《電工與電子技術(shù)》教案

1、XX教案課程名稱：電工與電子技術(shù) 授課專業(yè)： 授課教師： 教務(wù)處制 課程名稱電工與電子技術(shù)課程編號(hào)總學(xué)時(shí)96課程性質(zhì)必修課程類型專業(yè)基礎(chǔ)課課程定位 本課程是工科非電類專業(yè)及部分電類專業(yè)的一門專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課課程教學(xué)目標(biāo)使學(xué)生掌握必備的電工電子技術(shù)與技能，培養(yǎng)學(xué)生解決涉及電工電子技術(shù)實(shí)際問題的能力，為學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)技能課程打下基礎(chǔ)。課程教學(xué)重點(diǎn)電路基礎(chǔ)理論，電路分析的基本方法；半導(dǎo)體器件性能和原理，常用模擬電路的原理和分析方法及應(yīng)用；數(shù)字電路中邏輯電路的分析和設(shè)計(jì)，觸發(fā)器的工作原理及應(yīng)用。課程教學(xué)步驟設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容重點(diǎn)、難點(diǎn)講授學(xué)時(shí)直流電路及電路分析的基本方法重點(diǎn)：電路基本概念和分析方法；難點(diǎn)：電位的

2、概念，參考方向,等效電源原理10單相正弦交流電路重點(diǎn)：正弦量的三要素，相量表示法，電路元件電壓電流的相量形式；難點(diǎn)：交流電向量分析法8三相正弦交流電路重點(diǎn)：三相交流電在實(shí)際中的應(yīng)用；難點(diǎn)：負(fù)載星形聯(lián)接和角形聯(lián)接的三相電路。2電路基礎(chǔ)部分實(shí)訓(xùn)12三相變壓器重點(diǎn)：變壓器工作原理；難點(diǎn)：變壓器工作原理1交流電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)重點(diǎn)：電動(dòng)機(jī)工作原理；難點(diǎn)：電動(dòng)機(jī)器工作原理1常用半導(dǎo)體器件重點(diǎn)：半導(dǎo)體基本知識(shí)、導(dǎo)電性和伏安特性曲線，三極管工作原理和特性，二極管和三極管基本應(yīng)用電路分析方法；難點(diǎn)：三極管原理6放大電路與集成運(yùn)算放大器重難點(diǎn)：放大電路的靜態(tài)分析和動(dòng)態(tài)分析；差分放大電路的動(dòng)態(tài)分析，集成運(yùn)放的圖形

3、符號(hào)和輸入方式、電路模型、理想特性。18模擬電子電路部分實(shí)訓(xùn)12組合邏輯電路重點(diǎn)：熟悉基本邏輯關(guān)系及其表示, 加法器、編碼器、譯碼器等應(yīng)用；難點(diǎn)：邏輯電路分析及設(shè)計(jì)方法。6時(shí)序邏輯電路重難點(diǎn)：時(shí)序邏輯電路分析方法8數(shù)字量與模擬量的轉(zhuǎn)換重難點(diǎn)：A/D轉(zhuǎn)換的原理及實(shí)現(xiàn)2數(shù)字電子電路部分實(shí)訓(xùn)8課程考核要求和考核方式本課程考核由三部分組成：理論考核占60%，實(shí)驗(yàn)考核占20%，平時(shí)考核占20%?？己说梅?理論考核×60% + 實(shí)驗(yàn)考核×20% + 平時(shí)考核×20%。 理論考核采用紙質(zhì)試題閉卷考核方式，考核時(shí)間120分鐘，試卷總分為100分，客觀題與主觀題的分值比約1：1。

4、實(shí)驗(yàn)考核由實(shí)驗(yàn)出勤、實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)報(bào)告組成。某個(gè)實(shí)驗(yàn)未出勤則不得分。在實(shí)驗(yàn)出勤的前提下，單個(gè)實(shí)驗(yàn)得分=實(shí)驗(yàn)操作得分×50% + 實(shí)驗(yàn)報(bào)告得分×50%。實(shí)驗(yàn)考核總得分等于所有單個(gè)實(shí)驗(yàn)得分的算術(shù)平均分。 平時(shí)考核由上課情況（包括上課出勤、上課答問、上課紀(jì)律）和習(xí)題作業(yè)組成。平時(shí)考核得分=上課情況得分×70% + 習(xí)題作業(yè)得分×30%。第 一章直流電路及電路分析的基本方法課時(shí)數(shù)10本章教學(xué)目標(biāo)理解電路的概念，以及電流、電壓、電位、電動(dòng)勢(shì)、電能、電功率等常用物理量的概念； 能對(duì)直流電路的常用物理量進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析與計(jì)算；運(yùn)用歐姆定律、基爾霍夫定律和疊加法、戴維南定

5、理等電路分析的方法對(duì)電路進(jìn)行分析和計(jì)算。本章教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：電路中的基本概念和電路的分析方法；難點(diǎn)：電位的概念，參考方向,等效電源原理教學(xué)方法（講授、討論、案例分析、實(shí)驗(yàn)等）通過多媒體課件講述，注意通過形象的比喻幫助學(xué)生理解電路中的概念，在電路分析方法的教學(xué)中，輔助板書，邊計(jì)算邊講解，并輔以大量的例題分析。在實(shí)驗(yàn)中設(shè)計(jì)電路以驗(yàn)證電路分析的方法，加強(qiáng)學(xué)生的理解和動(dòng)手能力。本章教學(xué)步驟設(shè)計(jì)講述：電路的基本概念和分析方法例題分析：通過例題講解和分析，加深學(xué)生對(duì)電路概念和分析方法的掌握和理解。實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn) 本章教學(xué)內(nèi)容一、專業(yè)課介紹介紹本課程的學(xué)習(xí)方法，課程內(nèi)容和大致課時(shí)分配二、電路的基本概念1.介紹

6、電路的基本概念和類型，電路元件模型介紹 常用理想元件及符號(hào) 集總參數(shù)模型2.電路的基本物理量：電壓、電流、功率的定義介紹詞頭代號(hào)因數(shù)詞頭代號(hào)因數(shù)中文英文中文英文兆(mega)兆M106厘(centi)厘c10-2千(kilo)千k103毫(milli)毫m10-3百(hecto)百h102微(micro)微µ10-6十(deca)十Da10皮(pico)皮p10-12 常用單位3.參考方向：定義和分析例題三、電路的基本定律1.歐姆定律1. 基爾霍夫定律 (a)電流定律 (b)電壓定律四、電路的連接和工作狀態(tài) 1.電源有載工作時(shí)的電流、電壓和功率2.電源開路時(shí)的電流、電壓和功率3.電源

7、短路時(shí)的電流、電壓和功率4.電阻串并聯(lián)的等效變換(a) 電阻串聯(lián)特點(diǎn)(b) 電阻并聯(lián)特點(diǎn)(c) 混聯(lián)舉例五、電流源的等效變換1.兩種電源模型2. 兩種電源等效變換六、電路分析基本方法1.支路電路法: 掌握支路、回路、結(jié)點(diǎn)、網(wǎng)孔的概念并會(huì)在實(shí)際電路中分析 (a)定義：以支路電流為未知量列寫電路方程的分析方法。 (b)分析方法：對(duì)節(jié)點(diǎn)數(shù)為 n，網(wǎng)孔為m，支路數(shù)為 b 的電路總共 有b 個(gè)未知支路電流數(shù)目，根據(jù)基爾霍夫定律列出：KCL獨(dú)立方程：n 1 個(gè)KVL獨(dú)立方程：m個(gè)，然后聯(lián)立求解。2.結(jié)點(diǎn)電壓法3.疊加定理 (a)定理內(nèi)容在任何由線性元件、線性受控源和獨(dú)立激勵(lì)源組成的線性電路中，任一支路的響

8、應(yīng)（電壓或電流）等于各個(gè)激勵(lì)源單獨(dú)作用時(shí)在該支路所產(chǎn)生的響應(yīng)的代數(shù)和。 (b)疊加定律的解題步驟¨ 將電路的各支路的響應(yīng)（電壓或電流）可以看成是由各個(gè)激勵(lì)源單獨(dú)作用時(shí)，在該支路的響應(yīng)疊加。¨ 在計(jì)算某一獨(dú)立電源單獨(dú)作用所產(chǎn)生的電壓或電流時(shí)，應(yīng)將電路中其它獨(dú)立電壓源用短路(uS=0)代替，而其它獨(dú)立電流源用開路(iS=0)代替。電路中所有電阻都不予更動(dòng)，受控源則保留在各分電路中。¨ 疊加時(shí)應(yīng)注意電壓和電流的參考方向，求其代數(shù)和，參考方向一致時(shí)取“+”，反之取“”。4.二端網(wǎng)絡(luò)及戴維南定理 (a)思路：在線性電路分析中，常常碰到只需研究某一支路的情況。這時(shí)，可以將除我

9、們需保留的支路外的其余部分的電路(通常為二端網(wǎng)絡(luò))，等效變換為較簡(jiǎn)單的含源支路 (實(shí)際電壓源或?qū)嶋H電流源支路)，可大大方便我們的分析和計(jì)算。N待求支路 R0 uoc待求支路iSC R0待求支路 戴維南定理 諾頓定理 (b)戴維南定理內(nèi)容任何線性有源電阻性二端網(wǎng)絡(luò)N，可以用電壓為Uoc的理想電壓源和阻值為R0的電阻串聯(lián)的電路模型來替代。 其中，電壓Uoc等于該網(wǎng)絡(luò)N端口開路時(shí)的端電壓；串聯(lián)電阻R0等于該網(wǎng)絡(luò)N中的所有獨(dú)立電源置零時(shí)（獨(dú)立電壓源用短路(uS=0)代替，而獨(dú)立電流源用開路(iS=0)代替），從端口看進(jìn)去的等效電阻。本章學(xué)習(xí)參考資料1、電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)，畢淑娥編著，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版

10、社2、電路理論基礎(chǔ)，周長(zhǎng)源編著，高等教育出版社3、學(xué)校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)和互聯(lián)網(wǎng)資源本章課外作業(yè)練習(xí)電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)，畢淑娥編著，一、二章課后題本章教學(xué)小結(jié)通過對(duì)電路基本概念的學(xué)習(xí)，掌握電流、電壓、電位、電動(dòng)勢(shì)、電能、電功率等常用物理量的概念和計(jì)算方法；學(xué)習(xí)和掌握電路基本內(nèi)容分析方法，運(yùn)用歐姆定律、基爾霍夫定律和疊加法、戴維南定理等對(duì)電路進(jìn)行分析和計(jì)算。第 二章單相正弦交流電路課時(shí)數(shù)8本章教學(xué)目標(biāo) 掌握正弦交流電路的基本物理量，理解電阻、電感和電容的交流特性，學(xué)習(xí)交流量的向量分析法，并用以分析RLC電路的特性，掌握交流電路功率的概念和計(jì)算方法。本章教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：正弦量的三要素，相量表示法，電

11、路元件電壓電流的相量形式；難點(diǎn)：交流電向量分析法教學(xué)方法（講授、討論、案例分析、實(shí)驗(yàn)等）通過多媒體課件講述，注意對(duì)交流電中概念和直流電中概念的對(duì)比，在向量分析法的教學(xué)中，注重分析和類比，并輔以大量的例題分析。在實(shí)驗(yàn)中設(shè)計(jì)電路以驗(yàn)證交流電的特性，加強(qiáng)學(xué)生的理解和動(dòng)手能力。本章教學(xué)步驟設(shè)計(jì)講述：?jiǎn)雾?xiàng)交流電的基本概念。分析：詳細(xì)講解向量的概念和與三角函數(shù)的映射關(guān)系，幫助學(xué)生理解。例題分析：通過例題講解和分析，加深學(xué)生對(duì)向量分析法的掌握和理解。實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn) 本章教學(xué)內(nèi)容一、正弦交流電1.正弦交流電的概念 2.正弦量的三要素 (a)頻率(b)幅值(c)初相位 3.正弦交流電的向量表示法 (a)向量圖(b)向

12、量式 二、電器元件的交流響應(yīng) 1.電阻元件交流特性 2.電容元件交流特性 3.電感元件交流特性 4.RLC串聯(lián)電路交流特性 三、交流電向量分析法 1.三種電路元件的電壓電流相量表示2.基爾霍夫定律的相量形式 3.復(fù)阻抗 4.阻抗串并聯(lián)的計(jì)算 5.RLC電路分析計(jì)算 四、交流電路的功率 1.交流電中功率的基本概念 (a)有功功率(b)無功功率(c)視在功率(d)功率因數(shù) 2.功率因數(shù)的提高3.串聯(lián)諧振與并聯(lián)諧振 本章學(xué)習(xí)參考資料1、電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)，畢淑娥編著，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社2、電路理論基礎(chǔ)，周長(zhǎng)源編著，高等教育出版社3、學(xué)校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)和互聯(lián)網(wǎng)資源本章課外作業(yè)練習(xí) 電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)，

13、畢淑娥編著，三章課后題本章教學(xué)小結(jié)通過對(duì)交流電概念的介紹，學(xué)生掌握正弦交流電路的基本物理量，并理解電阻、電感和電容的交流特性，學(xué)習(xí)交流量的向量分析法，并用以分析RLC電路的特性，掌握交流電路功率的概念和計(jì)算方法。第 三章三相正弦交流電路課時(shí)數(shù)2本章教學(xué)目標(biāo)1、熟悉三相三線制的不對(duì)稱負(fù)載電路的分析方法；2、掌握三相對(duì)稱交流電路的特點(diǎn)及計(jì)算方法、對(duì)稱三相交流功率的計(jì)算；以及三相四線制的不對(duì)稱電路的分析和計(jì)算本章教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：三相交流電在實(shí)際中的應(yīng)用；難點(diǎn)：負(fù)載星形聯(lián)接和角形聯(lián)接的三相電路。教學(xué)方法（講授、討論、案例分析、實(shí)驗(yàn)等）講授+討論本章教學(xué)步驟設(shè)計(jì) 三相電源 0.5學(xué)時(shí)負(fù)載星形連接的三

14、相電路 0.5學(xué)時(shí)負(fù)載三角形連接的三相電路0.5學(xué)時(shí)三相電路的功率0.5學(xué)時(shí)本章教學(xué)內(nèi)容第一節(jié) 三相電源 對(duì)稱三相電源三個(gè)大小相等、頻率相同、相位互相相差120o的正弦交流電壓源稱為對(duì)稱三相電源。（1）對(duì)稱三相電壓源的瞬時(shí)值表達(dá)式為（2）對(duì)稱三相電源的相量形式（3）對(duì)稱三相電源的波形圖、相量圖 （4）對(duì)稱三相電源的特點(diǎn) ：（5）相序三相電源超前滯后的次序稱為相序。如果A 相超前B相，B相超前C相，稱為正序或順序，反之，稱為負(fù)序或逆序。工程上通用的是正序。第二節(jié) 三相電源的連接 三相電源有星形和三角形兩種連接方式，構(gòu)成一定的供電體系向負(fù)載供電。一、 星形聯(lián)結(jié) 1.Y形聯(lián)接圖2.三相電源的相電壓與

15、線電壓之間存在以下關(guān)系：3.對(duì)稱三相電源還存在以下關(guān)系： 結(jié)論： 1.三相電源星形聯(lián)接時(shí)，線電壓有效值為相電壓的有效值的 倍，即 ；同時(shí)，在相位上線電壓超前相應(yīng)的相電壓 ，如線電壓 超前相電壓 。 2. 對(duì)稱三相電源聯(lián)接成星形時(shí)，可以對(duì)外提供兩組不同的對(duì)稱電源。 二 . 三角形聯(lián)結(jié) 1.形聯(lián)接圖2.三相電源的相電壓與線電壓之間存在以下關(guān)系： 在對(duì)稱三相電源三角形聯(lián)結(jié)時(shí)，必須注意正確聯(lián)接每相電源的極性。 第三節(jié) 三相負(fù)載的連接 三相負(fù)載的連接方式也有星形和三角形兩種。一、星形聯(lián)結(jié)（Y聯(lián)結(jié)） 1. 形聯(lián)接圖如右 2. 線電流與相電流的關(guān)系: 二、三角形聯(lián)結(jié)（D聯(lián)結(jié)） 1. 形聯(lián)接圖2. 線電流和相

16、電流之間存在以下關(guān)系： 3.三個(gè)相電流為一組對(duì)稱三相正弦量時(shí)有結(jié)論：1.聯(lián)接時(shí)，若負(fù)載相電流對(duì)稱，則線電流有效值為相電流有效值 的 倍；在相位上，線電流滯后相應(yīng)的相電流30°。2.若將三角形連接的三相負(fù)載看成一個(gè)廣義節(jié)點(diǎn)，則存在 ，此結(jié)論與電流是否對(duì)稱無關(guān)，可應(yīng)用于所有三相三線制電路。第四節(jié) 對(duì)稱三相電路的計(jì)算一、負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的對(duì)稱三相電路對(duì)稱三相負(fù)載聯(lián)成星形時(shí)有以下特點(diǎn)： 中線可有可無 。無論電路中有無中線、中線阻抗為多大，N、N,兩點(diǎn)均可用無阻抗導(dǎo)線相連接，每相負(fù)載直接獲得Y形聯(lián)接對(duì)稱三相電源的相電壓。 獨(dú)立性。對(duì)稱三相負(fù)載各相電壓、相電流只與本相的電源及阻抗有關(guān)，而與其它兩相無

17、關(guān)。 對(duì)稱性。負(fù)載各線電流、相電流均對(duì)稱?？梢灾磺笠幌啵渌麅上嘤蓪?duì)稱原則推出，不需再另行計(jì)算。 二、負(fù)載聯(lián)結(jié)的對(duì)稱三相電路 1.不計(jì)端線阻抗時(shí) 2.考慮端線阻抗時(shí) 第五節(jié) 不對(duì)稱三相電路的分析1.不對(duì)稱負(fù)載Y形聯(lián)接無中線（三相三線制） 2.不對(duì)稱負(fù)載Y形聯(lián)接有中線（三相四線制） 3、不對(duì)稱負(fù)載聯(lián)結(jié)的三相電路 1.不計(jì)端線阻抗時(shí)每相負(fù)載分別承受對(duì)稱三相電源的線電壓，只要分別計(jì)算三個(gè)單相電路即可求得各個(gè)相電流，再應(yīng)用KCL求得各個(gè)線電流。此 時(shí)，相電流、線電流均不再對(duì)稱。 2.考慮端線阻抗時(shí)將形聯(lián)接負(fù)載變換為Y形聯(lián)接負(fù)載，就成為Y-Y對(duì)稱電路的計(jì)算。 三相電路的功率及其測(cè)量一、三相電路的功率 1

18、.瞬時(shí)功率 三相電路中，三相負(fù)載的瞬時(shí)功率應(yīng)是各相負(fù)載瞬時(shí)功率之和即 2.有功功率 三相負(fù)載吸收的有功功率等于各相負(fù)載吸收的有功功率之和，即3.無功功率 4.視在功率二、三相電路的功率測(cè)量 1.“三瓦計(jì)”法 2.“二瓦計(jì)”法本章學(xué)習(xí)參考資料1、邱關(guān)源電路北京：人民教育出版社19792、蔡元宇電路及磁路北京：高等教育出版社19933、周長(zhǎng)源電路理論基礎(chǔ)北京：人民教育出版社19954、江澤佳電路原理北京：人民教育出版社1992本章課外作業(yè)練習(xí)P1114.1、4.2、4.5、4.8本章教學(xué)小結(jié)本章首先介紹三相電源，接著介紹三相電源與三相負(fù)載的幾種連接方式，最后討論對(duì)稱三相電路與不對(duì)稱三相電路的計(jì)算方

19、法及三相功率的計(jì)算。本章側(cè)重于概念與方法的掌握。第 三章常用半導(dǎo)體器件課時(shí)數(shù)6本章教學(xué)目標(biāo)1、了解半導(dǎo)體的分類及特點(diǎn)2、掌握PN結(jié)的單向?qū)щ娦?、掌握二極管的伏安特性4、熟悉其他特殊二極管的符號(hào)及工作條件5、熟悉三極管的結(jié)構(gòu)6、掌握三極管的符號(hào)及電流放大作用3、掌握三極管三種工作狀態(tài)的條件本章教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：PN結(jié)的單向?qū)щ娦?，三極管的符號(hào)及電流放大作用教學(xué)難點(diǎn)：二極管的伏安特性，三極管三種工作狀態(tài)的條件教學(xué)方法（講授、討論、案例分析、實(shí)驗(yàn)等）講授+討論本章教學(xué)步驟設(shè)計(jì) 介紹二極管特性，PN結(jié)特點(diǎn)介紹三極管原理和特性本章教學(xué)內(nèi)容一、半導(dǎo)體1 本征半導(dǎo)體根據(jù)物體導(dǎo)電能力（電阻率）的不同劃

20、分為導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體。典型的半導(dǎo)體有硅Si和鍺Ge以及砷化鎵GaAs等。（）本征半導(dǎo)體的熱敏性、光敏性和摻雜性 熱敏性、光敏性本質(zhì)半導(dǎo)體在溫度升高或光照情況下，導(dǎo)電率明顯提高。 摻雜性在本征半導(dǎo)體中摻入某種特定的雜質(zhì)，成為雜質(zhì)半導(dǎo)體后，其導(dǎo)電率會(huì)明顯的發(fā)生改變。（）電子空穴對(duì) 在絕對(duì)溫度0K時(shí)，半導(dǎo)體中沒有自由電子。當(dāng)溫度升高或受到光的照射時(shí)，將有少數(shù)電子能掙脫原子核的束縛而成為自由電子，流下的空位稱為空穴，這一現(xiàn)象稱為本征激發(fā)（也稱熱激發(fā)）。在本征半導(dǎo)體中自由電子和空穴是同時(shí)成對(duì)出現(xiàn)的，稱為電子空穴對(duì)。游離的部分自由電子也可能回到空穴中去，稱為復(fù)合。本征激發(fā)和復(fù)合在一定溫度下會(huì)達(dá)到動(dòng)態(tài)平

21、衡。自由電子和空穴在半導(dǎo)體中都是導(dǎo)電粒子，稱它們?yōu)檩d流子。2. N型半導(dǎo)體和P型半導(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，例如磷，可形成N型半導(dǎo)體,也稱電子型半導(dǎo)體。因五價(jià)雜質(zhì)原子中只有四個(gè)價(jià)電子能與周圍四個(gè)半導(dǎo)體原子中的價(jià)電子形成共價(jià)鍵，而多余的一個(gè)價(jià)電子因無共價(jià)鍵束縛而很容易形成自由電子。在N型半導(dǎo)體中自由電子是多數(shù)載流子（多子）,它主要由雜質(zhì)原子提供；空穴是少數(shù)載流子（少子）, 由熱激發(fā)形成。 （）P型半導(dǎo)體在本征半導(dǎo)體中摻入三價(jià)雜質(zhì)元素，如硼、鎵、銦等形成了P型半導(dǎo)體，也稱為空穴型半導(dǎo)體。因三價(jià)雜質(zhì)原子在與硅原子形成共價(jià)鍵時(shí)，缺少一個(gè)價(jià)電子而在共價(jià)鍵中留下一空穴。P型半導(dǎo)體

22、中空穴是多數(shù)載流子，主要由摻雜形成；電子是少數(shù)載流子，由熱激發(fā)形成。二.PN結(jié)的形成   在一塊本征半導(dǎo)體在兩側(cè)通過擴(kuò)散不同的雜質(zhì),分別形成N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體。此時(shí)將在N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體的結(jié)合面上形成PN結(jié)。 1. PN結(jié)的單向?qū)щ娦訮N結(jié)具有單向?qū)щ娦?，若外加電壓使電流從P區(qū)流到N區(qū)，PN結(jié)呈低阻性，所以電流大；反之是高阻性，電流小。如果外加電壓使：PN結(jié)P區(qū)的電位高于N區(qū)的電位稱為加正向電壓，簡(jiǎn)稱正偏；PN結(jié)P區(qū)的電位低于N區(qū)的電位稱為加反向電壓，簡(jiǎn)稱反偏。 2、PN結(jié)加正向電壓時(shí)，呈現(xiàn)低電阻；PN結(jié)加反向電壓時(shí)，呈現(xiàn)高電阻。由此可以得出結(jié)論：PN結(jié)具有單向?qū)щ?/p>

23、性。三、半導(dǎo)體二極管1 結(jié)構(gòu)   在PN結(jié)上加上引線和封裝，就成為一個(gè)二極管。二極管按結(jié)構(gòu)分有點(diǎn)接觸型、面接觸型和平面型三大類。(1) 點(diǎn)接觸型二極管-PN結(jié)面積小，結(jié)電容小，用于檢波和變頻等高頻電路。(2) 面接觸型二極管-PN結(jié)面積大，用于工頻大電流整流電路。(3) 平面型二極管-往往用于集成電路制造工藝中。PN結(jié)面積可大可小，用于高頻整流和開關(guān)電路中。2. 伏安特性及主要參數(shù)（）伏安特性曲線P半導(dǎo)體二極管的伏安特性曲線如圖4-10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。 圖4-.10 二極管的伏安特性曲線正向特性當(dāng)U0，即處于正向特性

24、區(qū)域。正向區(qū)又分為兩段：當(dāng)0UUth時(shí)，正向電流為零，Uth稱為死區(qū)電壓或開啟電壓。當(dāng)UUth時(shí)，開始出現(xiàn)正向電流，并按指數(shù)規(guī)律增長(zhǎng)。硅二極管的死區(qū)電壓Uth=0.5 V左右， 鍺二極管的死區(qū)電壓Uth=0.1 V左右。 反向特性當(dāng)U0時(shí)，即處于反向特性區(qū)域。反向區(qū)也分兩個(gè)區(qū)域：當(dāng)UBRU0時(shí)，反向電流很小，且基本不隨反向電壓的變化而變化，此時(shí)的反向電流也稱反向飽和電流IS； 當(dāng)UUBR時(shí)，反向電流急劇增加，UBR稱為反向擊穿電壓。（）主要參數(shù) 最大整流電流ID:二極管長(zhǎng)期連續(xù)工作時(shí)，允許通過二極管的最大正向平均電流。 反向工作峰值電壓URWN：保證二極管不被反向擊穿而規(guī)定的電壓。在實(shí)際工作時(shí)

25、，定為反向擊穿電壓的一半。 反向峰值電流IRM：是二極管加上反向工作峰值時(shí)的反向飽和電流。硅二極管的反向電流一般在納安(nA)級(jí)；鍺二極管在微安(mA)級(jí)。四、穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓二極管是應(yīng)用在反向擊穿區(qū)的特殊硅二極管。穩(wěn)壓二極管的伏安特性曲線與硅二極管的伏安特性曲線完全一樣，穩(wěn)壓二極管伏安特性曲線的反向區(qū)、符號(hào)和典型應(yīng)用電路如圖4-11所示。(a) 符號(hào) (b) 伏安特性 (c) 應(yīng)用電路圖4-11 穩(wěn)壓二極管的伏安特性 穩(wěn)壓管的主要技術(shù)參數(shù)。(1) 穩(wěn)定電壓UZ -在規(guī)定的穩(wěn)壓管反向工作電流IZ下，所對(duì)應(yīng)的反向工作電壓。 (2)最大穩(wěn)定工作電流IZmax 和最小穩(wěn)定工作電流IZminIZmaxI

26、Zmin是穩(wěn)壓管正常時(shí)的電流范圍。若IZIZmin，則不能穩(wěn)壓；若IZ>IZmax，管子會(huì)因過熱而損壞。(3)動(dòng)態(tài)電阻rZ其概念與一般二極管的動(dòng)態(tài)電阻相同，只不過穩(wěn)壓二極管的動(dòng)態(tài)電阻是從它的反向特性上求取的。 rZ愈小，反映穩(wěn)壓管的擊穿特性愈陡。rz =UZ /IZ三、半導(dǎo)體三極管1 基本結(jié)構(gòu)和類型   2. 晶體管的特性曲線及主要參數(shù)以共射NPN型晶體管放大電路為例。輸入特性曲線 IB=f(UBE)|UCE常數(shù) 輸出特性曲線 IC=f(UCE)|IB=常數(shù) （1）輸入特性曲線共發(fā)射極接法的輸入特性曲線見圖4-14。 圖4-14 共發(fā)射極接法輸入特性曲（2）輸出特性曲

27、線 飽和區(qū)-IC受UCE顯著控制的區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)UCE的數(shù)值較小，一般UCE0.7 V(硅管)。此時(shí)發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏或反偏電壓很小。截止區(qū)-IC接近零的區(qū)域，相當(dāng)iB=0的曲線的下方。此時(shí)，發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏。放大區(qū)-IC平行于UCE軸的區(qū)域，曲線基本平行等距。此時(shí)，發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏，電壓大于0.7 V左右(硅管)。四、整流電路利用二極管的單向?qū)щ娦钥梢詫⒔涣麟娹D(zhuǎn)換為直流電，這一過程稱為整流，這種電路就稱為整流電路。常見的整流電路有半波整流電路和全波整流電路。五、單相橋式整流電路的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)單相橋式整流電路利用整流二極管的單向?qū)щ娦?，將交流電變成單向脈動(dòng)直流電，其組成結(jié)構(gòu)如圖7

28、1所示。圖71單相橋式整流電路圖71中，Tr表示電源變壓器，作用是將交流電網(wǎng)電壓u1變成整流電路要求的交流電壓；RL是直流供電的負(fù)載電阻；4只整流二極管VD1VD4依次接成電橋的形式，故稱橋式整流電路。橋式整流電路的特點(diǎn)是：輸出電壓的直流成分得到提高，脈沖成分被降低，每只整流二極管承受的最大反向電壓較小，變壓器的利用效率高，因此被廣泛使用。在實(shí)際應(yīng)用中，單相橋式整流電路可以用四個(gè)獨(dú)立的整流二極管實(shí)現(xiàn)，也可以用集成器件“橋堆”來實(shí)現(xiàn)。圖72所示為單相橋式整流電路的習(xí)慣簡(jiǎn)化畫法。圖72單相橋式整流電路的習(xí)慣簡(jiǎn)化畫法六、單相橋式整流電路的工作原理圖73單相橋式整流電路波形在圖73單相橋式整流電路波形

29、中，在u的正半周時(shí)，u2>0時(shí)，VD1、VD4導(dǎo)通，VD2、VD3截止，故有圖示iD1(iD4)的波形；同樣，在u1的負(fù)半周時(shí)，u2<0時(shí)，VD1、VD4截止VD2、VD3導(dǎo)通，故有電流iD2(iD3)?？梢娫趗的正、負(fù)半周均有電流流過負(fù)載電阻RL，且電流方向一致，綜合得到uo(io)的波形。本章學(xué)習(xí)參考資料1、邱關(guān)源電路北京：人民教育出版社19792、蔡元宇電路及磁路北京：高等教育出版社19933、周長(zhǎng)源電路理論基礎(chǔ)北京：人民教育出版社19954、江澤佳電路原理北京：人民教育出版社1992本章課外作業(yè)練習(xí)10.4、10.5、10.7、10.8本章教學(xué)小結(jié)本章首先介紹二極管，接著介

30、紹三極管原理，最后討論二極管及三極管實(shí)際中部分應(yīng)用。本章側(cè)重于概念與方法的掌握。第 五章放大電路與集成運(yùn)算放大器課時(shí)數(shù)18本章教學(xué)目標(biāo)1、熟悉放大電路與運(yùn)算放大器的原理和分析方法；2、掌握放大電路與運(yùn)算放大器的特點(diǎn)及計(jì)算方法；放大電路與運(yùn)算放大器在實(shí)際中的運(yùn)用本章教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)求??；難點(diǎn)：運(yùn)算放大器分析方法。教學(xué)方法（講授、討論、案例分析、實(shí)驗(yàn)等）講授+討論本章教學(xué)步驟設(shè)計(jì)講述：放大電路及運(yùn)算放大器的基本概念。分析：詳細(xì)講解放大電路及運(yùn)算放大器的原理。例題分析：通過例題講解和分析，加深學(xué)生對(duì)應(yīng)用的掌握和理解。實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)本章教學(xué)內(nèi)容一 共射組態(tài)基本放大電路的組成 

31、  共射組態(tài)基本放大電路如圖5-1所示。圖5-1 共射組態(tài)交流基本放大電路 (1) 基本組成 三 極 管T-起放大作用。負(fù)載電阻RC，RL-將變化的集電極電流轉(zhuǎn)換為電壓輸出。偏置電路UCC(Vcc)，RB-使三極管工作在線性區(qū)。耦合電容C1，C2起隔直作用，輸入電容C1保證信號(hào)加到發(fā)射結(jié)，不影響發(fā)射結(jié)偏置。輸出電容C2保證信號(hào)輸送到負(fù)載，不影響集電結(jié)偏置。(2) 靜態(tài)和動(dòng)態(tài)靜態(tài)ui=0 時(shí)，放大電路的工作狀態(tài)，也稱直流工作狀態(tài)。動(dòng)態(tài)ui 時(shí)，放大電路的工作狀態(tài)，也稱交流工作狀態(tài)。放大電路建立正確的靜態(tài)，是保證動(dòng)態(tài)工作的前提。分析放大電路必須要正確地區(qū)分靜態(tài)和動(dòng)態(tài)，正確地區(qū)分

32、直流通路和交流通路。(3) 直流通路和交流通路放大電路的直流通路和交流通路如圖5-2中（a），（b）所示。直流通路，即能通過直流的通路。從C、B、E向外看，有直流負(fù)載電阻、 Rc 、RB。交流通路，即能通過交流的電路通路。如從C、B、E向外看，有等效的交流負(fù)載電阻、 Rc/RL、 RB。 直流電源和耦合電容對(duì)交流相當(dāng)于短路。因?yàn)榘吹釉?，交流電流流過直流電源時(shí)，沒有壓降。設(shè)C1、 C2 足夠大，對(duì)信號(hào)而言，其上的交流壓降近似為零，在交流通路中，可將耦合電容短路。(a)直流通路 (b)交流通路2靜態(tài)分析（1）靜態(tài)工作狀態(tài)的計(jì)算分析法根據(jù)直流通路可對(duì)放大電路的靜態(tài)進(jìn)行計(jì)算 IB、IC和UCE這些

33、量代表的工作狀態(tài)稱為靜態(tài)工作點(diǎn)，用Q表示。（2）用圖解法求靜態(tài)工作點(diǎn)（略）3. 動(dòng)態(tài)分析：微變等效電路法和圖解法是動(dòng)態(tài)分析的基本方法。(1) 微變等效電路的建立 三極管等效為一個(gè)線性元件。 對(duì)于低頻模型可以不考慮結(jié)電容的影響。晶體管的輸入、輸出特性曲線見圖5-4（a）、圖5-4（b）。其輸入回路的等效電路如圖5-5所示。 （2） 動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)計(jì)算共發(fā)射極交流基本放大電路如圖5-6（a）所示。(a) 共射基本放大電路 (b)微變等效電路電壓放大倍數(shù)AvAv = = RL' / rbe 輸入電阻ri ri = = rbe / Rb1/ Rb2rbe = rbb' +(1+)26 /

34、 IE =300+(1+)26/ IE 輸出電阻RoRo = rceRcRc二、多級(jí)放大電路多級(jí)放大電路的連接，產(chǎn)生了單元電路間的級(jí)聯(lián)問題，即耦合問題。放大電路的級(jí)間耦合必須要保證信號(hào)的傳輸，且保證各級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)正確。直接耦合耦合電路采用直接連接或電阻連接，不采用電抗性元件。直接耦合電路可傳輸?shù)皖l甚至直流信號(hào)，因而緩慢變化的漂移信號(hào)也可以通過直接耦合放大電路。 阻容耦合和變壓器耦合級(jí)間采用電容或變壓器耦合。電抗性元件耦合，只能傳輸交流信號(hào)，漂移信號(hào)和低頻信號(hào)不能通過。.阻容耦合放大電路如下圖所示。兩級(jí)間的連接通過耦合電容C將前級(jí)的輸出電壓家在后級(jí)的輸入電阻上。由于電容的隔直作用，兩級(jí)放大電路

35、的靜態(tài)工作點(diǎn)互不相關(guān)，各自獨(dú)立。多級(jí)放大電路的電壓放大倍數(shù)為各級(jí)電壓放大倍數(shù)的剩積。但在計(jì)算每一級(jí)的電壓放大倍數(shù)時(shí)，必須考慮前后級(jí)之間的相互影響。 .直接耦合放大電路 （）放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的相互影響接耦合或電阻耦合使各放大級(jí)的工作點(diǎn)互相影響，這是構(gòu)成直接耦合多級(jí)放大電路時(shí)必須要加以解決的問題。如果將基本放大電路去掉耦合電容，前后級(jí)直接連接，如圖所示。于是VC1=VB2VC2= VB2+ VCB2VB2（VC1）這樣，集電極電位就要逐級(jí)提高，為此后面的放大級(jí)要加入較大的發(fā)射極電阻，從而無法設(shè)置正確的工作點(diǎn)。這種方式只適用于級(jí)數(shù)較少的電路。 圖直接耦合放大電路（2） 零點(diǎn)漂移零點(diǎn)漂移是三極管的工作點(diǎn)隨時(shí)間而逐漸偏離原有靜態(tài)值的現(xiàn)象。產(chǎn)生零點(diǎn)漂移的主要原因是溫度的影響，所以有時(shí)也用溫度漂移或時(shí)間漂移來表示。工作點(diǎn)參數(shù)的變化往往由相應(yīng)的指標(biāo)來衡量。三、運(yùn)算放大電路1、架構(gòu)2、分析方法3、應(yīng)用比例運(yùn)算電路、加法運(yùn)算電路、減法運(yùn)算電路等本章學(xué)習(xí)參考資料1、邱關(guān)源電路北京：人民教育出版社19792、蔡元宇電路及磁路北京：高等教育出版社19933、周長(zhǎng)源電路理論基礎(chǔ)北京：人民教育出版社19954、江澤佳電路原理北京：人民教育出版社1992本章課外作業(yè)練習(xí)11.1、11.2、11.5、11.912.3、12.6、12.