模電教案 (陳燕熙)

1、教 案課程名稱： 模擬電子技術_適用專業(yè)： 電子信息工程技術 _總 課 時： _ 64_任課教師： 陳燕熙_職 稱： 無_ _重慶電信職業(yè)學院制二一五年三月六日填寫說明1.教案編寫要求內容簡明、條理清楚、教學目的明確、教學內容設置合理、重點難點清晰；以簡案為主。2.教案按一個教學單元編制，一個教學單元原則上為2-4課時，具體的課時可根據(jù)實際情況而定。3.單元內容：指本教學單元的主題內容，可以是課題、訓練項目、工作任務或是教學模塊。重慶電信職業(yè)學院課程教案單元內容半導體的基礎知識單元序號01單元課時2教學手段多媒體+板書教學方法項目教學、講授法教學課型理論 實訓 （ ）教學目標能力目標掌握半導體

2、的基本知識。深刻理解PN結及單向導電特性原理。知識目標掌握半導體的基本知識。深刻理解PN結及單向導電特性原理。情感目標通過本節(jié)知識的學習，使學生深刻理解PN結及單向導電特性原理。任務定位教學重點PN結的特性。教學難點PN結的形成及其特性教學關鍵點掌握半導體的基本知識。PN結的單向導電特性教學過程設計備 注任務1 常用電子器件的測試與判斷知識一 模電基本知識一、電子器件1元件：電阻器、電容器、變壓器、開關2器件：電子管、晶體管、集成塊二、電子線路：由器件、元件組成的具有一定功能的電路三、應用1通信無線電通信、激光通信、光纖通信、有線通信2控制電氣控制技術、機電技術中電子技術的應用，使自動控制更精

3、確、迅速、靈敏3文化生活電子技術的應用為人們的精神生活和文化交流提供方便提出問題：就自己的生活談談電子技術的應用四、本課程的目標1掌握常用電子元器件的工作特性、參數(shù)檢測方法等。2掌握各種電子線路的基本概念，了解常用的單元電路的工作原理。3了解常用集成電路的功能特性，看懂集成電路功能表。4培養(yǎng)分析和解決問題的能力。五、本課程的學習方法注意觀察仔細聽課積極思維重視復習勤于實踐知識二 半導體的基礎知識一、 半導體的特性1、半導體：導電能力介于導體和絕緣體之間的物體。（1）、用于制造半導體器件的半導體材料：硅、鍺、砷化鎵及金屬氧化物。（2）、常用的半導體材料：硅、鍺。2、半導體的特性（1）熱敏特性 溫

4、度的變化會使半導體的電導率發(fā)生顯著的變化，利用半導體的電阻率對溫度特別靈敏，可做成各種熱敏元件。 （2）光敏特性 光照可以改變半導體的電導率。在沒有光照時，電阻可高達幾十兆歐；受光照時，電阻可以降到幾十千歐。利用這種特性可以制作光電晶體管、光耦合器和光電池等。 （3）摻雜特性 摻雜可以提高其導電能力，因此可用來制作各種熱敏、光敏器件，用于自動控制和自動測量中。若在純凈半導體中 摻入微量的雜質，其導電性能也可以得到明顯的提高，因此，可以通過摻入不同種類和數(shù)量的雜質元素來制成二極管、三極管等各種不同用途的半導體器件。二、本證半導體1、本證半導體:純凈的不含任何雜質、晶體結構排列整齊的半導體。（1）

5、原子：由帶正電的原子核和帶負電的核外電子組成。 圖 1-2 電子和空穴的填補運動(2)自由電子:在一定溫度下，若受光和熱的激發(fā)，晶體結構中的少數(shù)價電子將會掙脫原子核的束縛成為自由電子。（3）空穴：在自由電子掙脫原子核束縛后，在原來共價鍵的相應位置留下的一個空位。（4）電子空穴對：成對出現(xiàn)的自由電子與空穴。2本征半導體的特征：自由電子數(shù)目與空穴的數(shù)目是相等的。3本征半導體內部結構：在一定溫度下，若受光和熱的激發(fā)，晶體結構中的少數(shù)價電子將會掙脫原子核的束縛成為自由電子。在自由電子掙脫原子核束縛后，在原來共價鍵的相應位置留下的一個空位。自由電子與空穴是成對出現(xiàn)的。此時原子失去電子帶正電，相當于空穴帶

6、正電。于此同時有空穴的原子會吸引相鄰的原子的價電子來填補空穴，于是形成了新的空穴，并繼續(xù)吸引新的價電子轉移到新的空穴上，如圖1-2所示。如此繼續(xù)不斷，在晶體不斷，在晶體內則形成了自由電子的運動和空穴的反方向運動。自由電子和空穴都是運載電荷的粒子。（1）載流子：運載電荷的粒子。（2）本證半導體在外電場的作用下，兩種載流子的運動方向相反，形成的電流方向相同。三、雜質半導體在本證半導體內部，自由電子和空穴總是成對出現(xiàn)的，因此，對外呈電中性。如果在本證半導體中摻入少量的其他元素，就會使半導體的導電能力發(fā)生顯著變化。根據(jù)摻入雜質的不同，可形成兩種不同的雜質半導體，即N型半導體和P型半導體。1、 N型半導

7、體（1） 定義：在單晶硅中摻入五價磷形成的半導體就是N型半導體（2） 特征：A、多數(shù)載流子是自由電子B、少數(shù)載流子是空穴C、自由電子數(shù)目大于空穴數(shù)目圖1-3 N型半導體 2、P型半導體 （1）定義：在純凈半導體硅或者鍺中摻入少量的三價雜質元素如硼形成的半導體就是P型半導體 （2）特征： A、多數(shù)載流子是空穴 B、少數(shù)載流子是自由電子 C、空穴的數(shù)目大于自由電子的數(shù)目圖1-4 P型半導體四、PN結及導電特性 1、PN結的形成 在一塊本證半導體晶片上，通過一定的摻雜工藝，可使一邊形成P型半導體而另一邊形成N型半導體。在N型和P型半導體交界面兩側，由于載流子濃度的差別，N區(qū)的自由電子向P去擴散，而P

8、區(qū)的空穴向N區(qū)擴散如圖1-5所示。P區(qū)一側因失去空穴留下不能移動的負離子，N區(qū)一側因失去電子而留下不能移動的正離子。這些離子被固定排列在半導體晶體的晶格中，不能自由移動，因此并不參與導電。這樣，在交界面兩側形成一個帶異性電荷的離子層，稱為空間電荷區(qū)，又稱耗盡層或者PN結；并產(chǎn)生內電場，其方向是從N區(qū)指向P區(qū)。PN結是構成各種半導體器件的基本單元。圖1-5 PN結的形成2、PN結的單向導電特性。（1）PN結的正向偏置A、P端接電源正極，N端接電源負極則稱正向偏置。B、外加電源產(chǎn)生的外電場方向與PN結產(chǎn)生的內電場方向相反。C、削弱了內電場，使PN結變薄。D、有利于兩區(qū)多數(shù)載流子向對方擴散，形成正向

9、電流。E、測的正向電流較大，PN結呈現(xiàn)低電阻，稱PN結正向導通。圖1-6 結的正向偏置（2）PN結的反向偏置A、P端接電源負極，N端接電源正極則稱反向偏置。B、外加電源產(chǎn)生的外電場方向與PN結產(chǎn)生的內電場方向一致。C、加強了內電場，使PN結加寬。D、阻礙了兩區(qū)多數(shù)載流子向對方擴散運動。E、在外電場的作用下，只有少數(shù)載流子形成很小的電流，稱為反向電流。F、測的電流近似為零，PN結呈現(xiàn)高電阻，稱為PN結反向截止。圖的反向偏置（3）PN結的單向導電性：加正向電壓導通，加反向電壓截止。注：少數(shù)載流子是由于熱激發(fā)產(chǎn)生的，因而PN結的反向電流受溫度影響很大。本節(jié)課注重培養(yǎng)學生的學習興趣思考題與作業(yè)判斷題：

10、1、在半導體內部,只有電子是載流子。( )2、在外電場作用下,半導體中同時出現(xiàn)電子電流和空穴電流。( )3、在本征半導體中，自由電子數(shù)目比空穴數(shù)目多得多。( )4、在外電場作用下,半導體中同時出現(xiàn)電子電流和空穴電流。( )填空題：1、半導體不同于導體和絕緣體的三大獨特性質為_ _和光敏性。 2、常見的半導體材料有_ _3、N型半導體的多數(shù)載流子是_ ,少數(shù)載流子是_.4、PN結具有_特性，及加_PN結導通，加_PN結截止。教材及參考資料教材：1 姜俐俠. 模擬電子技術項目式教程. 機械工業(yè)出版社,2011.2參考資料：1 胡宴如. 模擬電子技術基礎. 高等教育出版社,20082 劉潤華. 模擬

11、電子技術基礎. 中國石油大學出版社,20073 華成英. 童詩白. 模擬電子技術基礎(第四版). 高等教育出版社,2006教學反思本節(jié)知識比較基礎，學生接受起來很容易，上課反響不錯。重慶電信職業(yè)學院課程教案單元內容晶體二極管單元序號02單元課時2教學手段多媒體+板書教學方法項目教學、講授法教學課型 理論 實訓 （ ）教學目標能力目標熟練掌握半導體二極管的物理結構、工作原理和特性曲線。熟練掌握半導體二極管的主要參數(shù)。知識目標熟練掌握半導體二極管的物理結構、工作原理和特性曲線。熟練掌握半導體二極管的主要參數(shù)。掌握硅管與鍺管的特性差異。情感目標通過本部分知識的學習，使學生在電路設計中能夠正確選擇和使

12、用二極管。任務定位教學重點半導體二極管的工作原理、特性曲線和主要參數(shù)。教學難點半導體二極管的主要參數(shù)。教學關鍵點半導體二極管的物理結構、工作原理和特性曲線。半導體二極管的主要參數(shù)。教學過程設計備 注任務1 常用電子器件的測試與判斷知識三 晶體二極管一、晶體二極管1. 外形圖2例1電路圖如圖1(a)所示，晶體二極管由密封的管體和兩條正、負電極引線所組成。管體外殼的標記通常表示正極。圖1 晶體二極管的外形和符號2. 圖形、文字符號如圖1(b)所示，晶體二極管的圖形由三角形和豎杠所組成。其中，三角形表示正極，豎杠表示負極。V為晶體二極管的文字符號。二、晶體二極管的單向導電性動畫 晶體二極管的單向導電

13、性1. 正極電位負極電位，二極管導通；2.正極電位負極電位，二極管截止。即二極管正偏導通，反偏截止。這一導電特性稱為二極管的單向導電性。例1 圖1所示電路中，當開關S閉合后，H1、H2兩個指示燈，哪一個可能發(fā)光？解 由電路圖可知，開關S閉合后，只有二極管V1正極電位高于負極電位，即處于正向導通狀態(tài)，所以H1指示燈發(fā)光。二、二極管的伏安特性動畫 二極管的伏安特性1定義二極管兩端的電壓和流過的電流之間的關系曲線叫作二極管的伏安特性。2測試電路：如圖2所示。3伏安特性曲線：如圖3所示。4特點(1) 正向特性 正向電壓VF小于門坎電壓VT時，二極管V截止，正向電流IF =0；圖3 二極管伏安特性曲線其

14、中，門檻電壓 VF > VT時，V導通，IF急劇增大。導通后V兩端電壓基本恒定：結論：正偏時電阻小，具有非線性。(2) 反向特性反向電壓VR < VRM(反向擊穿電壓)時，反向電流IR很小，且近似為常數(shù)，稱為反向飽和電流。VR > VRM時，IR劇增，此現(xiàn)象稱為反向電擊穿。對應的電壓VRM稱為反向擊穿電壓。結論：反偏電阻大，存在電擊穿現(xiàn)象。三、二極管的簡單測試用萬用表檢測二極管如圖4所示。1判別正負極性萬用表測試條件：R ´ 100 W 或R ´ 1 kW；圖4 萬用表檢測二極管將紅、黑表筆分別接二極管兩端。所測電阻小時，黑表筆接觸處為正極，紅表筆接觸處為

15、負極。2判別好壞萬用表測試條件：R ´ 1 kW。(1) 若正反向電阻均為零，二極管短路；(2) 若正反向電阻非常大，二極管開路。(3) 若正向電阻約幾千歐姆，反向電阻非常大，二極管正常。四、二極管的分類、型號和參數(shù)1分類(1) 按材料分：硅管、鍺管；(2) 按PN結面積：點接觸型(電流小，高頻應用)、面接觸型(電流大，用于整流)；(3) 按用途：如圖5所示，圖5 二極管圖形符號例如利用單向導電性把交流電變成直流電的整流二極管；利用反向擊穿特性進行穩(wěn)壓的穩(wěn)壓二極管；利用反向偏壓改變PN結電容量的變容二極管；利用磷化鎵把電能轉變成光能的發(fā)光二極管；將光信號轉變?yōu)殡娦盘柕墓怆姸O管。2型

16、號舉例如下整流二極管2CZ82B穩(wěn)壓二極管2CW50變容二極管2AC1等等。3主要參數(shù)(1) 普通整流二極管 最大整流電流IFM：二極管允許通過的最大正向工作電流平均值。 最高反向工作電壓VRM：二極管允許承受的反向工作電壓峰值。 反向漏電流IR：規(guī)定的反向電壓和環(huán)境溫度下，二極管反向電流值。(2) 穩(wěn)壓二極管主要參數(shù)：穩(wěn)定電壓VZ、穩(wěn)定電流IZ、最大工作電流IZM、最大耗散功率PZM、動態(tài)電阻rZ等。思考題與作業(yè)、是非題1二極管中硅管的熱穩(wěn)定性比鍺管好。（）2整流二極管屬于點接觸型二極管，混頻管屬于面接觸型二極管。（）3二極管伏安特性曲線反映的是二極管中流過的電流與兩端電壓之間的關系。（）4

17、當二極管反向擊穿，二極管中流過的電流急劇上升，而兩端電壓基本保持不變。（）5發(fā)光二極管作用是電能轉換成光能，與光電二極管的作用相反。、 選擇題1穩(wěn)壓二極管工作在（）狀態(tài)。A正向導通B正向死區(qū)C反向截止D反向擊穿2硅管正向導通電壓是（）。A0.1B0.3C0.5D0.7答案：、是非題對，錯，對，對、 選擇題D，D教材及參考資料教材：1 姜俐俠. 模擬電子技術項目式教程. 機械工業(yè)出版社,2011.2參考資料：1 胡宴如. 模擬電子技術基礎. 高等教育出版社,20082 劉潤華. 模擬電子技術基礎. 中國石油大學出版社,20073 華成英. 童詩白. 模擬電子技術基礎(第四版). 高等教育出版社,

18、2006教學反思對于二極管的伏安特性的掌握有點難度。重慶電信職業(yè)學院課程教案單元內容晶體三極管的基本知識單元序號03單元課時2教學手段多媒體+板書教學方法項目教學、講授法教學課型理論 實訓 （ ）教學目標能力目標熟練掌握晶體三極管的放大作用；掌握共發(fā)射極電路的輸入、輸出特性曲線；知識目標掌握晶體三極管結構、工作電壓、基本連接方式和電流分配關系。熟練掌握晶體三極管的放大作用；掌握共發(fā)射極電路的輸入、輸出特性曲線；掌握主要參數(shù)及溫度對參數(shù)的影響。情感目標通過本節(jié)知識的學習，要求學生在設計電路時能夠靈活選用三極管。任務定位教學重點晶體三極管的放大作用；共發(fā)射極電路的輸入、輸出特性曲線；教學難點共發(fā)射

19、極電路的輸入、輸出特性曲線；教學關鍵點晶體三極管的放大作用；共發(fā)射極電路的輸入、輸出特性曲線；教學過程設計備 注任務1 常用電子器件的測試與判斷知識四 晶體三極管晶體三極管：是一種利用輸入電流控制輸出電流的電流控制型器件。圖1 三極管外形特點：管內有兩種載流子參與導電。一、三極管的結構、分類和符號（一）、晶體三極管的基本結構1三極管的外形：如圖1所示。2特點：有三個電極，故稱三極管。3三極管的結構：如圖2所示。圖2 三極管的結構圖晶體三極管有三個區(qū)發(fā)射區(qū)、基區(qū)、集電區(qū)；兩個PN結發(fā)射結(BE結)、集電結(BC結)；三個電極發(fā)射極e(E)、基極b(B)和集電極c(C)；兩種類型PNP型管和NPN

20、型管。工藝要求：發(fā)射區(qū)摻雜濃度較大；基區(qū)很薄且摻雜最少；集電區(qū)比發(fā)射區(qū)體積大且摻雜少。（二）、晶體三極管的符號晶體三極管的符號如圖3所示。箭頭：表示發(fā)射結加正向電壓時的電流方向。圖3 三極管符號文字符號：V（三）、晶體三極管的分類1三極管有多種分類方法。按內部結構分：有NPN型和PNP型管；按工作頻率分：有低頻和高頻管；按功率分：有小功率和大功率管；按用途分：有普通管和開關管；按半導體材料分：有鍺管和硅管等等。2國產(chǎn)三極管命名法：見電子線路P249附錄二。例如：3DG表示高頻小功率NPN型硅三極管；3CG表示高頻小功率PNP型硅三極管；3AK表示PNP型開關鍺三極管等。二、三極管的工作電壓和基

21、本連接方式（一）晶體三極管的工作電壓三極管的基本作用是放大電信號；工作在放大狀態(tài)的外部條件是發(fā)射結加正向電壓，集電結加反向電壓。圖4 三極管電源的接法如圖4所示：V為三極管，GC為集電極電源，GB為基極電源，又稱偏置電源，Rb為基極電阻，Rc為集電極電阻。（二）晶體三極管在電路中的基本連接方式如圖5所示，晶體三極管有三種基本連接方式：共發(fā)射極、共基極和共集電極接法。最常用的是共發(fā)射極接法。圖5 三極管在電路中的三種基本聯(lián)接方式三、 三極管內電流的分配和放大作用（一）電流分配關系動畫 三極管的電流分配關系測量電路如圖6所示：調節(jié)電位器，測得發(fā)射極電流、基極電流和集電極電流的對應數(shù)據(jù)如表1所示。表

22、1IB/mA-0.00100.010.020.030.040.05IC/mA0.0010.010.561.141.742.332.91IE/mA00.010.571.161.772.372.96由表1可見，三極管中電流分配關系如下： 因IB很小，則 IC » IE 說明：圖7 ICBO和ICEO示意圖1時，IC=-IB=ICBO。ICBO稱為集電極基極反向飽和電流，見圖7(a)。一般ICBO很小，與溫度有關。2時，。ICEO稱為集電極發(fā)射極反向電流，又叫穿透電流，見圖7(b)。圖.6 三極管三個電流的測量ICEO越小，三極管溫度穩(wěn)定性越好。硅管的溫度穩(wěn)定性比鍺管好。（二）晶體三極管的

23、電流放大作用動畫 三極管的電流放大作用由表1得出結論：1三極管有電流放大作用基極電流微小的變化，引起集電極電流IC較大變化。2交流電流放大系數(shù) b表示三極管放大交流電流的能力 3直流電流放大系數(shù)表示三極管放大直流電流的能力 4通常，所以可表示為 考慮ICEO，則 四、三極管的輸入和輸出特性圖9 共發(fā)射極輸入特性曲線（一）共發(fā)射極輸入特性曲線動畫 三極管的輸入特性輸入特性曲線：集射極之間的電壓VCE一定時，發(fā)射結電壓VBE與基極電流IB之間的關系曲線，如圖9所示。由圖可見：1當VCE ³ 2 V時，特性曲線基本重合。2當VBE很小時，IB等于零，三極管處于截止狀態(tài)；3當VBE大于門檻電

24、壓(硅管約0.5 V，鍺管約0.2 V)時，IB逐漸增大，三極管開始導通。4三極管導通后，VBE基本不變。硅管約為0.7 V，鍺管約為0.3 V，稱為三極管的導通電壓。5VBE與IB成非線性關系。（二）晶體三極管的輸出特性曲線動畫 三極管的輸出特性圖10 三極管的輸出特性曲線輸出特性曲線：基極電流一定時，集、射極之間的電壓與集電極電流的關系曲線，如圖10所示。由圖可見：輸出特性曲線可分為三個工作區(qū)。1截止區(qū)條件：發(fā)射結反偏或兩端電壓為零。特點：。2飽和區(qū)條件：發(fā)射結和集電結均為正偏。特點：。稱為飽和管壓降，小功率硅管約0.3 V，鍺管約為0.1 V。3放大區(qū)條件：發(fā)射結正偏，集電結反偏。特點：

25、受控制，即。在放大狀態(tài)，當IB一定時，IC不隨VCE變化，即放大狀態(tài)的三極管具有恒流特性。思考題與作業(yè)預習三極管的測試方法教材及參考資料教材：1 姜俐俠. 模擬電子技術項目式教程. 機械工業(yè)出版社,2011.2參考資料：1 胡宴如. 模擬電子技術基礎. 高等教育出版社,20082 劉潤華. 模擬電子技術基礎. 中國石油大學出版社,20073 華成英. 童詩白. 模擬電子技術基礎(第四版). 高等教育出版社,2006教學反思本部分知識，學生學習起來有一定的難度，主要是對于三極管的三種工作狀態(tài)不好把握。重慶電信職業(yè)學院課程教案單元內容三極管主要參數(shù)與測試單元序號04單元課時2教學手段多媒體+板書教

26、學方法項目教學、講授法教學課型理論 實訓 （ ）教學目標能力目標掌握三極管的測試方法知識目標了解三極管的主要參數(shù)掌握三極管的測試方法情感目標通過本節(jié)知識的學習，使學生掌握掌握三極管的測試方法。任務定位教學重點掌握三極管的測試方法教學難點掌握三極管的測試方法教學關鍵點掌握三極管的測試方法教學過程設計備 注任務1 常用電子器件的測試與判斷知識五 三極管的測試一、三極管主要參數(shù)三極管的參數(shù)是表征管子的性能和適用范圍的參考數(shù)據(jù)。(一)共發(fā)射極電流放大系數(shù)1直流放大系數(shù)。2交流放大系數(shù)。電流放大系數(shù)一般在10 100之間。太小，放大能力弱，太大易使管子性能不穩(wěn)定。一般取30 80為宜。(二)極間反向飽和

27、電流1集電極基極反向飽和電流ICBO。2集電極發(fā)射極反向飽和電流ICEO。 反向飽和電流隨溫度增加而增加，是管子工作狀態(tài)不穩(wěn)定的主要因素。因此，常把它作為判斷管子性能的重要依據(jù)。硅管反向飽和電流遠小于鍺管，在溫度變化范圍大的工作環(huán)境應選用硅管。(三)極限參數(shù)1. 集電極最大允許電流ICM三極管工作時，當集電極電流超過ICM時，管子性能將顯著下降，并有可能燒壞管子。2. 集電極最大允許耗散功率PCM當管子集電結兩端電壓與通過電流的乘積超過此值時，管子性能變壞或燒毀。3. 集電極發(fā)射極間反向擊穿電壓V(BR)CEO管子基極開路時，集電極和發(fā)射極之間的最大允許電壓。當電壓越過此值時，管子將發(fā)生電壓擊

28、穿，若電擊穿導致熱擊穿會損壞管子。二、三極管的簡單測試（一）硅管或鍺管的判別判別電路如圖1所示。當V =0.60.7 V時，為硅管；當V=0.10.3V時，為鍺管。 圖1判別硅管和鍺管的測試電路 圖2估測b的電路（二）估計比較 b 的大小NPN管估測電路如圖2所示。萬用表設置在擋，測量并比較開關S斷開和接通時的電阻值。前后兩個讀數(shù)相差越大，說明管子的 b 越高，即電流放大能力越大。估測PNP管時，將萬用表兩只表筆對換位置。（三）估測ICEONPN管估測電路如圖3所示。所測阻值越大，說明管子的越小。若阻值無窮大，三極管開路；若阻值為零，三極管短路。測PNP型管時，紅、黑表筆對調，方法同前。（四）

29、NPN管型和PNP管型的判斷圖3 的估測圖4 基極b的判斷將萬用表設置在R ´ 1 kW 或R ´ 100 W 擋，用黑表筆和任一管腳相接(假設它是基極b)，紅表筆分別和另外兩個管腳相接，如果測得兩個阻值都很小，則黑表筆所連接的就是基極，而且是NPN型的管子。如圖4(a)所示。如果按上述方法測得的結果均為高阻值，則黑表筆所連接的是PNP管的基極。如圖4(b)所示。（五）e、b、c三個管腳的判斷首先確定三極管的基極和管型，然后采用估測 b 值的方法判斷c、e極。方法是先假定一個待定電極為集電極(另一個假定為發(fā)射極)接入電路，記下歐姆表的擺動幅度，然后再把兩個待定電極對調一下接

30、入電路，并記下歐姆表的擺動幅度。擺動幅度大的一次，黑表筆所連接的管腳是集電極c，紅表筆所連接的管腳為發(fā)射極e，如圖2所示。測PNP管時，只要把圖2電路中紅、黑表筆對調位置，仍照上述方法測試。通過學生動手實踐達到掌握萬用表的使用方法思考題與作業(yè)P36 1-5教材及參考資料教材：1 姜俐俠. 模擬電子技術項目式教程. 機械工業(yè)出版社,2011.2參考資料：1 胡宴如. 模擬電子技術基礎. 高等教育出版社,20082 劉潤華. 模擬電子技術基礎. 中國石油大學出版社,20073 華成英. 童詩白. 模擬電子技術基礎(第四版). 高等教育出版社,2006教學反思三極管的測試，一直是本課程的教學難點和重

31、點，學生理解起來有點吃力。重慶電信職業(yè)學院課程教案單元內容場效應管單元序號05單元課時2教學手段多媒體+板書教學方法項目教學、講授法教學課型理論 實訓 （ ）教學目標能力目標了解MOS管的工作原理、特性曲線和主要參數(shù)。知識目標了解MOS管的工作原理、特性曲線和主要參數(shù)。情感目標通過本節(jié)知識的學習，使學生掌握MOS管的工作原理、特性曲線。任務定位教學重點了解MOS管的工作原理、特性曲線。教學難點了解MOS管的工作原理、特性曲線。教學關鍵點了解MOS管的工作原理、特性曲線。教學過程設計備 注任務1 常用電子器件的測試與判斷知識六 場效應管場效應管：是利用輸入電壓產(chǎn)生的電場效應控制輸出電流的電壓控制

32、型器件。特點：管子內部只有一種載流子參與導電，稱為單極型晶體三極管。一、 結型場效應管（一）結構和符號N溝道結型場效應管的結構、符號如圖1所示；P溝道結型場效應管如圖1所示。特點：由兩個PN結和一個導電溝道所組成。三個電極分別為源極S、漏極D和柵極G。漏極和源極具有互換性。工作條件：兩個PN結加反向電壓。 圖1N溝道結型場效應管 圖2 P溝道結型場效應管（二）工作原理動畫 結型場效應管的工作原理以N溝道結型場效應管為例，原理電路如圖3所示。工作原理如下：圖3 N溝道結型場效應管的工作原理；。在漏源電壓不變條件下，改變柵源電壓，通過PN結的變化，控制溝道寬窄，即溝道電阻的大小，從而控制漏極電流。

33、結論：1 結型場效應管是一個電壓控制電流的電壓控制型器件。2.輸入電阻很大。一般可達107 108 W。三、結型場效應管的特性曲線和跨導1轉移特性曲線反映柵源電壓對漏極電流的控制作用。如圖5所示，若漏源電壓一定：當柵源電壓時，漏極電流，稱為飽和漏極電流；當柵源電壓向負值方向變化時，漏極電流逐漸減?。划敄旁措妷簳r，漏極電流，稱為夾斷電壓。 圖5 結型管的轉移特性曲線 圖6結型管的輸出特性曲線2輸出特性曲線表示在柵源電壓一定條件下，漏極電流與漏源電壓之間的關系。如圖6所示。(1) 可調電阻區(qū)(圖中區(qū))不變時，隨作線性變化，漏源間呈現(xiàn)電阻性；柵源電壓越負，輸出特性越陡，漏源間的電阻越大。結論：在區(qū)中

34、，場效應管可看作一個受柵源電壓控制的可變電阻。(2) 飽和區(qū)(圖中區(qū))一定時，的少量變化引起較大變化，即受控制。當不變時，不隨變化，基本上維持恒定值，即對呈飽和狀態(tài)。結論：在區(qū)中，場效應管具有線性放大作用。(3) 擊穿區(qū)(圖中區(qū))當增至一定數(shù)值后，劇增，出現(xiàn)電擊穿。如果對此不加限制，將損壞管子。因此，管子不允許工作在這個區(qū)域。3跨導(gm)反映在線性放大區(qū)對的控制能力。單位是 mA/V。 二、 絕緣柵場效應管絕緣柵場效應管是一種柵極與源極、漏極之間有絕緣層的場效應管，簡稱MOS管。特點：輸入電阻高，噪聲小。分類：有P溝道和N溝道兩種類型；每種類型又分為增強型和耗盡型兩種。（一）結構和工作原理1

35、N溝道增強型絕緣柵場效應管N溝道增強型絕緣柵場效應管的結構及符號如圖2.2.7所示。 圖7 N溝道增強型絕緣柵場效應管 圖8 N溝道增強型絕緣柵場效應管工作原理N溝道增強型絕緣柵場效應管的工作原理如圖8所示。(1) 當，在漏、源極間加一正向電壓時，漏源極之間的電流。(2) 當，在絕緣層和襯底之間感應出一個反型層，使漏極和源極之間產(chǎn)生導電溝道。在漏、源極間加一正向電壓時，將產(chǎn)生電流ID。開啟電壓：增強型MOS管開始形成反型層的柵源電壓。(3) 在時若，反型層消失，無導電溝道，；若，出現(xiàn)反型層即導電溝道，D、S之間有電流流過；若逐漸增大，導電溝道變寬，也隨之逐漸增大，即控制的變化。2N溝道耗盡型絕

36、緣柵場效應管N溝道耗盡型絕緣柵場效應管圖9 N溝道耗盡型絕緣柵場效應管結構及符號如圖9所示。特點：管子本身已形成導電溝道。工作原理：在時，若，導電溝道有電流；當，并逐漸增大時，導致溝道變寬，使ID增大；當，并逐漸增大此負電壓，導致溝道變窄，使減小。實現(xiàn)對的控制。夾斷電壓：使時的柵源電壓。二、絕緣柵場效應管的特性曲線和跨導以N溝道MOS管為例。1轉移特性曲線N溝道MOS管的轉移特性曲線如圖1.4.10所示。增強型：當時，；當時，。耗盡型：當時，；當為負電壓時減??；當時，。圖12 MOS管的圖形符號 圖10 N溝道MOS管轉移特性曲線 圖11 N溝道MOS管輸出特性2輸出特性曲線N溝道MOS管輸出

37、特性曲線如圖11所示。有三個區(qū)：可調電阻區(qū)(區(qū))、飽和區(qū)(區(qū))和擊穿區(qū)(區(qū))。其含義與結型管輸出特性曲線三個區(qū)相同。3跨導三、絕緣柵場效應管的圖形符號符號如圖12所示。N、P溝道的區(qū)別在于圖中箭頭的指向相反。三、場效應管的主要參數(shù)和特點（一）主要參數(shù)1直流參數(shù)(1) 開啟電壓VT在為定值的條件下，增強型場效應管開始導通(達到某一定值，如10 mA)時，所需加的值。(2) 夾斷電壓VP在為定值的條件下，耗盡型場效應管減小到近于零時的值。(3) 飽和漏極電流耗盡型場效應管工作在飽和區(qū)且時，所對應的漏極電流。(4) 直流輸入電阻柵源電壓與對應的柵極電流之比。場效應管輸入電阻很高，結型管一般在107

38、W 以上；絕緣柵管則更高，一般在109 W 以上。2 交流參數(shù)(1) 跨導一定時，漏極電流變化量和引起這個變化的柵源電壓變化量之比。它表示了柵源電壓對漏極電流的控制能力。(2) 極間電容場效應管三個電極之間的等效電容CGS、CGD、CDS。一般為幾個皮法，結電容小的管子，高頻性能好。4極限參數(shù)(1) 漏極最大允許耗散功率與的乘積不應超過的極限值。(2) 漏極擊穿電壓漏極電流開始劇增時所加的漏源間的電壓。（二）場效應管的特點特點列于表1中，供比較參考。表1 場效應管與普通三極管比較表項目器件名稱晶體三極管場效應管極型特點雙極型單極型控制方式電流控制電壓控制類型PNP型、NPN型N溝道、P溝道放大

39、參數(shù)b = 50 200gm =1000 5000 A/V輸入電阻102104 W1071015 W噪聲較大較小熱穩(wěn)定性差好抗輻射能力差強制造工藝較復雜簡單、成本低對三極管對照講解思考題與作業(yè)P34 1-1教材及參考資料教材：1 姜俐俠. 模擬電子技術項目式教程. 機械工業(yè)出版社,2011.2參考資料：1 胡宴如. 模擬電子技術基礎. 高等教育出版社,20082 劉潤華. 模擬電子技術基礎. 中國石油大學出版社,20073 華成英. 童詩白. 模擬電子技術基礎(第四版). 高等教育出版社,2006教學反思本節(jié)知識，是作為了解內容學習，學生的學習興趣不高。重慶電信職業(yè)學院課程教案單元內容放大器的

40、基本知識單元序號06單元課時2教學手段多媒體+板書教學方法項目教學、講授法教學課型理論 實訓 （ ）教學目標能力目標掌握放大器的放大倍數(shù)計算方法。知識目標了解放大電路的基本概念掌握放大器的放大倍數(shù)和增益的計算方法。情感目標通過本節(jié)知識的學習，使學生掌握放大器的放大倍數(shù)計算方法。任務定位教學重點放大器的放大倍數(shù)和增益的計算方法。教學難點放大器的放大倍數(shù)和增益的計算方法。教學關鍵點放大器的放大倍數(shù)和增益的計算方法。教學過程設計備 注任務2 語音輸入放大電路的制作知識一 放大器的基本概念一、放大器概述放大器：把微弱的電信號放大為較強電信號的電路?；咎卣魇枪β史糯?。擴音機是一種常見的放大器，如圖1所

41、示。聲音先經(jīng)過話筒轉換成隨聲音強弱變化的電信號；再送入電壓放大器和功率放大器進行放大；最后通過揚聲器把放大的電信號還原成比原來響亮得多的聲音。 圖1 擴音機框圖 圖2 放大器的框圖二、放大器的放大倍數(shù)放大器的框圖如圖2所示。左邊是輸入端，外接信號源，vi、ii分別為輸入電壓和輸入電流；右邊是輸出端，外接負載，vo、io分別為輸出電壓和輸出電流。 （一）放大倍數(shù)的分類1電壓放大倍數(shù) 2電流放大倍數(shù) 3功率放大倍數(shù) 三者關系為 （二）放大器的增益增益G：用對數(shù)表示放大倍數(shù)。單位為分貝(dB)。1功率增益GP =10lgAP(dB) 2電壓增益Gv =20lgAv(dB) 3電流增益Gi =20lg

42、Ai (dB) 增益為正值時，電路是放大器，增益為負值時，電路是衰減器。例如，放大器的電壓增益為20 dB，則表示信號電壓放大了10倍。又如，放大器的電壓增益為-20 dB，這表示信號電壓衰減到1/10，即放大倍數(shù)為0.1。三、放大電路的分類1.按放大電路的用途劃分電壓放大電路電流放大電路功率放大電路2.按晶體管在放大電路中的連接方式劃分 （1）共發(fā)射級放大電路 有電壓、電流放大能力。 （2）共集電極放大電路 有電流放大能力。 （3）共基級放大電路 具有電壓放大能力。知識二 單級低頻小信號放大器圖1 單管共發(fā)射極放大電路單級低頻小信號放大器：工作頻率在20 Hz到20 kHz內、電壓和電流都較

43、小的單管放大電路。一、電路的組成和電路圖的畫法1電路組成單管共發(fā)射極放大電路如圖1(a)所示。2元件作用GB基極電源。通過偏置電阻Rb，保證發(fā)射結正偏。GC集電極電源。通過集電極電阻RC，保證集電結反偏。Rb偏置電阻。保證由基極電源GB向基極提供一個合適的基極電流。RC集電極電阻。將三極管集電極電流的變化轉換為集電極電壓的變化。C1、C2耦合電容。防止信號源以及負載對放大器直流狀態(tài)的影響；同時保證交流信號順利地傳輸。即“隔直通交”。實際電路通常采用單電源供電，如圖1(b)所示。3電路圖的畫法如圖3所示?！啊北硎窘拥攸c，實際使用時，通常與設備的機殼相連。RL為負載，如揚聲器等。 圖2 單電源供電

44、的習慣畫法圖 3 C1、C2非電解電容器的畫法二、電路中電壓和電流符號寫法的規(guī)定1直流分量：用大寫字母和大寫下標的符號，如IB表示基極的直流電流。2交流分量瞬時值：用小寫字母和小寫下標的符號，如ib表示基極的交流電流。3總量瞬時值：是直流分量和交流分量之和，用小寫字母和大寫下標的符號，如iB 、IB、ib，即表示基極電流的總瞬時值。放大電路是本門課程的基礎，學生的入門學科，要求學生必須掌握相關知識思考題與作業(yè)P91 2-5、2-6教材及參考資料教材：1 姜俐俠. 模擬電子技術項目式教程. 機械工業(yè)出版社,2011.2參考資料：1 胡宴如. 模擬電子技術基礎. 高等教育出版社,20082 劉潤華

45、. 模擬電子技術基礎. 中國石油大學出版社,20073 華成英. 童詩白. 模擬電子技術基礎(第四版). 高等教育出版社,2006教學反思本節(jié)知識是放大器的入門知識，學習還比價感興趣，課堂氣氛不錯。重慶電信職業(yè)學院課程教案單元內容放大器的靜態(tài)工作點及放大和反相作用單元序號07單元課時2教學手段多媒體+板書教學方法項目教學、講授法教學課型理論 實訓 （ ）教學目標能力目標靜態(tài)工作點的估算共發(fā)射極電路的放大和反相作用知識目標掌握靜態(tài)工作點的估算方法了解溫度對靜態(tài)工作點的影響理解共發(fā)射極電路的放大和反相作用情感目標通過本節(jié)知識的學習，使學生掌握靜態(tài)工作點的估算方法任務定位教學重點共發(fā)射極電路的放大和

46、反相作用教學難點共發(fā)射極電路的放大和反相作用教學關鍵點靜態(tài)工作點的估算共發(fā)射極電路的放大和反相作用教學過程設計備 注任務2 語音輸入放大電路的制作圖1 靜態(tài)工作點知識三 放大器的靜態(tài)工作點一、靜態(tài)工作點的概述動畫 放大器的靜態(tài)工作點靜態(tài)：無信號輸入(vi =0)時電路的工作狀態(tài)。1靜態(tài)工作點Q如圖1所示，靜態(tài)時晶體管直流電壓VBE、VCE和對應的IB、IC值。分別記作VBEQ、IBQ、VCEQ和ICQ。 VBEQ：硅管一般為0.7 V，鍺管為0.3 V。例1在圖1所示單級放大器中，設，b=60。求放大器的靜態(tài)工作點。解 從電路可知，晶體管是NPN型，按照約定視為硅管，則VBEQ =0.7 V，

47、則2靜態(tài)工作點對放大器工作狀態(tài)的影響放大器的靜態(tài)工作點是否合適，對放大器的工作狀態(tài)影響非常大。若把圖1中的Rb除掉，電路如圖2所示，則IBQ =0，當輸入端加正弦信號電壓vi時，在信號正半周，發(fā)射結正偏而導通，輸入電流ib隨vi變化。在信號負半周，發(fā)射結反偏而截止，輸入電流ib等于零。即波形產(chǎn)生了失真。 圖2 除去Rb時放大器工作不正常 圖3基極電流的合成圖4 放大器各處電壓、電流波形如果阻值適當，則IBQ不為零且有合適的數(shù)值。當輸入端有交流信號vi通過C1加到晶體管的發(fā)射結時，基極電流在直流電流IBQ的基礎上隨vi變化，即交流疊加在直流上，如圖3所示。如果的值大于的幅值，那么基極的總電流IB

48、Q+ib始終是單方向的電流，即它只有大小的變化，沒有正負極性的變化，這樣就不會使發(fā)射結反偏而截止，從而避免了輸入電流ib的波形失真。綜上可見，一個放大器的靜態(tài)工作點是否合適，是放大器能否正常工作的重要條件。由電源和偏置電阻Rb組成的電路，就是為了提供合適的偏流而設置的，稱為偏置電路。二、共發(fā)射極電路的放大和反相作用1信號放大與反相電路如圖4所示。交流信號電壓vi 如圖4(a)所示經(jīng)過電容C1作用在晶體管的發(fā)射結，引起基極電流的變化，這時基極總電流為iB=IBQ+ib，波形如圖4(b)所示。由于基極電流對集電極電流的控制作用，集電極電流在靜態(tài)值ICQ的基礎上跟著ib變化，波形如圖4 (c)所示。即iC=ICQ+ic。同樣，集電極與發(fā)射極電壓也是靜態(tài)電壓VCEQ和交流電壓vce兩部分合成，即 vCE =VCEQ+vce 由于集電極電流iC流過電阻Rc時，在Rc上產(chǎn)生電壓降iCRc，則集電極與發(fā)射極間總的電壓應為 比較上面兩式可得 式中負號表示增加時將減小，即與反相。故的波形如圖4(d)所示。經(jīng)耦合電容C2的“隔