電子技術(shù)基礎(chǔ)教案5

1、海 南 省 三 亞 技 工 學(xué) 校海南三亞中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校理論課教案任課教師姓名郜普艷任課班級11 電氣雨露科目電子技術(shù)基礎(chǔ)授課日期第 6 周星期 3 （ 3 月 21 日）本教案授課節(jié)數(shù)2 審批課題 2-6 功率放大電路課型理論課教學(xué)目的1.知識目標(biāo)：使學(xué)生掌握功率放大電路的基本任務(wù)和特點。2.能力目標(biāo)：使學(xué)生對功率放大電路有更具體的學(xué)習(xí)及認(rèn)識。3.德育目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)優(yōu)良的道德品質(zhì)，及良好的職業(yè)道德。教學(xué)重點1.使學(xué)生掌握功率放大電路的基本基本任務(wù)和特點。教學(xué)難點1.使學(xué)生掌握功率放大電路的基本基本任務(wù)和特點。教學(xué)方法教學(xué)手段教具設(shè)備1. 教學(xué)教具：實物教具2. 教學(xué)方法：講解法、提問啟發(fā)

2、法、談話教學(xué)法、討論教學(xué)法、案例教學(xué)法、歸納總結(jié)法課前準(zhǔn)備：教室、教學(xué)教具的準(zhǔn)備落實到位教學(xué)過程（含課前準(zhǔn)備、組織教學(xué)、復(fù)習(xí)提問、導(dǎo)入新課、講授新課、練習(xí)鞏固新課、總結(jié)、布置作業(yè)及預(yù)習(xí)；板書板畫設(shè)計與時間分配）教學(xué)過程一、組織教學(xué)：（ 1）由班長組織學(xué)生提前5 分鐘進入課堂點名考勤；檢查學(xué)生著裝，儀容儀表，準(zhǔn)備上課。(2)上課，師生問候：師：“ 上課！ ” ，班長： “ 起立！ ” ，師： “ 同學(xué)們好！ ” ，生：“ 老師好！ ” ，師 “ 請坐！ ”二、復(fù)習(xí)提問：引入負(fù)反饋對放大電路的性能有哪幾方面的影響？備 注（3分鐘）提問法三、導(dǎo)入新課：電子設(shè)備是要驅(qū)動負(fù)載工作的，如收音機中的揚聲器（

3、喇叭）要發(fā)出聲音，電動機要旋轉(zhuǎn)，繼電器觸點要動作，記錄儀表要指示數(shù)據(jù)等。這些負(fù)載需要供給足夠的功率才能發(fā)揮其功能。 2-5 功率放大電路四、講授新課1. 基本任務(wù)把微弱信號放大，輸出功率不一定大。2. 特點基于輸出較大功率的基本任務(wù)，對功率放大電路的討論主要針對以下幾個方面。1） 大信號工作狀態(tài)為輸出足夠大的功率，功率放大電路的輸出電壓、電流幅度都比較大，因此，功率放大管的動態(tài)工作范圍很大，功放管中的電壓、電流信號都是大信號狀態(tài)，一般以不超過晶體管的極限參數(shù)為限度。2） 非線性失真問題由于功放管的非線性，功率放大電路又工作在大信號工作狀態(tài)，必然導(dǎo)致工作過程中會產(chǎn)生較大的非線性失真。輸出功率越大

4、，電壓和電流的幅度就越大，信號的非線性失真就越嚴(yán)重。因而如何減小非線性失真是功率放大電路的一個重要問題。3） 提高功率放大電路的效率、降低功放管的管耗從能量轉(zhuǎn)換的觀點來看，功率放大電路提供給負(fù)載的交流功率是在輸入交流信號的控制下將直流電源提供的能量轉(zhuǎn)換成交流能量而來的。任何電路都只能將直流電能的一部分轉(zhuǎn)換成交流能量輸出，其余的部分主要是以熱量的形式損耗在電路內(nèi)部的功放管和電阻上，并且主要是功放管的損耗。對于同樣功率的直流電能，轉(zhuǎn)換成的交流輸出能量越多，功率放大電路的效率就越高。因為功率大，所以效率的問題就變得十分重要，否則，不僅會帶來能源的浪費，還會引起功放管的發(fā)熱而損毀。3. 功率放大電路的

5、工作狀態(tài)與效率的關(guān)系提高效率對于功率放大電路來說非常重要，那么， 怎樣才能最大限度地提高效率呢？在小信號放大電路中，在保證輸出信號不失真的情況下，應(yīng)將放大電路的工作點選得盡可能地低，以便減小靜態(tài)工作點電流，降低靜態(tài)功率損耗。損耗小了，電路的效率自然就提高了。4. 低頻功率放大器1）對功率放大器的基本要求（1）有足夠大的輸出功率；備注（2分鐘）導(dǎo)入法板書（25 分鐘）講述法談話法講解法（2）效率要高；（3）非線性失真要好；（4）功放管的散熱要好。2）分類（1）按功放管工作點的位置不同分：低頻功率放大電路的三種工作狀態(tài)（a） 甲類工作狀態(tài) ; （b） 甲乙類工作狀態(tài); （c） 乙類工作狀態(tài)（2）按

6、功放輸出端特點不同分：變壓器耦合功率放大器；無輸出變壓器功率放大器（otl 電路） ；無輸出電容功率放大器（ocl 電路）；后兩者應(yīng)用很廣泛。五、課堂練習(xí)案例教學(xué)法（12 分鐘）請同學(xué)們簡單寫出功率放大器的基本任務(wù)和特點？六、課堂小節(jié)1. 電路對低頻功率放大器的基本要求？2. 低頻功率放大器的分類？七、布置作業(yè)及預(yù)習(xí)1布置作業(yè)： p54 頁習(xí)題 15 題；2預(yù)習(xí)：互補對稱功率放大器的內(nèi)容。七、教學(xué)后記練習(xí)法（2分鐘）歸納法總結(jié)法（1分鐘）海 南 省 三 亞 技 工 學(xué) 校海南三亞中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校理論課教案任課教師姓名郜普艷任課班級11 電氣雨露科目電子技術(shù)基礎(chǔ)授課日期第 6 周星期 4 （ 3

7、 月 22 日）本教案授課節(jié)數(shù)2 審批課題 2-6 功率放大電路課型理論課教學(xué)目的1.知識目標(biāo)：使學(xué)生掌握雙電源互補對稱功率放大電路的基本概念及工作原理。2.能力目標(biāo)：使學(xué)生對雙電源互補對稱功率放大電路有更具體的學(xué)習(xí)及認(rèn)識。3.德育目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)優(yōu)良的道德品質(zhì)，及良好的職業(yè)道德。教學(xué)重點2.使學(xué)生掌握雙電源互補對稱功率放大電路的基本概念及工作原理。教學(xué)難點2.使學(xué)生掌握雙電源互補對稱功率放大電路的工作原理。教學(xué)方法教學(xué)手段教具設(shè)備1. 教學(xué)教具：實物教具2. 教學(xué)方法：講解法、提問啟發(fā)法、談話教學(xué)法、討論教學(xué)法、案例教學(xué)法、歸納總結(jié)法課前準(zhǔn)備：教室、教學(xué)教具的準(zhǔn)備落實到位教學(xué)過程（含課前準(zhǔn)備

8、、組織教學(xué)、復(fù)習(xí)提問、導(dǎo)入新課、講授新課、練習(xí)鞏固新課、總結(jié)、布置作業(yè)及預(yù)習(xí)；板書板畫設(shè)計與時間分配）教學(xué)過程一、組織教學(xué)：（ 1）由班長組織學(xué)生提前5 分鐘進入課堂點名考勤；檢查學(xué)生著裝，儀容儀表，準(zhǔn)備上課。(2)上課，師生問候：師：“ 上課！ ” ，班長： “ 起立！ ” ，師： “ 同學(xué)們好！ ” ，生：“ 老師好！ ” ，師 “ 請坐！ ”二、復(fù)習(xí)提問：功率放大電路的任務(wù)及特點分別是什么？備 注（3分鐘）提問法三、導(dǎo)入新課：甲類功率放大電路輸出波形較好，但因管耗大，效率較低。乙類功率放大電路，雖然管耗較小，有利于提高效率，但存在嚴(yán)重的失真，會使輸入信號的半周被削掉。但若采用兩個導(dǎo)電性相

9、反的管子，使他們都工作在乙類放大狀態(tài)，一個在正半周工作，另一個在負(fù)半周工作，同時把兩個輸出波形加到負(fù)載上，在負(fù)載上得到完整的輸出波形，這樣就解決了效率與失真的矛盾。 2-5 功率放大電路四、講授新課1補對稱功率放大器概念由于兩只三極管工作特性對稱，互不對方不足， 故稱為互補對稱功率放大器。2. 雙電源互補對稱電路（ocl 電路）采用正、 負(fù)兩個直流電源供電的互補對稱電路稱為雙電源電路。一般， 這兩個直流電源大小相同，極性相反。（1）乙類雙電源互補對稱功率放大電路圖 6-2 為采用正、負(fù)雙電源的互補對稱功率放大電路。我們發(fā)現(xiàn)，它和第 3 章集成運算放大器中介紹的互補對稱輸出級是一樣的。實際上集成

10、運算放大器的輸出級也需要在輸出一定功率的基礎(chǔ)上提高效率，并具有較強的帶負(fù)載能力，因而也采用互補對稱的電路結(jié)構(gòu)。現(xiàn)在，我們以功率放大電路的觀點，對這個電路進行更詳細(xì)的分析。乙類雙電源互補對稱功率放大電路電路組成在這個電路中，和集成運放的輸出級一樣，有兩個互補的三極管 npn 管 v1和 pnp 管 v2，v1和 v2的特性盡可能相同，兩個管子接成基極相連、 發(fā)射極相連的對稱的射極輸出器形式，所以叫做互補對稱功率放大電路。備注（2分鐘）導(dǎo)入法板書（25 分鐘）講述法談話法講解法工作原理靜態(tài)時， 兩管因沒有基極偏置而處于截止?fàn)顟B(tài)，集電極靜態(tài)電流約為零（只有很小的穿透電流iceo） ，即v1和 v2的

11、靜態(tài)工作點為ic1=ic2=0，uce1=-uce2=ucc，設(shè)置于截止區(qū)內(nèi)，兩功放管屬于乙類工作狀態(tài)，輸出電壓為零，靜態(tài)損耗也近似為零。圖解分析功率放大電路是大信號工作，需要用圖解法對圖6-2 的互補對稱功率放大電路進行分析。由于電路的互補對稱，v1、v2兩管一個負(fù)責(zé)正半周，一個負(fù)責(zé)負(fù)半周，工作過程相似，只是工作電流、電壓極性相反，因此只要分析 v1或 v2的工作情況，就可得到整個電路的工作情況。下面對v1管的工作情況進行圖解。乙類雙電源互補對稱功率放大電路圖解分析（正半周）技術(shù)指標(biāo)a. 輸出功率po和最大不失真輸出功率pom b直流電源提供的功率pe 電源提供的功率隨輸出信號的增大而增大，

12、這和甲類功放相比有本質(zhì)的區(qū)別。c效率 d管耗 pv與功率三極管的選擇在忽略其他元件的損耗時，電源供給的功率與放大器輸出功率之差，就是兩個管子的管耗。在實際應(yīng)用中，功率三極管的選擇主要依據(jù)以下的原則：第一，每只功率三極管的最大允許管耗pcm必須大于0.2pom。 如要求輸出最大功率為10 w， 則應(yīng)選擇兩只最大集電極功耗pcm 2 w 的三極管即可，當(dāng)然還可以適當(dāng)考慮余量。第二，當(dāng)v2導(dǎo)通時，v1截止，所以當(dāng)v2飽和時，uce1得到最大值 2ucc， 因此，應(yīng)選用耐壓u（br）ceo 2ucc的管子。案例教學(xué)法第三，所選管子的icm應(yīng)大于電路中可能出現(xiàn)的最大集電極電流ucc/rl。e交越失真和集

13、成運算放大器的輸出級一樣，由于功率三極管存在死區(qū)電壓（硅管約為 0.5 v） ， 只有當(dāng)輸入信號的幅值大于0.5 v（對于 v2 應(yīng)小于 0.5 v）以后， 三極管才逐漸導(dǎo)通。因此輸出波形在輸入信號零點附近的范圍出現(xiàn)交越失真 , 如圖 6-4 所示。為了克服交越失真，可以利用pn 壓降、電阻壓降或其他元器件壓降給兩個三極管的發(fā)射結(jié)加上正向偏置電壓，使兩個三極管在沒有信號輸入時處于微導(dǎo)通的狀態(tài)。由于此時電路的靜態(tài)工作點已經(jīng)上移進入了放大區(qū)（為了降低損耗，一般將靜態(tài)工作點設(shè)置在剛剛進入放大區(qū)的位置）， 因此功率放大電路的工作狀態(tài)由乙類變成了甲乙類。乙類雙電源互補對稱功率放大電路的交越失真（ a）

14、乙類雙電源互補對稱功放電路；（b） 交越失真波形（ 2）甲乙類雙電源互補對稱功率放大電路電路組成與工作原理甲乙類雙電源互補對稱功率放大電路的原理電路如圖6-5 所示， v1、v2構(gòu)成互補對稱功率放大電路，v3為輸出級的前置級，電流源 ic3給 v3、vd1和 vd2提供靜態(tài)偏置電流。靜態(tài)時，電流ic3在 vd1、vd2上產(chǎn)生靜態(tài)壓降，給 v1、v2 的發(fā)射結(jié)提供靜態(tài)偏置，使 v1、 v2的靜態(tài)集電極電流不為0，v1、v2處于甲乙類放大狀態(tài)，v1的靜態(tài)工作點如圖6-6 所示。由于電路結(jié)構(gòu)對稱，靜態(tài)時 ic1=ic2， 因此 rl中無靜態(tài)電流過，輸出電壓仍然為零。甲乙類雙電源互補對稱功率放大電路甲

15、乙類電路的靜態(tài)工作點有輸入信號時，vd1、 vd2的動態(tài)電阻很小，所以 vd1、 vd2上的交流壓降也很小，基本不影響動態(tài)特性，可以認(rèn)為加在兩個功放管上的交流信號是一樣的。由于 v1、 v2已經(jīng)處于導(dǎo)通狀態(tài)，即使輸入信號較小，依然可以被功放管輸出給負(fù)載，由此消除了交越失真。只要改變r1、 r2的比值，就可以改變v1、 v2的偏置電壓值，在集成電路中經(jīng)常可以見到這種電路結(jié)構(gòu)。偏置可調(diào)的甲乙類雙電源互補對稱功率放大電路主要技術(shù)指標(biāo)的計算由上圖可以看出，為了提高功率放大電路的效率，在保證消除交越失真的同時， 甲乙類電路的靜態(tài)工作點位置僅比截止區(qū)稍高一點，集電極電流依然是一個相當(dāng)小的數(shù)值，因此功率損耗

16、只是略有增加，效率仍接近于原來的乙類互補對稱電路，乙類功放的計算公式完全可以適用于甲乙類電路。五、課堂練習(xí)請同學(xué)們簡單寫出雙電源供電的互補功率放大器的兩種類型？再分別簡述他們的工作原理。六、課堂小節(jié)1. 雙電源供電的互補功率放大器的工作原理？（1）乙類（2）甲乙類七、布置作業(yè)及預(yù)習(xí)1布置作業(yè)： p54 頁習(xí)題 15 題；2預(yù)習(xí)：單電源供電的互補功率放大器的內(nèi)容。七、教學(xué)后記（12 分鐘）練習(xí)法（2分鐘）歸納法總結(jié)法（1分鐘）海 南 省 三 亞 技 工 學(xué) 校海南三亞中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校理論課教案任課教師姓名郜普艷任課班級11 電氣雨露科目電子技術(shù)基礎(chǔ)授課日期第 6 周星期 4 （ 3 月 22 日

17、）本教案授課節(jié)數(shù)2 審批課題 2-6 功率放大電路課型理論課教學(xué)目的1.知識目標(biāo)：使學(xué)生掌握單電源互補對稱功率放大電路的基本概念及工作原理。2.能力目標(biāo)：使學(xué)生對單電源互補對稱功率放大電路有更具體的學(xué)習(xí)及認(rèn)識。3.德育目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)優(yōu)良的道德品質(zhì)，及良好的職業(yè)道德。教學(xué)重點3.使學(xué)生掌握單電源互補對稱功率放大電路的基本概念及工作原理。教學(xué)難點3.使學(xué)生掌握單電源互補對稱功率放大電路的工作原理。教學(xué)方法教學(xué)手段教具設(shè)備1. 教學(xué)教具：實物教具2. 教學(xué)方法：講解法、提問啟發(fā)法、談話教學(xué)法、討論教學(xué)法、案例教學(xué)法、歸納總結(jié)法課前準(zhǔn)備：教室、教學(xué)教具的準(zhǔn)備落實到位教學(xué)過程（含課前準(zhǔn)備、組織教學(xué)、復(fù)

18、習(xí)提問、導(dǎo)入新課、講授新課、練習(xí)鞏固新課、總結(jié)、布置作業(yè)及預(yù)習(xí)；板書板畫設(shè)計與時間分配）教學(xué)過程一、組織教學(xué)：（ 1）由班長組織學(xué)生提前5 分鐘進入課堂點名考勤；檢查學(xué)生著裝，儀容儀表，準(zhǔn)備上課。(2)上課，師生問候：師：“ 上課！ ” ，班長： “ 起立！ ” ，師： “ 同學(xué)們好！ ” ，生：“ 老師好！ ” ，師 “ 請坐！ ”二、復(fù)習(xí)提問：雙電源供電的功率放大器的電路組成？備 注（3分鐘）提問法三、導(dǎo)入新課：ocl 電路的低頻響應(yīng)好、便于集成化，但需要兩個獨立的電源，有時使用不太方便。下面介紹可以使用單電源的互補對稱功率放大電路，叫做otl（output transformerless

19、， 無輸出變壓器）電路otl 電路也有乙類和甲乙類的區(qū)別，同樣，為了消除交越失真，在實際電路中采用了甲乙類功率放大電路。 2-5 功率放大電路四、講授新課單電源互補對稱電路（ocl 電路）1.電路組成下圖為甲乙類單電源互補對稱功率放大電路，v3為前置放大級。和甲乙類ocl 電路相比，只用了一個正電源ucc， 但在輸出端增加了一個大容量的耦合電容 c。 只要適當(dāng)選擇rb、 rc和 re的數(shù)值，就可以得到一定的ic3， 通過兩個二極管給功率輸出管加上合適的偏置電壓，使 v1、v2工作在甲乙類狀態(tài)。靜態(tài)時， 由于輸出功率管對稱，兩管的發(fā)射極e 點電位為ue=ucc/2， 電容 c 被充電至 ucc/

20、2。 由于電容c 的隔直作用，rl 上無電流流過，輸出電壓為零。甲乙類單電源互補對稱功率放大電路準(zhǔn)互補對稱功率放大電路備注（2分鐘）導(dǎo)入法板書（25 分鐘）講述法談話法講解法下圖為橋式互補對稱功率放大電路。其電路結(jié)構(gòu)類似于差動放大電路，由兩個對稱的otl 電路（ ocl 電路也可）組成。其中 v1、 v3組成一組互補對稱電路，v2、 v4組成另一組互補對稱電路，負(fù)載 rl接在兩個互補對稱電路的輸出端 e1和 e2之間。這樣，晶體管 v1v4組成了電橋的四個臂，故稱為橋式互補對稱電路。橋式互補對稱功率放大電路（btl 電路）由于電路對稱，靜態(tài)時 ue1=ue2=ucc/2， rl 上沒有電流通過

21、，輸出電壓uo=0。 動態(tài)時要求給btl 電路加入一對大小相等，相位相反的輸入信號。假設(shè)正弦輸入信號ui1為正半周，ui2為負(fù)半周時，v1、 v4導(dǎo)通，v2、 v3截止，電流 ic14由電源ucc經(jīng) v1、 rl、 v4流向地，在負(fù)載上的電流方向是從e1到e2， 負(fù)載上得到了正半周的輸出波形。當(dāng) ui1為負(fù)半周，ui2為正半周時，v2、v3導(dǎo)通，v1、 v4截止，電流 ic23從 ucc經(jīng) v2、 rl、 v3流向地，負(fù)載上流過的電流方向是從e2到 e1， 得到了負(fù)半周的輸出波形。當(dāng) ui1為負(fù)半周，ui2為正半周時，v2、 v3導(dǎo)通，v1、 v4截止，電流ic23從 ucc經(jīng) v2、 rl、 v3流向地，負(fù)載上流過的電流方向是從e2到 e1， 得到了負(fù)半周的輸出波形。4 個功率管分成兩組，輪流導(dǎo)通，負(fù)載 rl獲得了一個完整的正弦波輸出電壓。由于輸入一對大小相等、極性相反的正弦輸入信號時， e1和 e2兩點的電位總是大小相等、方向相反的，在忽略管子的飽和壓降情況下，負(fù)載上獲得的最大不失真輸出電壓約為ucc， 是同樣