【文章內(nèi)容簡介】 )（RB1 // RB2 // RE // RL）第五篇：《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》電子教案《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》教案本課程教學(xué)目的：本課程是電氣信息類專業(yè)的主要技術(shù)基礎(chǔ)課。其目的與任務(wù)是使學(xué)生掌握常用半導(dǎo)體器件和典型集成運放的特性與參數(shù)，掌握基本放大、負(fù)反饋放大、集成運放應(yīng)用等低頻電子線路的組成、工作原理、性能特點、基本分析方法和工程計算方法；使學(xué)生具有一定的實踐技能和應(yīng)用能力；培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，為后續(xù)課程和深入學(xué)習(xí)這方面的內(nèi)容打好基礎(chǔ)。本課程教學(xué)要求：1．掌握半導(dǎo)體器件的工作原理、外部特性、主要參數(shù)、等效電路、分析方法及應(yīng)用原理。2．掌握共射、共集、共基、差分、電流源、互補輸出級六種基本電路的組成、工作原理、特點及分析，熟悉改進放大電路，理解多級放大電路的耦合方式及分析方法，理解場效應(yīng)管放大電路的工作原理及分析方法，理解放大電路的頻率特性概念及分析。3．掌握反饋的基本概念和反饋類型的判斷方法，理解負(fù)反饋對放大電路性能的影響，熟練掌握深度負(fù)反饋條件下閉環(huán)增益的近似估算，了解負(fù)反饋放大電路產(chǎn)生自激振蕩的條件及其消除原則。4．了解集成運算放大器的組成和典型電路，理解理想運放的概念，熟練掌握集成運放的線性和非線性應(yīng)用原理及典型電路；掌握一般直流電源的組成，理解整流、濾波、穩(wěn)壓的工作原理，了解電路主要指標(biāo)的估算。使用的教材：楊栓科編，《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》，高教出版社主要參考書目：康華光編，《電子技術(shù)基礎(chǔ)》（模擬部分）第四版，高教出版社童詩白編，《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》，高等教育出版社，張鳳言編，《電子電路基礎(chǔ)》第二版，高教出版社，謝嘉奎編，《電子線路》（線性部分）第四版，高教出版社，陳大欽編，《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)問答、例題、試題》，華中理工大學(xué)出版社，唐競新編，《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)解題指南》，清華大學(xué)出版社，孫肖子編，《電子線路輔導(dǎo)》，西安電子科技大學(xué)出版社，謝自美編，《電子線路設(shè)計、實驗、測試》（二），華中理工大學(xué)出版社，緒論本章的教學(xué)目標(biāo)和要求：要求學(xué)生了解放大電路的基本知識；要求了解放大電路的分類及主要性能指標(biāo)。本章總體教學(xué)內(nèi)容和學(xué)時安排：（采用多媒體教學(xué)）167。1－1　電子系統(tǒng)與信號167。1－2放大電路的基本知識本章重點：放大電路的基本認(rèn)識；放大電路的分類及主要性能指標(biāo)。本章教學(xué)方式：課堂講授本章課時安排：本章的具體內(nèi)容：1節(jié)介紹本課程目的，教學(xué)參考書，本課程的特點以及在學(xué)習(xí)中應(yīng)該注意的事項和學(xué)習(xí)方法；介紹放大電路的基本認(rèn)識；放大電路的分類及主要性能指標(biāo)。重點:放大電路的分類及主要性能指標(biāo)。第1章　　半導(dǎo)體二極管及其基本電路本章的教學(xué)目標(biāo)和要求：要求學(xué)生了解半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識；理解PN結(jié)的結(jié)構(gòu)與形成；熟練掌握普通二極管和穩(wěn)壓管的VI特性曲線及其主要參數(shù)，熟練掌握普通二極管正向VI特性的四種建模。本章總體教學(xué)內(nèi)容和學(xué)時安排：（采用多媒體教學(xué)）167。1－1　PN結(jié)167。1－2半導(dǎo)體二極管167。1－3　半導(dǎo)體二極管的應(yīng)用167。1－4　特殊二極管本章重點：PN結(jié)內(nèi)部載流子的運動，PN結(jié)的特性，二極管的單向?qū)щ娦?、二極管的特性、參數(shù)、應(yīng)用電路分析及穩(wěn)壓管的特性、參數(shù)及其特點。本章難點：PN結(jié)的形成原理，二極管的非線性伏安特性方程和曲線及其電路分析。本章主要的切入點：“管為路用”從PN結(jié)是半導(dǎo)體器件的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，PN結(jié)的形成原理入手，通過對器件的非線性伏安特性的描述，在分析電路時說明存在的問題，引出非線性問題線性化的必要性和可行性。本章教學(xué)方式：課堂講授本章課時安排：3本章習(xí)題：P2、。本章的具體內(nèi)容：3節(jié)介紹本課程目的，教學(xué)參考書，本課程的特點以及在學(xué)習(xí)中應(yīng)該注意的事項和學(xué)習(xí)方法；講解半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識，半導(dǎo)體，雜質(zhì)半導(dǎo)體；講解PN結(jié)的特點，PN結(jié)的幾個特性:單向?qū)щ娦?、伏安特性、溫度特性、電容特性。重點:PN結(jié)的形成過程、PN結(jié)的單向?qū)щ娦?、伏安特性曲線的意義，伏安方程的應(yīng)用。4節(jié)講解半導(dǎo)體二極管結(jié)構(gòu)和電路符號，基本特點，等效電路；講解穩(wěn)壓二極管工作原理，電路符號和特點，等效電路；講解典型限幅電路和穩(wěn)壓電路的分析。重點：兩種管子的電路符號和特點。講解課后習(xí)題，讓學(xué)生更好地了解二極管基本電路及其分析方法。【例1】電路如圖(a)所示，已知，二極管導(dǎo)通電壓。試畫出uI與uO的波形，并標(biāo)出幅值。圖(a)【相關(guān)知識】二極管的伏安特性及其工作狀態(tài)的判定?！窘忸}思路】首先根據(jù)電路中直流電源與交流信號的幅值關(guān)系判斷二極管工作狀態(tài)；當(dāng)二極管的截止時，uO=uI；當(dāng)二極管的導(dǎo)通時?！窘忸}過程】由已知條件可知二極管的伏安特性如圖所示。由于二極管D1的陰極電位為＋3V，而輸入動態(tài)電壓uI作用于D1的陽極，故只有當(dāng)uI高于＋D1才導(dǎo)通，且一旦D1導(dǎo)通，輸出電壓uO=＋。由于D2的陽極電位為－3V，而uI作用于二極管D2的陰極，故只有當(dāng)uI低于－，且一旦D2導(dǎo)通，其陰極電位即為－，輸出電壓uO=－。當(dāng)uI在－＋，兩只管子均截止，故uO=uI。uI和uO的波形如圖(b)所示。圖(b)【例18】設(shè)本題圖所示各電路中的二極管性能均為理想。試判斷各電路中的二極管是導(dǎo)通還是截止，并求出A、B兩點之間的電壓ＵAB值。【相關(guān)知識】二極管的工作狀態(tài)的判斷方法?！窘忸}思路】（1）首先分析二極管開路時，管子兩端的電位差，從而判斷二極管兩端加的是正向電壓還是反向電壓。若是反向電壓，則說明二極管處于截止?fàn)顟B(tài)；若是正向電壓，但正向電壓小于二極管的死區(qū)電壓，則說明二極管仍然處于截止?fàn)顟B(tài)；只有當(dāng)正向電壓大于死區(qū)電壓時，二極管才能導(dǎo)通。（2）在用上述方法判斷的過程中，若出現(xiàn)兩個以上二極管承受大小不等的正向電壓，則應(yīng)判定承受正向電壓較大者優(yōu)先導(dǎo)通，其兩端電壓為正向?qū)妷?，然后再用上述方法判斷其它二極管的工作狀態(tài)?！窘忸}過程】在圖電路中，當(dāng)二極管開路時，由圖可知二極管DD2兩端的正向電壓分別為10V和25V。二極管D2兩端的正向電壓高于D1兩端的正向電壓，二極管D2優(yōu)先導(dǎo)通。當(dāng)二極管D2導(dǎo)通后，UAB=－15V，二極管D1兩端又為反向電壓。故D1截止、D2導(dǎo)通。UAB=－15V?！纠?9】硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路如圖所示。其中硅穩(wěn)壓管DZ的穩(wěn)定電壓UZ=8V、動態(tài)電阻rZ可以忽略，UI=20V。試求：(1)UO、IO、I及IZ的值；(2)當(dāng)UI降低為15V時的UO、IO、I及IZ值?！鞠嚓P(guān)知識】穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路?！窘忸}思路】根據(jù)題目給定條件判斷穩(wěn)壓管的工作狀態(tài)，計算輸出電壓及各支路電流值?！窘忸}過程】(1)由于＞UZ穩(wěn)壓管工作于反向電擊穿狀態(tài)，電路具有穩(wěn)壓功能。故UO=UZ=8VIZ=I－IO=6－4=2mA(2)由于這時的＜UZ穩(wěn)壓管沒有被擊穿，穩(wěn)壓管處于截止?fàn)顟B(tài)。故IZ=0【例110】電路如圖(a)所示。其中未經(jīng)穩(wěn)定的直流輸入電壓UI值可變，穩(wěn)壓管DZ采用2CW58型硅穩(wěn)壓二極管，在管子的穩(wěn)壓范圍內(nèi)，當(dāng)IZ為5mA時，其端電壓UZ為10V、為20Ω，且該管的IZM為26mA。(1)試求當(dāng)該穩(wěn)壓管用圖(b)所示模型等效時的UZ0值；(2)當(dāng)UO=10V時，UI應(yīng)為多大？(3)若UI在上面求得的數(shù)值基礎(chǔ)上變化177。10%，問UO將從多少變化到多少？相對于原來的10V，輸出電壓變化了百分之幾？在這種條件下，IZ變化范圍為多大？(4)若UI值上升到使IZ=IZM，而rZ值始終為20Ω，這時的UI和UO分別為多少？(5)若UI值在6~9V間可調(diào)，UO將怎樣變化？圖(a)圖(b)【相關(guān)知識】穩(wěn)壓管的工作原理、參數(shù)及等效模型。【解題思路】根據(jù)穩(wěn)壓管的等效模型，畫出等效電路，即可對電路進行分析。【解題過程】(1)由穩(wěn)壓管等效電路知，(2)(3)設(shè)不變。當(dāng)時當(dāng)時(4)(5)由于UI＜UZ0，穩(wěn)壓管DZ沒有被擊穿，處于截止?fàn)顟B(tài)故UO將隨UI在6~9V之間變化第2章　　半導(dǎo)體三極管及放大電路基礎(chǔ)本章的教學(xué)目標(biāo)和要求：要求學(xué)生正確理解放大器的一些基本概念，掌握BJT的簡化模型及其模型參數(shù)的求解方法，掌握BJT的偏置電路，及靜態(tài)工作點的估算方法；掌握BJT的三種基本組態(tài)放大電路的組成，指標(biāo)，特點及分析方法；理解放大器的頻率響應(yīng)的概念和描述，掌握放大器的低頻、高頻截止頻率的估算，單管放大器的頻率響應(yīng)的分析，波特圖的折線畫法。本章總體教學(xué)內(nèi)容和學(xué)時安排：（采用多媒體與板書相結(jié)合的教學(xué)方式）167。2－1半導(dǎo)體BJT167。2－2共射極放大電路167。2－3圖解分析法167。2－4小信號模型分析法167。2－5放大電路的工作點穩(wěn)定問題167。2－6共集電極電路和共基極電路167。2－7多級放大電路167。2－8放大電路的頻率響應(yīng)習(xí)題課本章重點：以共射極放大電路為例介紹基本放大電路的組成、工作原理、靜態(tài)工作點的計算、性能指標(biāo)計算。頻率響應(yīng)的概述，波特圖的定義；BJT的簡化混合高頻等效模型，單管共射放大器中頻段、低頻段、高頻段的頻率響應(yīng)的分析和波特圖的畫法。本章難點：對放大概念的理解；等效模型的應(yīng)用；對電路近似分析的把握。本章主要的切入點：通過易于理解的物理概念、作圖的方法理解放大的概念；通過數(shù)學(xué)推導(dǎo)與物理意義的結(jié)合，加強對器件等效模型的理解；通過CB、CC、CS等基本電路的分析，強化工程分析的意識和分析問題的能力。本章教學(xué)方式：課堂講授+仿真分析演示本章課時安排：本章習(xí)題：P、。本章的具體內(nèi)容：7節(jié)：介紹半導(dǎo)體BJT的結(jié)構(gòu)、工作原理、特性曲線和主要參數(shù)。重點：BJT內(nèi)部載流子的移動、電流的分配關(guān)系和特性曲線。10節(jié)：介紹共射放大器組成原則，電路各元件的作用，介紹Q點定義及其合理設(shè)置的重要性，放大電路的工作原理，信號在放大電路各點的傳輸波形變化；放大電路組成原則。重點:強調(diào)對于各個基本概念的理解和掌握。11114節(jié)：對放大電路進行分析，介紹直流、交流通路的畫法原則，并例舉幾個電路示范；采用圖解法對放大電路的Q點、電壓放大倍數(shù)和失真情況進行分析，強調(diào)交、直流負(fù)載線的區(qū)別。再對一個典型共射放大電路進行完整的動態(tài)參數(shù)分析，并對其分析結(jié)果進行詳細(xì)分析和討論，從而作為此部分的一個小結(jié)。重點:直流、交流通路的畫法原則，典型共射放大電路進行完整的動態(tài)參數(shù)分析。116節(jié)：介紹三極管的小信號等效模型、并用小信號模型法分析基本放大電路的主要性能指標(biāo)Av，Ri，Ro。重點：建立小信號電路模型，將非線性問題線性化。講解課后習(xí)題，使學(xué)生熟悉用圖解法和小信號模型法分析放大電路的方式方法。討論放大電路Q點的穩(wěn)定性。從影響Q點穩(wěn)定的因素入手，在固定偏流電路的基礎(chǔ)上介紹分壓偏置電路，并對其穩(wěn)定靜態(tài)工作點的原理進行詳細(xì)分析。對典型分壓偏置共射放大器進行直流分析，強調(diào)直流分析中VCC的分割，工程近似法計算Q點；重點:對典型分壓偏置共射放大器進行交直流分析。118節(jié)：簡要介紹有穩(wěn)Q能力的其它電路結(jié)構(gòu)形式，介紹共集放大器（CC）的原理圖、直流通路、交流通路、交直流分析，介紹其特點和典型應(yīng)用；給出一個典型CC放大器和其分析結(jié)論由學(xué)生課外完成分析；介紹共基放大器（CB），原理圖，直流通路，交流通路，交直流分析，介紹其特點和典型應(yīng)用；給出一個典型CB放大器和其分析結(jié)論由學(xué)生課外完成分析。結(jié)合一個簡單綜合性例題小結(jié)三組態(tài)的特點。給出一個CE，CC，CB放大器比較對照表由學(xué)生課外完成分析。重點:共集放大器（CC）的交直流分析，共基放大器（CB）的交直流分析。頻率響應(yīng)的概述，基本概念，三個頻段的劃分，引入RC高通電路模擬低頻響應(yīng)，RC低通電路模擬高頻響應(yīng)，它們的幅頻響應(yīng)，相頻響應(yīng)；的頻率響應(yīng)；波特圖的定義；BJT的完整混合模型，簡化高頻等效模型，主要參數(shù)的推導(dǎo)；單管共射放大器中頻段、低頻段、高頻段的頻率響應(yīng)的分析和波特圖的畫法。放大器增益帶寬積的概念，影響因素，多級放大器的頻率響應(yīng)。以一個單管共射放大電路的分析為例題對以上內(nèi)容做一個小結(jié)。重點:頻率響應(yīng)的基本概念，簡化高頻等效模型，主要參數(shù)的推導(dǎo)；單管共射放大器頻率響應(yīng)的分析。講解課后習(xí)題，并對本章內(nèi)容作個簡單的小結(jié)?！纠?1】電路如圖所示，晶體管的β＝100，UBE＝V，飽和管壓降UCES＝V；穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓UZ＝4V，正向?qū)妷篣D＝V，穩(wěn)定電流IZ＝5mA，最大穩(wěn)定電流IZM＝25mA。試問：（1）當(dāng)uI為0V、V、25V時uO各為多少？（2）若Rc短路，將產(chǎn)生什么現(xiàn)象？【相關(guān)知識】晶體管工作狀態(tài)的判斷，穩(wěn)壓管是否工作在穩(wěn)壓狀態(tài)的判斷以及限流電阻的作用。【解題思路】（1）根據(jù)uI的值判斷晶體管的工作狀態(tài)。（2）根據(jù)穩(wěn)壓管的工作狀態(tài)判斷uO的值?！窘忸}過程】（1）當(dāng)uI＝0時，晶體管截止；穩(wěn)壓管的電流在IZ和IZM之間，故uO＝UZ＝4V。當(dāng)uI＝15V時，晶體管導(dǎo)通，基極電流假設(shè)晶體管工作在放大狀態(tài)，則集電極電流由于uO＞UCES＝V，說明假設(shè)成立，即晶體管工作在放大狀態(tài)。值得指出的是，雖然當(dāng)uI為0V時uO均為4V，但是原因不同；前者因晶體管截止、穩(wěn)壓管工作在穩(wěn)壓區(qū)，且穩(wěn)定電壓為4V，使uO＝4V；后者因晶體管工作在放大區(qū)使uO＝4V，此時穩(wěn)壓管因電流為零而截止。當(dāng)uI＝V時，晶體管導(dǎo)通，基極電流假設(shè)晶體管工作在放大狀態(tài)，則集電極電流在正電源供電的情況下，uO不可能小于零，故假設(shè)不成立，說明晶體管工作在飽和狀態(tài)。