(1)了解三極管的結(jié)構(gòu)，理解三極管各極電流分配關(guān)系、放大原理。

(2)掌握三極管的特性曲線，根據(jù)特性曲線判斷三極管的工作狀態(tài)。

(3)掌握基本放大電路的組成和分析計(jì)算方法，了解放大原理。

(4)掌握穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的偏置放大電路，理解其溫度靜態(tài)工作點(diǎn)的基本原理。

(5)熟悉共集、共基放大電路的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)。

2.能力目標(biāo)

(1)掌握使用萬用表判別三極管引腳及其好壞的方法，能按要求選用三極管。

教學(xué)目標(biāo)(2)會用示波器觀察信號波形，能理解波形失真。

(3)會用萬用表判斷三極管的靜態(tài)工作點(diǎn)和工作狀態(tài)。

3.素質(zhì)目標(biāo)

(1)培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。

(2)通過學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、動(dòng)手與動(dòng)腦相結(jié)合的良好習(xí)慣。

(3)讓學(xué)生具備優(yōu)良的人格魅力，適應(yīng)社會的發(fā)展。

(1)三極管各極電流分配關(guān)系、放大原理。

(2)三極管的特性曲線，根據(jù)特性曲線判斷三極管的工作狀態(tài)。

教學(xué)重點(diǎn)

(3)基本放大電路的組成和分析計(jì)算方法，了解放大原理。

(4)穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的偏置放大電路，理解其溫度靜態(tài)工作點(diǎn)的基本原理。

本章內(nèi)容教學(xué)堅(jiān)持以學(xué)生自主構(gòu)建為主，在教學(xué)過程中，教師運(yùn)用實(shí)驗(yàn)法、講

授法、討論法等教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題并尋找解決問題的方

法

教案。側(cè)重于聯(lián)系實(shí)際，進(jìn)而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生靈感，學(xué)會交流與

合作，培養(yǎng)學(xué)生熱愛科學(xué)的情感和崇尚科學(xué)的精神。

教學(xué)過程過程設(shè)計(jì)

教學(xué)過程環(huán)節(jié)一新課講解構(gòu)建新知

2.1三極管

一、三極管的外形、結(jié)構(gòu)和圖形符號

1.外形

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2.內(nèi)部結(jié)構(gòu)和圖形符號

NPN型三極管

BPNP型三極管

二、三極管的分類和命名

1.三極管的分類

（1）按管芯所用材料不同，可以把三極管分為硅三極管和錯(cuò)三極管。硅管

受溫度影響較小，工作較穩(wěn)定，因此在環(huán)境溫度變化較大的場所和自動(dòng)控制設(shè)

備中常用硅管。

（2）按三極管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，分為NPN型和PNP型，國產(chǎn)三極管硅管多為

NPN型，錯(cuò)管多為PNP型。

（3）按三極管工作頻率可分為高頻三極管和低頻三極管。

（4）按三極管的功率大小不同，可分為小功率（1W以下）三極管、中功率

三極管（M10W）和大功率三極管（10W以上）。

（5）按三極管的用途不同，又可分為普通放大三極管、開關(guān)三極管等。

（6）按三極管的封裝方式，可分為金屬封裝三極管和塑料封裝三極管等。

三、三極管的電流放大作用及各極電流的關(guān)系

1.三極管放大的外部條件：發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏

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N

一

從電位的角度看NPN三極管

發(fā)射結(jié)正偏VB>VE集電

結(jié)反偏VC>VBPNP三極

管

發(fā)射結(jié)正偏VB<VE

集電結(jié)反偏VC<VB

2.各電極電流關(guān)系及電流放大作用

%(mA)00.020.040.060.080.10

<0.0010.701.502303.103.95

/c(mA)

<0.0010.721.542363.184.05

7E(mA)

三電極電流關(guān)系

(1)IE=IB+IC

(2)IC?IB,IC?IE

(3)AIC?AIB

把基極電流的微小變化能夠引起集電極電流較大變化的特性稱為晶體管的

電流放大作用。

四、三極管的伏安特性曲線即三極管各電極電壓與電流的關(guān)系曲線，

稱為三極管的伏安特性。用曲線

表示，稱為伏安特性曲線。是管子內(nèi)部載流子運(yùn)動(dòng)的外部表現(xiàn)，反映了晶體管

的性能，是分析放大電路的依據(jù)。

1.三極管的輸入特性與輸入特性曲線

三極管的輸入特性是指三極管輸入電壓Vee為一定值時(shí)，輸入電壓Vg與輸

入電流1B的關(guān)系。反應(yīng)輸入電流iB與輸入電壓Vee對應(yīng)關(guān)系的曲線稱為輸入

特性曲線，如圖所示。

19

2.三極管的輸出特性與輸出特性曲線

三極管的輸出特性是指當(dāng)輸入電流ie一定時(shí)，三極管的輸出電流與輸出電

壓Vee的關(guān)系。反映c與Vee關(guān)系的曲線稱為輸出特性曲線，如圖所示。

輸出特性曲線通常分三個(gè)工作區(qū)：

(1)放大區(qū)

在放大區(qū)有L邛舊，也稱為線性區(qū)，具有恒流特性。在放大區(qū)，發(fā)射結(jié)處

于正向偏置、集電結(jié)處于反向偏置，晶體管工作于放大狀態(tài)。

tZc（wA）

4

3p---------------------80pA

療放大區(qū)

2

-----------------------

\______________20pA

12

9rCE（v）

(2)截止區(qū)

IB<0以下區(qū)域?yàn)榻刂箙^(qū)，有1c。0。在截止區(qū)發(fā)射結(jié)處于反向偏置，

集電結(jié)處于反向偏置，晶體管工作于截止?fàn)顟B(tài)。

(3)飽和區(qū)

當(dāng)UCEWUBE時(shí)，晶體管工作于飽和狀態(tài)。在飽和區(qū)，pIB>lc，發(fā)射結(jié)處于

正向偏置，集電結(jié)也處于正偏。

深度飽和時(shí)，硅管&ES?0.3V,褚管&ES?0.1Vo

五、三極管的主要參數(shù)表示晶體管特性的數(shù)據(jù)稱為晶體管的參數(shù)，晶體管

的參數(shù)也是設(shè)計(jì)電路、

選用晶體管的依據(jù)。

20

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1.電流放大系數(shù)

(1)直流放大系數(shù)B(也寫作hFE)

用于表征三極管lc與L的分配比例，為lc與L之比。

(2)交流放大系數(shù)p(也寫作hFE)用于表征三極管對交流信號的電流

放大能力，為1c與正變化量之比。

2.極間反向飽和電流

(1)集電極一基極反向飽和電流IcBO

是指三極管發(fā)射極開路時(shí)，流過集電結(jié)的反向漏電流，LBO會隨溫度升高而

增大，其值越

小管子的穩(wěn)定性越好。

(2)集-基極反向截止電流1煙

指三極管開路時(shí)，在集電極和發(fā)射極加上一定電壓時(shí)的集電極電流。

3.極限參數(shù)

(1)集電極最大允許電流L

集電極電流IC上升會導(dǎo)致三極管的p值的下降，當(dāng)B值下降到正常值的

三分之二時(shí)的集電極電流即為ICMo

(2)集-射反向擊穿電壓

當(dāng)集一射極之間的電壓UCE超過一定的數(shù)值時(shí)，三極管就會被擊穿。

(3)集電極最大允許耗散功耗PCM

PCM取決于三極管允許的溫升，消耗功率過大，溫升過高會燒壞三極

管。

2.2固定偏置式共發(fā)射極方法電路

一、電路組成與原件作用

1.電路組成共發(fā)射極基本放大電路由三極管、電阻和電容

所組成。

固定偏置式共發(fā)射極電路

2.電路中各元件的作用

V—晶體三極管，起電流放大作用

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+VCC一直流供電電源，為放大電路提供.L作電流和電壓。

Rb—基極偏置電阻

C1—輸入耦合電容

C2—輸出耦合電容

RC—集電極負(fù)載電阻

3.放大電路中電壓、電流符號的規(guī)定直流分量——用大寫字母和大寫下標(biāo)

表示，如18、L、IE、VBE、VCEO交流信號——用小寫字母和小寫下標(biāo)表示，

如ib、ic>ie、vbe>vce。交流和直流疊加信號用小寫字母和大寫下

標(biāo)表示，如卜、ic、vBE>

VcEo

二、放大和反相作用

1.放大作用和反相作用放大電路能把微小的信號放大為較強(qiáng)的信號，這就是

放大電路的放大作用。

同時(shí)共發(fā)射極放大器的輸入、輸出波形正好反相，這就說明它具有反相作用，

故稱共發(fā)射極的單管放大電路為反相器。

二、靜態(tài)與靜態(tài)工作點(diǎn)將放大器無信號輸入時(shí)的直流工作狀態(tài)稱為靜態(tài),

此時(shí)三極管各極的電流、

電壓值在三極管的輸入、輸出特性曲線分別對應(yīng)一個(gè)點(diǎn)，稱為靜態(tài)工作點(diǎn)。(VBEO.

IBQ>VcEQ>IC0)用Q表小。四、放

大電路的主要性能指標(biāo)

1.放大倍數(shù)

(1)電壓放大倍數(shù)

是指放大電路的輸出電壓有效值V。與輸入電壓有效值％比值，用Av表示，

電壓放大倍數(shù)在工程中常用對數(shù)形式表示:稱為電壓增益，用Gv表示，

Gv=20lgAv(dB)

(2)電流放大倍數(shù)Ai

是指放大電路的輸出電流有效值I。與輸入電流有效值L比值，用A：表示,

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4二么

?A

電流放大倍數(shù)在工程中常用對數(shù)形式表示，稱為電流增益，用Gi表示，

即

Gi=20lgAi(dB)

(3)功率放大倍數(shù)Ap

是指放大電路的輸出功率有效值P。與輸入功率有效值已比值，用4表示，

即

A=

功率增益Gp,定義為Gp=10lgAp(dB)

2.輸入電阻和輸出電阻

(1)輸入電阻ri反映了放大器對信號源所產(chǎn)生的負(fù)載效應(yīng)。

1人

(2)輸出電阻ro是從放大器輸出端向放大器看進(jìn)去的等效交流電阻。

r—Q

1O

五、直流通路和交流通路

1.直流通路及畫法畫直流通路時(shí)，把電容視為開路，電感器視為短路，其余

元件照畫，如圖

所示。丁

直流通路

2.交流通路及畫法

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六、估算分析法

估算分析法是利用電路中已知參數(shù)，通過數(shù)學(xué)方程式近似計(jì)算來分析放大

電路。常用來估算小信號放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)和放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電

阻等。

1.估算靜態(tài)工作點(diǎn)

r_七C一%EQ

略去VBEQ的影響不計(jì)，即根據(jù)三極管的電

‘BQ"Ecc

流放大特性可得以邛忖

輸出回路直流通路可得出以下公式

VcEQ=Vcc-ICQRC

2.估算交流參數(shù)

三極管輸入電阻X公八〉

放大器輸入電阻ri=Rb//rbe=rbe

放大器輸出電阻ro=Rc//rce-Rc

電壓放大倍數(shù)vi=ii(Rb//rbe)~ibrbvo=-ic(RC//RL)

Av=vo/vi=-p(RC//RL)/rbe

2.3分壓偏置式放大電路

電路組成及各元件作用

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Rb1是上偏置電阻

Rb2是下偏置電阻

電源電壓經(jīng)Rb1、Rb2串聯(lián)分壓后為三極管提供基極電壓VBQ。

Re是發(fā)射極電阻，起到穩(wěn)定靜態(tài)電流的作用。

Ce對交流信號相當(dāng)于短路，這樣交流信號的放大能力就不會因電阻Re的

接入而降低。

二、溫度靜態(tài)工作點(diǎn)

三、電路參數(shù)的估算

1.直流通路、靜態(tài)工作點(diǎn)的估算畫直流

通路將電容C斷開，其余照畫。

Rh2

VBQ=?VCC,iVbi+Rb2"

VBQ^VCC-Rbl十尺b2*

2.交流通路及交流參數(shù)的計(jì)算

畫交流通路時(shí)將電容C短路，電源接地，其余照畫。

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(1)電壓放大倍數(shù)

A-，備

(2)輸入電阻

ri=Rb//rbe-rbe

(3)輸出電阻

Ro=Rc

4.4共集電極與共基極放大電路

一、共集電極放大電路

1.電路組成

共集電極放大電路

2.電路特點(diǎn)

(1)輸出電壓與輸入電壓同相

(2)電壓放大倍數(shù)近似等于1

(3)輸入電阻大

(4)輸出電阻小

(5)有電流放大能力，無電壓放大能力

二、共基極放大電路

1.電路組成

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2.電路特點(diǎn)

（1）電壓放大倍數(shù)高

（2）輸出電壓與輸入電壓同相

（3）無電流放大能力

（4）適用于高頻電路

環(huán)節(jié)二課堂練習(xí)鞏固新知

1.比較三種放大電路的特點(diǎn)

2.畫出下列分壓偏置式放大電路直流通路和交流通路，并且計(jì)算各參數(shù)。

例：如圖所示為分壓式偏置放大電路，Vcc=12V,p=100,RB2=30kQ,Rb=10k

Q,Re=2.3kQ,Rc=Ri=1k