1、學校教 案20112012學年 第二學期學院(系、部)機電工程學院教研室(實驗室)電氣工程課 程 名 稱模擬電子技術授 課 班 級主 講 教 師職 稱 使 用 教 材泰州師范高等專科學校二一二年二月第 - 91 - 頁 模擬電子技術 課程教案第1講課程類別 理論課授課題目 1.1 半導體基礎知識教學目的與要求1. 了解結的形成；2. 理解結的單向導電性。教學重點與難點重點：結的單向導電性；難點：1. 摻雜半導體中的多子和少子的概念；2. 結的形成；3. 半導體的導電機理：兩種載流子參與導電；教具和媒體使用 多媒體課件。教學方法 講授法、問題教學法。教學時數 2學時。教學過程導入：介紹日常生活中

2、由半導體器件構成的物品。新授：一、半導體基本概念1、半導體及其導電性能根據物體的導電能力的不同，電工材料可分為三類：導體、半導體和絕緣體。半導體可以定義為導電性能介于導體和絕緣體之間的電工材料，半導體的電阻率為10-310-9 W·cm。典型的半導體有硅和鍺以及砷化鎵等。半導體的導電能力在不同的條件下有很大的差別：當受外界熱和光的作用時，它的導電能力明顯變化；往純凈的半導體中摻入某些特定的雜質元素時，會使它的導電能力具有可控性，這些特殊的性質決定了半導體可以制成各種器件。2、本征半導體的結構及其導電性能本征半導體是純凈的、沒有結構缺陷的半導體單晶。制造半導體器件的半導體材料的純度要達

3、到99.9999999%，常稱為“九個9”，它在物理結構上為共價鍵、呈單晶體形態。在熱力學溫度零度和沒有外界激發時，本征半導體不導電。3、半導體的本征激發與復合現象當導體處于熱力學溫度0 K時，導體中沒有自由電子。當溫度升高或受到光的照射時，價電子能量增高，有的價電子可以掙脫原子核的束縛而參與導電，成為自由電子。這一現象稱為本征激發（也稱熱激發）。因熱激發而出現的自由電子和空穴是同時成對出現的，稱為電子空穴對。游離的部分自由電子也可能回到空穴中去，稱為復合。在一定溫度下本征激發和復合會達到動態平衡，此時，載流子濃度一定，且自由電子數和空穴數相等。4、半導體的導電機理自由電子的定向運動形成了電子

4、電流，空穴的定向運動也可形成空穴電流，因此，在半導體中有自由電子和空穴兩種承載電流的粒子（即載流子），這是半導體的特殊性質。空穴導電的實質是:相鄰原子中的價電子（共價鍵中的束縛電子）依次填補空穴而形成電流。由于電子帶負電，而電子的運動與空穴的運動方向相反，因此認為空穴帶正電。5、雜質半導體摻入雜質的本征半導體稱為雜質半導體。雜質半導體是半導體器件的基本材料。在本征半導體中摻入五價元素（如磷），就形成N型（電子型）半導體；摻入三價元素（如硼、鎵、銦等）就形成P型（空穴型）半導體。雜質半導體的導電性能與其摻雜濃度和溫度有關，摻雜濃度越大、溫度越高，其導電能力越強。在N型半導體中，電子是多數載流子，

5、空穴是少數載流子。多子（自由電子）的數量正離子數少子（空穴）的數量在P型半導體中，空穴是多數載流子，電子是少數載流子。多子（空穴）的數量負離子數少子（自由電子）的數量二、結的形成及其單向導電性1、結的形成半導體中的載流子有兩種有序運動：載流子在濃度差作用下的擴散運動和電場作用下的漂移運動。結的形成：在同一塊半導體上形成P型和N型半導體區域，在這兩個區域的交界處，當多子擴散與少子漂移達到動態平衡時，空間電荷區（亦稱為耗盡層或勢壘區）的寬度基本上穩定下來，結就形成了。2、結的單相導電性當P區的電位高于N區的電位時，稱為加正向電壓（或稱為正向偏置），此時，結導通，呈現低電阻，流過級電流，相當于開關閉

6、合；當N區的電位高于P區的電位時，稱為加反向電壓（或稱為反向偏置），此時，結截止，呈現高電阻，流過A級電流，相當于開關斷開。結是半導體的基本結構單元，其基本特性是單向導電性：即當外加電壓極性不同時，結表現出截然不同的導電性能。結的單向導電性：結加正向電壓時，呈現低電阻，具有較大的正向擴散電流；結加反向電壓時，呈現高電阻，具有很小的反向漂移電流。結的反向擊穿特性：當結的反向電壓增大到一定值時，反向電流隨電壓數值的增加而急劇增大。結的反向擊穿有兩類：齊納擊穿和雪崩擊穿。無論發生哪種擊穿，若對其電流不加以限制，都可能造成結的永久性損壞。2、結溫度特性當溫度升高時，結的反向電流增大，正向導通電壓減小，

7、這也是半導體器件熱穩定性差的主要原因。3、結電容效應結具有一定的電容效應，它由兩方面的因素決定：一是勢壘電容 ，二是擴散電容，它們均為非線性電容。*勢壘電容是耗盡層變化所等效的電容。勢壘電容與結的面積、空間電荷區的寬度和外加電壓等因素有關。擴散電容是擴散區內電荷的積累和釋放所等效的電容。擴散電容與結正向電流和溫度等因素有關。結電容由勢壘電容和擴散電容組成。結正向偏置時，以擴散電容為主；反向偏置時以勢壘電容為主。只有在信號頻率較高時，才考慮結電容的作用。作業：1. 復習結的形成過程；2. 預習下一小節“半導體二極管”相關內容。教學反思模擬電子技術 課程教案第2講課程類別 理論課授課題目 1.1

8、半導體二極管1.2 特殊二極管教學目的與要求1. 掌握二極管的特性和主要參數；2. 掌握穩壓管的工作原理；3. 了解發光二極管、光敏二極管等特殊二極管的功能和用途。教學重點與難點重點：1. 二極管的伏安特性、單向導電性及等效電路； 2. 穩壓管穩壓原理及簡單穩壓應用電路； 3. 二極管的箝位、限幅和小信號應用舉例。難點：1. 二極管在電路中導通與否的判斷方法；2. 穩壓管穩壓原理教具和媒體使用 多媒體課件。教學方法 講授法、問題教學法。教學時數 2學時。教學過程導入：思考：P型和N型半導體中，多子或少子各指什么？思考：結是如何形成的？新授：一、二極管的特性和主要參數1、半導體二極管的幾種常見結

9、構及其應用場合在結上加上引線和封裝，就成為一個二極管。二極管按結構分為點接觸型、面接觸型和平面型三大類。點接觸型二極管結面積小，結電容小，常用于檢波和變頻等高頻電路；面接觸型二極管結面積大，結電容大，用于工頻大電流整流電路；平面型二極管結面積可大可小，結面積大的，主要用于功率整流；結面積小的可作為數字脈沖電路中的開關管。2、二極管的伏安特性半導體二極管的伏安特性曲線如P5圖1-10所示，處于第一象限的是正向伏安特性曲線，處于第三象限的是反向伏安特性曲線。1）正向特性：當V0，即處于正向特性區域，正向區又分為兩段：（1）當0V時，正向電流為零，稱為死區電壓或開啟電壓。（2）當V時，開始出現正向電

10、流，并按指數規律增長。2）反向特性：當V0時，即處于反向特性區域，反向區也分兩個區域：（1）當V0時，反向電流很小，且基本不隨反向電壓的變化而變化，此時的反向電流也稱反向飽和電流。（2）當V時，反向電流急劇增加，稱為反向擊穿電壓。從擊穿的機理上看，硅二極管若7 V時，主要是雪崩擊穿；若4 V則主要是齊納擊穿，當在4 V7 V之間兩種擊穿都有，有可能獲得零溫度系數點。3、溫度對二極管伏安特性的影響溫度對二極管的性能有較大的影響，溫度升高時，反向電流將呈指數規律增加，硅二極管溫度每增加8，反向電流將約增加一倍；鍺二極管溫度每增加12，反向電流大約增加一倍。另外，溫度升高時，二極管的正向壓降將減小，

11、每增加1，正向壓降大約減小2，即具有負的溫度系數。4、二極管的等效電路（或稱為等效模型）1）理想模型：即正向偏置時管壓降為0，導通電阻為0；反向偏置時，電流為0，電阻為。適用于信號電壓遠大于二極管壓降時的近似分析。2）簡化電路模型：是根據二極管伏安特性曲線近似建立的模型，它用兩段直線逼近伏安特性，即正向導通時壓降為一個常量；截止時反向電流為0。3）小信號電路模型：即在微小變化范圍內，將二極管近似看成線性器件而將它等效為一個動態電阻 。這種模型僅限于用來計算疊加在直流工作點Q上的微小電壓或電流變化時的響應。5、二極管的主要參數1）最大整流電流I：二極管長期工作允許通過的最大正向平均電流。在規定的

12、散熱條件下，二極管正向平均電流若超過此值，則會因結溫過高而燒壞。2）最高反向工作電壓：二極管工作時允許外加的最大反向電壓。若超過此值，則二極管可能因反向擊穿而損壞。一般取值的一半。3）電流：二極管未擊穿時的反向電流。對溫度敏感。越小，則二極管的單向導電性越好。4）最高工作頻率：二極管正常工作的上限頻率。若超過此值，會因結電容的作用而影響其單向導電性。6、穩壓二極管（穩壓管）及其伏安特性二、穩壓管穩壓管是一種特殊的面接觸型半導體二極管，通過反向擊穿特性實現穩壓作用。穩壓管的伏安特性與普通二極管類似，其正向特性為指數曲線；當外加反壓的數值增大到一定程度時則發生擊穿，擊穿曲線很陡，幾乎平行于縱軸，當

13、電流在一定范圍內時，穩壓管表現出很好的穩壓特性。1、穩壓管等效電路穩壓管等效電路由兩條并聯支路構成：加正向電壓以及加反向電壓而未擊穿時，與普通硅管的特性相同；加反向電壓且擊穿后，相當于理想二極管、電壓源和動態電阻的串聯。如P7圖1-11所示。2、穩壓管的主要參數1）穩定電壓：規定電流下穩壓管的反向擊穿電壓。2）最大穩定工作電流 和最小穩定工作電流：穩壓管的最大穩定工作電流取決于最大耗散功率，即 ；而對應，若，則不能穩壓。3）額定功耗： ，超過此值，管子會因結溫升太高而燒壞。4）動態電阻： ，其概念與一般二極管的動態電阻相同，只不過穩壓二極管的動態電阻是從它的反向特性上求取的。愈小，反映穩壓管的

14、擊穿特性愈陡，穩壓效果愈好。5）溫度系數：溫度的變化將使改變，在穩壓管中，當êê7 V時，具有正溫度系數，反向擊穿是雪崩擊穿；當êê4 V時，具有負溫度系數，反向擊穿是齊納擊穿；當4 Vêê7 V時，穩壓管可以獲得接近零的溫度系數。這樣的穩壓二極管可以作為標準穩壓管使用。 9、穩壓管穩壓電路穩壓二極管在工作時應反接，并串入一只電阻。電阻有兩個作用：一是起限流作用，以保護穩壓管；二是當輸入電壓或負載電流變化時，通過該電阻上電壓降的變化，取出誤差信號以調節穩壓管的工作電流，從而起到穩壓作用。三、其他特殊二極管如上節利用結擊穿時的特性可制成

15、穩壓二極管，利用發光材料還可制成發光二極管，利用結的光敏特性可制成光電二極管，等等。作業： 教材p19 習題4、5、6、7、8。教學反思模擬電子技術 課程教案第3講課程類別 理論課授課題目 1.4 晶體管教學目的與要求1. 理解晶體管的電流分配及放大原理；2. 掌握晶體管的輸入輸出特性；3. 熟悉晶體管的主要參數。教學重點與難點重點：1. 晶體管電流放大原理及其電流分配關系式；2. 晶體管的輸入、輸出特性；3. 晶體管三種工作狀態的判斷方法。難點：1. 晶體管放大原理及電流分配關系式；2. 晶體管的特性曲線的理解。教具和媒體使用 多媒體課件。教學方法 講授法、問題教學法。教學時數 2學時。教學

16、過程導入：思考：溫度對二極管伏安特性的影響主要體現在什么區域？思考：穩壓管是利用二極管的什么特性來穩定電壓的？ 新授：一、晶體管的主要類型和應用場合雙極型晶體管（簡稱晶體管）是通過一定的工藝，將兩個結接合在一起而構成的器件，是放大電路的核心元件，它能控制能量的轉換，將輸入的任何微小變化不失真地放大輸出，放大的對象是變化量。常見外形有四種，分別應用于小功率、中功率或大功率，高頻或低頻等不同場合。二、的電流分配及放大原理1具有放大作用的內部條件和外部條件1）的內部條件為：結構：有三個區（發射區、集電區和基區）、兩個結（發射結和集電結）、三個電極（發射極、集電極和基極）組成；制造工藝：并且發射區雜質

17、濃度遠大于基區雜質濃度，基區厚度很小。2）放大的外部條件為：發射結正偏，集電結反偏。2的電流放大作用及電流分配關系晶體管具有電流放大作用。當發射結正向偏置而集電結反向偏置時，從發射區注入到基區的非平衡少子中僅有很少部分與基區的多子復合，形成基極電流，而大部分在集電結外電場作用下形成漂移電流，體現出對的控制作用。此時，可將看成電流控制的電流源。三個重要的電流分配關系式：3晶體管的輸入特性和輸出特性晶體管的輸入特性和輸出特性表明各電極之間電流與電壓的關系。現以共射電路為例說明。1）共射輸入特性：f ()常數，如P14圖1-18所示。輸入特性曲線分為三個區：死區、非線性區和線性區。其中0V的那一條相

18、當于發射結的正向特性曲線。當1V時，特性曲線將會向右稍微移動一些。但再增加時，曲線右移很不明顯。曲線的右移是三極管內部反饋所致，右移不明顯說明內部反饋很小。2）共射輸出特性：f () =常數 如P14圖1-19所示，它是以為參變量的一族特性曲線。對于其中某一條曲線，當0 V時，0；當微微增大時，主要由決定；當增加到使集電結反偏電壓較大時，特性曲線進入與軸基本平行的區域(這與輸入特性曲線隨增大而右移的原因是一致的)。因此，輸出特性曲線可以分為三個區域：飽和區、截止區和放大區。3）晶體管工作在三種不同工作區外部的條件和特點工作狀態型型特點截止狀態E結、C結均反偏、E結、C結均反偏、 0放大狀態E結

19、正偏、C結均反偏 E結正偏、C結均反偏 飽和狀態E結、C結均正偏 、 E結、C結均正偏 、 V V 三、晶體管的主要參數1直流參數(1)共射直流電流放大系數：=（） |，在放大區基本不變。(2)共基直流放大系數：=（）顯然與之間有如下關系： = (1+)(1+)(3)穿透電流：（1+）；式中相當于集電結的反向飽和電流。2交流參數(1)共射交流電流放大系數：½，在放大區b 值基本不變。(2)共基交流放大系數：½當和很小時，a、b，可以不加區分。(3)特征頻率 ：三極管的b 值不僅與工作電流有關，而且與工作頻率有關。由于結電容的影響，當信號頻率增加時，三極管的b 將會下降。當b

20、下降到1時所對應的頻率稱為特征頻率。3極限參數和三極管的安全工作區（1）最大集電極電流：當集電極電流增加時，b 就要下降，當b 值下降到線性放大區b值的7030時，所對應的集電極電流稱為最大集電極電流。至于b 值下降多少，不同型號的三極管，不同的廠家的規定有所差別。可見，當時，并不表示三極管會損壞。（2） 最大集電極耗散功率： = 。對于確定型號的晶體管，是一個定值。當硅管的結溫大于150、鍺管的結溫大于70時，管子的特性明顯變壞，甚至燒壞。（3）極間反向擊穿電壓：晶體管某一級開路時，另外兩個電極之間所允許加的最高反向電壓，即為極間反向擊穿電壓，超過此值管子會發生擊穿現象。極間反向電壓有三種：

21、、和。由于各擊穿電壓中值最小，選用時應使其大于放大電路的工作電源。（4）三極管的安全工作區：由、和擊穿電壓V()在輸出特性曲線上可以確定四個區：過損耗區、過電流區、擊穿區和安全工作區。使用時應保證三極管工作在安全區。如P28圖1.29所示。4. 溫度對晶體管特性及參數的影響1）溫度對反向飽和電流的影響：溫度對和等由本征激發產生的平衡少子形成的電流影響非常嚴重。2）溫度對輸入特性的影響：當溫度上升時，正向特性左移。當溫度變化1時，大約下降22.5，具有負溫度系數。3）溫度對輸出特性的影響溫度升高時，由于和增大，且輸入特性左移，導致集電極電流增大，輸出特性上移。總之，當溫度升高時，和增大，輸入特性

22、左移，最終導致集電極電流增大。作業：教材p19 習題9-11。教學反思模擬電子技術 課程教案第4講課程類別 理論課授課題目 2.1 放大電路的基本概念2.2 共射固定偏置基本放大電路教學目的與要求1. 了解放大電路的基本概念；2. 掌握共射固定偏置基本放大電路的電路組成和工作原理； 3. 熟悉基本放大電路的靜態分析方法、動態分析方法；教學重點與難點重點：1. 放大的本質2. 放大電路工作原理及靜態工作點的作用；利用放大電路的組成原則判斷放大電路能否正常工作；難點：1. 放大電路靜態工作點的設置方法；2. 放大電路的微變等效電路的畫法；教具和媒體使用 多媒體課件。教學方法 講授法、問題教學法。教

23、學時數 2學時。教學過程導入：思考：晶體管的放大條件？新授：一、放大的基本概念在電子電路中，放大的對象是變化量，常用的測試信號是正弦波。放大電路放大的本質是在輸入信號的作用下，通過有源元件（或）對直流電源的能量進行控制和轉換，使負載從電源中獲得輸出信號的能量，比信號源向放大電路提供的能量大的多。因此，電子電路放大的基本特征是功率放大，表現為輸出電壓大于輸入電壓，輸出電流大于輸入電流，或者二者兼而有之。在放大電路中必須存在能夠控制能量的元件，即有源元件，如和等。放大的前提是不失真，只有在不失真的情況下放大才有意義。1、電路的主要性能指標1）輸入電阻：從輸入端看進去的等效電阻，反映放大電路從信號源

24、索取電流的大小。2）輸出電阻：從輸出端看進去的等效輸出信號源內阻，說明放大電路帶負載的能力。3）放大倍數（或增益）：輸出變化量幅值與輸入變化量幅值之比；或二者的正弦交流值之比，用以衡量電路的放大能力。根據放大電路輸入量和輸出量為電壓或電流的不同，有四種不同的放大倍數：電壓放大倍數、電流放大倍數、互阻放大倍數和互導放大倍數。電壓放大倍數定義為：；電流放大倍數定義為： 互阻放大倍數定義為：； 互導放大倍數定義為：注意：放大倍數、輸入電阻、輸出電阻通常都是在正弦信號下的交流參數，只有在放大電路處于放大狀態且輸出不失真的條件下才有意義。4）最大不失真輸出電壓：未產生截止失真和飽和失真時，最大輸出信號的

25、正弦有效值或峰值。一般用有效值表示；也可以用峰峰值表示。5）上限頻率、下限頻率和通頻帶：由于放大電路中存在電感、電容及半導體器件結電容，在輸入信號頻率較低或較高時，放大倍數的幅值會下降并產生相移。一般，放大電路只適合于放大某一特定頻率范圍內的信號。如P22圖2-5所示。上限頻率（或稱為上限截止頻率）：在信號頻率下降到一定程度時，放大倍數的數值等于中頻段的0.707倍時的頻率值即為上限頻率。下限頻率（或稱為下限截止頻率）：在信號頻率上升到一定程度時，放大倍數的數值等于中頻段的0.707倍時的頻率值即為上限頻率。通頻帶： = - 通頻帶越寬，表明放大電路對不同頻率信號的適應能力越強。二、共射固定偏

26、置基本放大電路1、電路組成阻容耦合共射放大電路：信號源與放大電路、放大電路與負載之間均通過耦合電容相連。不能放大直流信號和變化緩慢的交流信號；只能放大某一頻段范圍的信號。如P22圖2-6所示。放大電路中元件及作用：（1）三極管T 起放大作用。（2）集電極負載電阻 將變化的集電極電流轉換為電壓輸出。（3）偏置電路，使三極管工作在放大區，還為輸出提供能量。（4）耦合電容C1，C2輸入電容C1保證信號加到發射結，不影響發射結偏置。輸出電容C2保證信號輸送到負載，不影響集電結偏置。2、放大電路的組成原則1）為了使工作于放大區、工作于恒流區，必須給放大電路設置合適的靜態工作點，以保證放大電路不失真；2）

27、在輸入回路加入應能引起的變化，從而引起和的變化；3）輸出回路的接法應當使盡可能多地流到負載中去，或者說應將集電極電流的變化轉化為電壓的變化送到輸出端。 3、放大電路的基本分析（1）靜態工作點設置的必要性對放大電路的基本要求一是不失真，二是能放大。只有保證在交流信號的整個周期內三極管均處于放大狀態，輸出信號才不會產生失真。故需要設置合適的靜態工作點。Q點不僅電路是否會產生失真，而且影響放大電路幾乎所有的動態參數。（2）基本共射放大電路的工作原理及波形分析對于基本放大電路，只有設置合適的靜態工作點，使交流信號馱載在直流分量之上，以保證晶體管在輸入信號的整個周期內始終工作在放大狀態，輸出電壓波形才不

28、會產生非線性失真。 （3）直流通路、交流通路及其畫法直流通路：在直流電源的作用下，直流電流流經的通路，用于求解靜態工作點Q的值。直流通路的畫法：電容視為開路、電感視為短路；信號源視為短路，但應保留內阻。交流通路：在輸入信號作用下，交流信號流經的通路，用于研究和求解動態參數。交流通路的畫法：耦合電容視為短路；無內阻直流電源視為短路；（4）放大電路的靜態分析和動態分析靜態分析：就是求解靜態工作點Q，在輸入信號為零時，或各電極間的電流和電壓就是Q點，可用估算法或圖解法求解。動態分析：就是求解各動態參數和分析輸出波形。通常，利用三極管等效模型畫出放大電路在小信號作用下的微變等效電路，并進而計算輸入電阻

29、、輸出電阻與電壓放大倍數；或利用圖解法確定最大不失真輸出電壓的幅值、分析非線性失真等情況。放大電路的分析應遵循“先靜態，后動態”的原則，只有靜態工作點合適，動態分析才有意義；Q點不但影響電路輸出信號是否失真，而且與動態參數密切相關。（5）等效電路法求解靜態工作點即利用直流通路估算靜態工作點、和。其中硅管的；鍺管的，無須求解；其余三個參數的求解方法為：A.列放大電路輸入回路電壓方程可求得；B.根據放大區三極管電流方程可求得；C.列放大電路輸出回路電壓方程可求得；【思考】：什么是微變等效信號？為什么分析動態特性采用微變等效信號？【思考】：交流負載線是什么運動軌跡？與靜態工作點的關系？作業：教材p4

30、6 習題1-4。教學反思模擬電子技術 課程教案第5講課程類別 理論課授課題目 2.3 共射分壓偏置基本放大電路教學目的與要求1. 掌握共射分壓偏置基本放大電路的電路組成和工作原理；2. 掌握共射分壓偏置基本放大電路的動、靜態分析方法教學重點與難點重點：1. 掌握共射分壓偏置基本放大電路的電路結構特點；2. 分壓式偏置電路Q的估算；3. 分壓式偏置電路動態性能指標的計算；難點：1. 穩定靜態工作點的原理；2. 分壓式偏置電路微變等效電路畫法及動態性能指標的計算。教具和媒體使用 多媒體課件。教學方法 講授法、問題教學法。教學時數 2學時。教學過程導入：1. 靜態等效電路的畫法，靜態點的估算方法，靜

31、態分析時的兩個電壓回路；2. 三極管的微變等效電路的畫法；3. 靜態工作點對放大器工作波形的影響。新授：一、分壓式偏置放大電路的原理1）Q點穩定原理分壓偏置電路如P28圖2-15所示。穩定靜態工作點的條件為：I1和；此時， ，即當溫度變化時，基本不變。 靜態工作點的穩定過程為：T（）（）（因為基本不變）當溫度降低時，各物理量向相反方向變化。這種將輸出量（）通過一定的方式（利用將的變化轉化為電壓的變化）引回到輸入回路來影響輸入量的措施稱為反饋。可見，在Q點穩定過程中，作為負反饋電阻起著重要的作用。典型靜態工作點穩定電路利用直流負反饋來穩定Q點。二、分壓式偏置電路的靜態分析分壓式偏置電路的靜態分析

32、有兩種方法：一是戴維南等效電路法；二是估算法，這種方法的使用條件為I1，或者。三、分壓式偏置電路的動態分析動態分析時，射極旁路電容應看成短路。畫放大電路的微變等效電路時，要特別注意射極電阻有無被射極旁路電容旁路，正確畫出“交流地”的位置，根據實際電路進行計算即可。作業：習題6、7。教學反思模擬電子技術 課程教案第6講課程類別 理論課授課題目 2.4 共集電路2.5 共基放大電路及三種基本組態的比較教學目的與要求1. 了解共集、共基放大電路的電路結構組成及工作原理；2. 熟悉共集、共基放大電路的分析方法和電路特點；3. 了解三種接法放大電路的特點及應用場合。教學重點與難點重點：1. 共集、共基放

33、大電路的靜、動態特性的分析。難點：1. 共集放大電路微變等效電路分析法。教具和媒體使用 多媒體課件。教學方法 講授法、問題教學法。教學時數 2學時。教學過程導入：思考：共射分壓偏置基本放大電路中，p28圖2-15，電阻1和電容的作用？新授： 一、共集放大電路的組成及靜態和動態分析1. 共集放大電路的組成共集放大電路（亦稱為射極輸出器）如P33圖2-24（a）所示，為了保證晶體管工作在放大區，在晶體管的輸入回路，、與共同確定合適的靜態基極電流；晶體管輸出回路中，電源 ，提供集電極電流和輸出電流，并與配合提供合適的管壓降 。2. 共集放大電路的靜態分析與共射電路靜態分析方法基本相同：（1）列放大電

34、路輸入方程可求得；（2）根據放大區三極管電流方程可求得；（3）列放大電路輸出方程可求得；3共集放大電路的動態分析共集放大電路的動態分析方法與共射電路基本相同，只是由于共集放大電路的“交流地”是集電極，一般習慣將“地”畫在下方，所以微變等效電路的畫法略有不同，如圖P33圖2-24（c）二、共基放大電路的組成及靜態和動態分析1共基放大電路的靜態分析共基放大電路的靜態分析與共射電路靜態分析方法基本相同：（1）列放大電路輸入回路電壓方程可求得；（2）根據放大區三極管電流方程 可求得；（3）列放大電路輸出回路電壓方程可求得；2共基放大電路的動態分析共基放大電路的動態分析方法與共射電路基本相同，只是由于共

35、基放大電路的“交流地”是基極，一般習慣將“地”畫在下方，所以微變等效電路的畫法略有不同。如P37圖2-26所示。三、三極管放大電路的基本接法1. 三種接法三極管放大電路的基本接法亦稱為基本組態，有共射（包括工作點穩定電路）、共基和共集三種：共射放大電路以發射極為公共端，通過 對的控制作用實現功率放大；共集放大電路以集電極為公共端，通過對的控制作用實現功率放大；共基放大電路以基極為公共端，通過對的控制作用實現功率放大。2. 三種接法的比較共射放大電路既有電壓放大作用又有電流放大作用，輸入電阻居三種電路之中，輸出電阻較大，適用于一般放大；共集放大電路只有電流放大作用而沒有電壓放大作用，因其輸入電阻

36、高而常做為多級放大電路的輸入級，因其輸出電阻低而常做為多級放大電路的輸出級，因其放大倍數接近于1而用于信號的跟隨；共基放大電路只有電壓放大作用而沒有電流放大作用，輸入電阻小，高頻特性好，適用于寬頻帶放大電路。【課堂討論】：三種放大電路組態的特點及應用場合。作業：練習題8、9，請寫出詳細過程。教學反思模擬電子技術 課程教案第7講課程類別 理論課授課題目 3.2 絕緣柵型場效應晶體管教學目的與要求1. 熟悉絕緣柵場效應管的結構特點、工作原理；2. 熟悉絕緣柵場效應管的伏安特性；3. 了解場效應管的主要參數。教學重點與難點重點：1. N溝道增強型管的結構特點、工作原理；2. N溝道增強型管的伏安特性

37、及其特性曲線。難點：1. 絕緣柵場效應管的結構特點、工作原理。教具和媒體使用 多媒體課件。教學方法 講授法、問題教學法。教學時數 2學時。教學過程導入：回憶：晶體管的工作原理和特性？新授： 一、場效應管及其類型場效應管是一種利用電場效應來控制其電流大小的半導體器件。根據結構不同可分為兩大類：結型場效應管（）和金屬氧化物半導體場效應管（簡稱管）；每一類又有N溝道和P溝道兩種類型，其中管又可分為增強型和耗盡型兩種。二、管的結構、原理1、N溝道增強型管結構N溝道增強型基本上是一種左右對稱的拓撲結構，它是在P型半導體上生成一層2 薄膜絕緣層，然后用光刻工藝擴散兩個高摻雜的N型區，從N型區引出兩個電極，

38、漏極D，和源極S。在源極和漏極之間的絕緣層上鍍一層金屬鋁作為柵極G。P型半導體稱為襯底，用符號B表示。因為這種管在0V時0；只有當() 后才會出現漏極電流，所以稱為增強型管。2、N溝道增強型管的工作原理1）夾斷區工作條件0時，D與S之間是兩個結反向串聯，沒有導電溝道，無論D與S之間加什么極性的電壓，漏極電流均接近于零；當0()時，由柵極指向襯底方向的電場使空穴向下移動，電子向上移動，在P型硅襯底的上表面形成耗盡層，仍然沒有漏極電流。 1）可變電阻區2）可變電阻區工作條件當> () 時，柵極下P型半導體表面形成N型導電溝道(反型層)，若D、S間加上正向電壓后可產生漏極電流。若 ()，則溝道

39、沒夾斷，對應不同的，間等效成不同阻值的電阻，此時，相當于壓控電阻。3）恒流區（或飽和區）工作條件當 () 時，溝道預夾斷；若 - ()，則溝道已夾斷，僅僅決定于，而與無關。此時，近似看成控制的電流源，相當于壓控流源。可見，對于N溝道增強型管，柵源電壓對導電溝道有控制作用，即當> ()時，才能形成導電溝道將漏極和源極溝通。如果此時加有漏源電壓，就可以形成漏極電流。當場效應管工作在恒流區時，利用柵源之間外加電壓所產生的電場來改變導電溝道的寬窄，從而控制多子漂移運動所產生的漏極電流。此時，可將看成電壓控制的電流源。4、N溝道耗盡型N溝道耗盡型是在柵極下方的2絕緣層中摻入了大量的金屬正離子，所以

40、當0時，這些正離子已經感應出反型層，形成了溝道。如P57圖3-9所示。于是，只要有漏源電壓，就有漏極電流存在。當0時，將使進一步增加。0時，隨著的減小漏極電流逐漸減小，直至0。對應0的稱為夾斷電壓，用符號()表示，三、場效應管的伏安特性場效應三極管的特性曲線類型比較多，根據導電溝道的不同以及是增強型還是耗盡型可有四種轉移特性曲線和輸出特性曲線，其電壓和電流方向也有所不同。以增強型N溝為例，輸出特性：f () =常數 反映() 且固定為某一值時，對的影響；轉移特性：f () =常數 反映對漏極電流的控制關系；輸出特性和轉移特性反映了場效應管工作的同一物理過程，因此，轉移特性可以從輸出特性上用作圖

41、法一一對應地求出。場效應管的輸出特性可分為四個區：夾斷區、可變阻區、飽和區（或恒流區）和擊穿區。在放大電路中，場效應管工作在飽和區。四、場效應管的主要參數：1） 直流參數（1）開啟電壓()：開啟電壓是增強型管的參數，柵源電壓小于開啟電壓的絕對值，場效應管不能導通。（2）夾斷電壓()：夾斷電壓是耗盡型的參數，當() 時，漏極電流為零。（3）飽和漏極電流：是耗盡型的參數，當0時所對應的漏極電流。（4）直流輸入電阻（）：的柵源輸入電阻。對于，反偏時約大于107；對于，約是1091015。 2） 交流參數（1）低頻跨導：低頻跨導反映了柵壓對漏極電流的控制作用，這一點與電子管的控制作用十分相像。可以在轉

42、移特性曲線上求取，單位是(毫西門子)。（2）級間電容：的三個電極間均存在極間電容。通常和約為13,而約為0.11。在高頻電路中，應考慮極間電容的影響。3） 極限參數（1）最大漏極電流：是正常工作時漏極電流的上限值。（2）漏源擊穿電壓U()：進入恒流區后，使驟然增大的值稱為漏源擊穿電壓，超過此值會使管子燒壞。（3）最大耗散功率：可由 決定，與雙極型三極管的相當。五、場效應管與晶體管的比較1） 是另一種半導體器件，在中只是多子參與導電，故稱為單極型三極管；而普通三極管參與導電的既有多數載流子，也有少數載流子，故稱為雙極型三極管（）。由于少數載流子的濃度易受溫度影響，因此，在溫度穩定性、低噪聲等方面

43、優于。2） 是電流控制器件，通過控制基極電流達到控制輸出電流的目的。因此，基極總有一定的電流，故的輸入電阻較低；是電壓控制器件，其輸出電流取決于柵源間的電壓，柵極幾乎不取用電流，因此，的輸入電阻很高，可以達到109014。高輸入電阻是的突出優點。3） 的漏極和源極可以互換使用，耗盡型管的柵極電壓可正可負，因而放大電路的構成比放大電路靈活。4） 和都可以用于放大或作可控開關。但還可以作為壓控電阻使用，可以在微電流、低電壓條件下工作，且便于集成。在大規模和超大規模集成電路中應用極為廣泛。【課堂討論】：與晶體管相比，場效應管有哪些特點？作業：習題1、3(2)，請寫出詳細過程。教學反思模擬電子技術 課

44、程教案第8講課程類別 理論課授課題目 4.1反饋的基本概念教學目的與要求1. 熟悉反饋的基本概念；2. 掌握反饋的分類及其判別方法。教學重點與難點重點：1. 反饋的基本概念；2. 各種反饋類型的判斷。難點：1. 反饋的判斷方法。教具和媒體使用 多媒體課件。教學方法 講授法、問題教學法。教學時數 2學時。教學過程導入： 常規基本放大電路信號傳輸方式及其缺點，導入反饋概念。新授： 一、反饋的基本概念1、什么是反饋反饋：將放大器輸出信號的一部分或全部經反饋網絡送回輸入端。反饋的示意圖見下圖所示，反饋信號的傳輸是反向傳輸。開環：放大電路無反饋，信號的傳輸只能正向從輸入端到輸出端。閉環：放大電路有反饋，

45、將輸出信號送回到放大電路的輸入回路，與原輸入信號相加或相減后再作用到放大電路的輸入端。圖示中是輸入信號，是反饋信號，稱為凈輸入信號。所以有 2、負反饋和正反饋負反饋：加入反饋后，凈輸入信號<，輸出幅度下降。應用：負反饋能穩定與反饋量成正比的輸出量，因而在控制系統中穩壓、穩流。正反饋：加入反饋后，凈輸入信號>，輸出幅度增加。應用：正反饋提高了增益，常用于波形發生器。3、交流反饋和直流反饋直流反饋：反饋信號只有直流成分；交流反饋：反饋信號只有交流成分；交直流反饋：反饋信號既有交流成分又有直流成分。直流負反饋作用：穩定靜態工作點；交流負反饋作用：從不同方面改善動態技術指標，對、有影響。二

46、、反饋的判斷1、有無反饋的判斷（1）是否存在一條支路是輸入回路和輸出回路的共用支路；（2）是否存在一條支路，一端接在輸入回路、另一端接在輸出回路。注意： 反饋至輸入端不能接地，否則不是反饋。2、正、負反饋極性的判斷之一：瞬時極性法（1）在輸入端，先假定輸入信號的瞬時極性；可用“+”、“-”或“”、“”表示；（2）根據放大電路各級的組態，決定輸出量與反饋量的瞬時極性;（3）最后觀察引回到輸入端反饋信號的瞬時極性，若使凈輸入信號增強，為正反饋，否則為負反饋。注意：（1）極性按中頻段考慮；（2）必須熟悉放大電路輸入和輸出量的相位關系；（3）反饋類型主要取決于電路的連接方式，而與的極性無關；（4）對單

47、個運放一般有：反饋接至反相輸入端為負反饋；反饋接至同相輸入端為正反饋。3、正、負反饋極性的判斷法之二：在明確串聯反饋和并聯反饋后，正、負反饋極性可用下列方法來判斷：（1）反饋信號和輸入信號加于輸入回路同一點時：瞬時極性相同的為正反饋；瞬時極性相反的是負反饋；（2）反饋信號和輸入信號加于輸入回路兩點時：瞬時極性相同的為負反饋；瞬時極性相反的是正反饋。對三極管放大電路來說這兩點是基極和發射極，對運算放大器來說是同相輸入端和反相輸入端。 注意：輸入信號和反饋信號的瞬時極性都是指對地而言，這樣才有可比性。4、電壓反饋和電流反饋（1）電壓反饋：反饋信號的大小與輸出電壓成比例（采樣輸出電壓）；（2）電流反

48、饋，反饋信號的大小與輸出電流成比例（采樣輸出電流）。（3）判斷方法：將輸出電壓“短路”，若反饋回來的反饋信號為零，則為電壓反饋；若反饋信號仍然存在，則為電流反饋。應用中，若要穩定輸出端某一電量，則采樣該電量，以負反饋形式送輸入端。電壓負反饋作用：穩定放大電路的輸出電壓。電流負反饋作用：穩定放大電路的輸出電流。5、串聯反饋和并聯反饋（根據反饋信號在輸入端的求和方式）（1）串聯反饋：反饋信號與輸入信號加在放大電路輸入回路的兩個電極上，此時反饋信號與輸入信號是電壓相加減的關系。（2）并聯反饋，反饋信號加在放大電路輸入回路的同一個電極，此時反饋信號與輸入信號是電流相加減的關系。（3）判別方法：將反饋節

49、點對地短接，若輸入信號仍能送入放大電路，則反饋為串聯反饋，否則為并聯反饋。對于三極管來說，反饋信號與輸入信號同時加在輸入三極管的基極或發射極，則為并聯反饋；一個加在基極，另一個加在發射極則為串聯反饋。對于運算放大器來說，反饋信號與輸入信號同時加在同相輸入端或反相輸入端，則為并聯反饋；一個加在同相輸入端，另一個加在反相輸入端則為串聯反饋。6、直、交流反饋方法判斷：根據反饋網絡中是否有動態元件進行判斷。（1）若反饋網絡無動態元件（通常為電容），則反饋信號交、直流并存；（2）若反饋網絡有電容串聯，則只有交流反饋；（3）若反饋網絡有電容并聯，則只有直流反饋。三、負反饋放大電路的四種基本組態1、負反饋的

50、基本組態類型：電壓串聯負反饋，電壓并聯負反饋，電流串聯負反饋，電流并聯負反饋。2、負反饋放大電路反饋組態的判斷方法： （1）從放大器輸出端的采樣物理量，看反饋量取自電壓還是電流；（2）從輸入端的連接方式，判斷反饋是串聯還是并聯。3、四種負反饋組態及組態的判斷（1）電壓串聯負反饋* 表現形式：輸出和反饋均以電壓的形式出現(a)分立元件放大電路 (b)集成運放放大電路在放大器輸出端，采樣輸出電壓, 反饋量 與 成正比，為電壓反饋；在放大器輸入端,信號以電壓形式出現, 與 相串聯,為串聯反饋；* 參量表示：因輸出端采樣電壓，在輸入端是輸入電壓和反饋電壓相減，所以：閉環放大倍數： 反饋系數 。對于圖上

51、 (a) ，對于圖下 (b) * 判斷方法對上圖(a)所示電路，根據瞬時極性法判斷，經加在發射極E1上的反饋電壓為+，與輸入電壓極性相同，且加在輸入回路的兩點，故為串聯負反饋。反饋信號與輸出電壓成比例，是電壓反饋。后級對前級的這一反饋是交流反饋，同時1上還有第一級本身的負反饋。對圖(b)，因輸入信號和反饋信號加在運放的兩個輸入端，故為串聯反饋，根據瞬時極性判斷是負反饋，且為電壓負反饋。結論是交直流串聯電壓負反饋。（2）電流串聯負反饋* 表現形式：輸出采樣輸出電流，而反饋量則以電壓的形式出現電路如下圖所示。圖(a)是共射基本放大電路將去掉而構成。圖 (b)是由集成運放構成。(a) (b)* 參量

52、表示：對圖 (b)的電路，求其互導增益于是1 ，這里忽略了的分流作用。電壓增益為* 判斷方法：對圖(a)，反饋電壓從上取出，根據瞬時極性和反饋電壓接入方式，可判斷為串聯負反饋。因輸出電壓短路，反饋電壓仍然存在，故為串聯電流負反饋。（3）電壓并聯負反饋* 表現形式：輸出采樣輸出電壓，而反饋量則以電流的形式出現.電路如下圖所示。* 參量表示： 稱為互阻增益，稱為互導反饋系數，相乘無量綱。 而電壓增益為* 判斷方法：因反饋信號與輸入信號在一點相加，為并聯反饋。根據瞬時極性法判斷，為負反饋，且為電壓負反饋。因為并聯反饋，在輸入端采用電流相加減。即為電壓并聯負反饋。（4）電流并聯負反饋電流并聯負反饋的電

53、路如下圖 (a)、(b)所示。* 表現形式：輸出和反饋均以電流的形式出現(a) (b) * 參量表示： 電流反饋系數是，以圖 (b)為例,有: 電流放大倍數 顯然，電流放大倍數基本上只與外電路的參數有關，與運放內部參數無關。電壓放大倍數為* 判斷方法：因反饋信號與輸入信號在一點相加，為并聯反饋。根據瞬時極性法判斷，為負反饋，且因輸出電壓短路，反饋電壓仍然存在，因為并聯反饋，在輸入端采用電流相加減。即為電流并聯負反饋。對于圖(a)電路，反饋節點與輸入點相同，所以是電流并聯負反饋。對于圖(b)電路，也為電流并聯負反饋。作業：習題6、9，請寫出詳細過程。教學反思模擬電子技術 課程教案第9講課程類別

54、理論課授課題目 4.2 負反饋對放大電路性能的影響教學目的與要求1. 掌握直流、交流負反饋對放大電路的影響；2. 熟悉引入負反饋的一般原則。教學重點與難點重點：1. 負反饋對放大器性能的影響；難點：1. 負反饋對放大電路的影響原理。教具和媒體使用 多媒體課件。教學方法 講授法、問題教學法。教學時數 2學時。教學過程導入：1. 負反饋有哪幾類？2. 判斷負反饋的基本步驟和方法。新授： 一、負反饋對放大電路性能的影響1、負反饋對放大倍數的影響根據負反饋基本方程，不論何種負反饋，都可使反饋放大倍數下降|1倍，只不過不同的反饋組態的量綱不同而已。在負反饋條件下放大倍數的穩定性也得到了提高。 AAAAAAAAd)1(1d)1(d)1(dd)1(dff22f×+=+=+×-×+=有