59电工学下教案

课时授课计划课次序号：1一、课题：14-1半导体的导电特性14-2PN结14-3二极管二、课型：课堂讲授三、目的要求：掌握PN结单向导电性、熟悉半导体二级管工作原理、特性曲线和主要参数。四、重点、难点：半导体二级管工作原理、特性曲线。五、教学方法及手段：以讲授为主，并加以举例；课堂进行适当提问和习题练习。六、参考资料：教学参考书为《电路》（第四版）邱关源主编参考网站：七、作业：14.3.2,14.3.7八、授课记录：九、授课效果分析：十、教学进程（教学内容、教学环节及时间分配等）1、复习：2、导入课题：14-1半导体的导电特性14-2PN结14-3二极管3、教学内容：授课日期班次14.2.1PN结的形成2.PN结加反向电压（反向偏置）PN结加反向电压时，PN结变宽，反向电流较小，反向电阻较大，PN结处于截止状态14.3半导体二极管14.3.1基本结构14.1半导体的导电特性半导体的导电特性：热敏性、光敏性、掺杂性。14.1.1本征半导体本征半导体的导电机理当半导体两端加上外电压时，在半导体中将出现两部分电流(1)自由电子作定向运动形成电子电流(2)价电子递补空穴形成空穴电流14.1.2N型半导体和P型半导体掺入五价元素称为电子半导体或N型半导体。掺入三价元素称为空穴半导体或P型半导体。无论N型或P型半导体都是中性的，对外不显电性。14.2PN结14.2.2PN结的单向导电性1.PN结加正向电压（正向偏置）PN结加正向电压时，PN结变窄，正向电流较大，正向电阻较小，PN结处于导通状态。二极管的单向导电性1.二极管加正向电压（正向偏置，阳极接正、阴极接负）时，二极管处于正向导通状态，二极管正向电阻较小，正向电流较大。2.二极管加反向电压（反向偏置，阳极接负、阴极接正）时，二极管处于反向截止状态，二极管反向电阻较大，反向电流很小。3.外加电压大于反向击穿电压二极管被击穿，失去单向导电性。4.二极管的反向电流受温度的影响，温度愈高反向电流愈大。4、课堂总结：掌握半导体二极管的单向导电特性。5、布置作业：14.3.2,14.3.7课时授课计划课次序号：2一、课题：§14-4稳压管§14-5晶体管二、课型：课堂讲授三、目的要求：掌握稳压管特点、熟悉半导体三级管工作原理、特性曲线和主要参数。四、重点、难点：半导体三级管工作原理、特性曲线。五、教学方法及手段：以讲授为主，并加以举例；课堂进行适当提问和习题练习。六、参考资料：教学参考书为《电路》（第四版）邱关源主编参考网站：七、作业：14.4.4，14.5.9八、授课记录：九、授课效果分析：授课日期班次十、教学进程（教学内容、教学环节及时间分配等）1、复习：2、导入课题：§14-4稳压管§14-5晶体管§14-6光电器件3、教学内容：§14-4稳压管用特殊工艺制造的面接触型硅二极管，具有稳定电压的功能。伏安特性曲线与普通二极管相似，差别是反向击穿特性曲线较陡，反向击穿电压较低（普通二极管为数十伏至数百伏，一般硅稳压管为几伏至数十伏）。反向击穿可逆，工作在反向击穿区，但如果反向电流超过允许范围，会发生热击穿而损坏。§14-5晶体管1晶体管的结构类型按材料分：硅管、锗管；按功率大小分：大、中、小功率管；按工作频率分：高频管、低频管。2.晶体管的电流放大作用特性曲线输入特性常数CE)(BEBUUfI输出特性常数B)(CECIUfI三极管只要加上合适的偏置电压使发射结处于正向偏置，集电结处于反向偏置，就能实现电流放大作用。电流放大作用的条件：发射结正偏可用三极管内部载流子的运动规律来解释上述结论。晶体管的三个工作区：放大区：在放大区，发射结处于正向偏置、集电结处于反向偏置，晶体管工作于放大状态。饱和区：发射结处于正向偏置，集电结也处于正偏。基本结构：结构特点：电流分配和放大原理三极管放大的外部条件：发射结正偏、集电结反偏2．结论：1）三电极电流关系IE=IB+IC2）ICIB，IC»IE3）ICDIB3.三极管内部载流子的运动规律截止区：在截止区发射结处于反向偏置，集电结处于反向偏置，晶体管工作于截止状态。4主要参数电流放大系数BC___IIBCΔΔII1.β可从输出特性曲线上求出，小功率管β＝10~200，一般采用30~80的管子，标明β范围的色点。2.ICBO集电极－基极反向饱和电流，受温度影响大，小功率硅管ICBO＜1µA，锗管约为10µA。3.ICEO集电极－发射极反向饱和电流，ICEO＝(1+b)ICBO，选用管子希望ICBO、ICEO尽量小，减小温度的影响。硅管比锗管稳定，在实际中用得较多。4.结电容5.ICM6.PCM7.U(BR)CEO4、课堂总结：掌握晶体管的基本结构、工作原理、特性曲线和主要参数，晶体管的电流分配和放大作用。5、布置作业：14.4.4，14.5.9课时授课计划课次序号：3一、课题：§15-1共发射极电路的组成§15-2放大电路的静态分析二、课型：课堂讲授三、目的要求：掌握放大电路的特点及其作用，学会静态分析。四、重点、难点：放大电路的静态分析，直流通道、静态值的计算，设置合适的静态工作点的意义。。五、教学方法及手段：以讲授为主，并加以举例；课堂进行适当提问和习题练习。六、参考资料：教学参考书为《电子技术》康华光主编参考网站：七、作业：15.2.6,15.2.7八、授课记录：九、授课效果分析：十、教学进程（教学内容、教学环节及时间分配等）1、复习：2、导入课题：晶体管结构3、教学内容：放大的概念:放大的目的是将微弱的变化信号放大成较大的信号。放大的实质:用小能量的信号通过三极管的电流控制作用，将放大电路中直流电源的能量转化成交流能量输出。对放大电路的基本要求：1.要有足够的放大倍数(电压、电流、功率)。2.尽可能小的波形失真。另外还有输入电阻、输出电阻、通频带等其它技术指标。授课日期班次15.2放大电路的静态分析静态分析：确定放大电路的静态值。——静态工作点Q：IB、IC、UCE。15.2.1用估算法确定静态值15.2.2用图解法确定静态值步骤：1.用估算法确定IB2.由输出特性确定IC和UCC15.1基本放大电路的组成15.1.1共发射极基本放大电路组成15.1.2基本放大电路各元件作用15.1.3共射放大电路的电压放大作用(1)无输入信号(ui=0)时:三极管各电极都是恒定的电压和电流:IB、UBE和IC、UCE。(IB、UBE)和(IC、UCE)分别对应于输入、输出特性曲线上的一个点，称为静态工作点。(2)加上输入信号电压后，各电极电流和电压的大小均发生了变化，都在直流量的基础上叠加了一个交流量，但方向始终不变。(3)若参数选取得当，输出电压可比输入电压大，即电路具有电压放大作用。(4)输出电压与输入电压在相位上相差180°，即共发射极电路具有反相作用。实现放大的条件(1)晶体管必须工作在放大区。发射结正偏，集电结反偏。(2)正确设置静态工作点，使晶体管工作于放大区。(3)输入回路将变化的电压转化成变化的基极电流。(4)输出回路将变化的集电极电流转化成变化的集电极电压，经电容耦合只输出交流信号。4、课堂总结：掌握直流通道、静态值的计算，设置合适的静态工作点的意义。5、布置作业：预习：动态分析课时授课计划课次序号：4一、课题：§15-3动态分析二、课型：课堂讲授三、目的要求：会计算单级放大电路的电压放大倍数、输入电阻、输出电阻。四、重点、难点微变等效电路分析法，电压放大倍数计算，输入电阻、输出电阻的计算。五、教学方法及手段：以讲授为主，并加以举例；课堂进行适当提问和习题练习。六、参考资料：教学参考书为《电子技术》康华光主编参考网站：七、作业：15.2。3.4,15.3.5八、授课记录：九、授课效果分析：十、教学进程（教学内容、教学环节及时间分配等）1、复习：晶体管静态分析2、导入课题：§15-3动态分析授课日期班次3、教学内容：2.放大电路的微变等效电路15.3放大电路的动态分析动态分析:计算电压放大倍数Au、输入电阻ri、输出电阻ro等。15.3.1微变等效电路法微变等效电路：把非线性元件晶体管所组成的放大电路等效为一个线性电路。即把非线性的晶体管线性化，等效为一个线性元件。线性化的条件：晶体管在小信号（微变量）情况下工作。因此，在静态工作点附近小范围内的特性曲线可用直线近似代替。微变等效电路法：利用放大电路的微变等效电路分析计算放大电路电压放大倍数Au、输入电阻ri、输出电阻ro等15.3.1微变等效电路法1.晶体管的微变等效电路)mA()mV(26)1()(200EbeIβr3.电压放大倍数的计算beLrRAu4.放大电路输入电阻的计算beB//rRri5.放大电路输出电阻的计算CoooRIUr动态分析图解法15.3.2非线性失真如果Q设置不合适，晶体管进入截止区或饱和区工作，将造成非线性失真。若Q设置过高，晶体管进入饱和区工作，造成饱和失真。若Q设置过低，晶体管进入截止区工作，造成截止失真。4、课堂总结：掌握微变等效电路分析法，电压放大倍数计算，输入电阻、输出电阻的计算。5、布置作业：预习静态工作点的稳定课时授课计划课次序号：5一、课题：§15-4静态工作点的稳定§15-5放大电路的频率特性二、课型：课堂讲授三、目的要求：会计算单级放大电路的电压放大倍数、输入电阻、输出电阻。四、重点、难点微变等效电路分析法，电压放大倍数计算，输入电阻、输出电阻的计算。五、教学方法及手段：以讲授为主，并加以举例；课堂进行适当提问和习题练习。六、参考资料：教学参考书为《电子技术》康华光主编参考网站：七、作业：15.2。3.4,15.3.5八、授课记录：九、授课效果分析：十、教学进程（教学内容、教学环节及时间分配等）1、复习：晶体管静态分析2、导入课题：§15-3动态分析3、教学内容：15.4静态工作点的稳定15.4.1温度变化对静态工作点的影响当温度升高时，IC将增加，使Q点沿负载线上移，容易使晶体管T进入饱和区造成饱和失真，甚至引起过热烧坏三极管。一、温度对工作点的影响Q点不稳定的原因：温度变化，IB固定Ic=bIB+ICEO在外部因素（如电源电压变化、电路参数变化、管子老化等等）影响下，Q点变动，严重时不能正常工作，其中影响最大的是温度变化。固定偏置电路IB=（Vcc-VBE）/RB=Vcc/RB不变15.4.2分压式偏置电路稳定Q点的原理：若B2II，CC2B1B2BBURRRV，基极电位基本恒定，不随温度变化。授课日期班次若BEBUV，EBEBEBECRVRUVII集电极电流基本恒定，不随温度变化。2.静态工作点的计算I1≈I2(I1≥IB)VB=Rb2Vcc/(Rb1+Rb2)固定Ic≈IE=(VB－UBE)/Re≈VB/Re条件：I1≥IB，VB≥UBE，兼顾其它指标IB=Ic/b，UCE=Vcc－Ic(Rc+Re)估算法:CC2B1B2BURRRVBEBEBECRUVIICBβIIEECCCCCERIRIUU3、动态分析RcRb1C1+C2+RL+-uo+VccT~Rb2CE分析Re的引入，稳定了Q点，但Au减小，其补救措施是在Re并上Ce（大电容，几十至几百微法），Au＝－bR9L／rbe，Ri=Rb1//Rb2//rbe减小，兼顾。4、课堂总结：本节要求掌握放大电路静态工作点的稳定原理与方法。5、布置作业：15.4.5,15.4.7课时授课计划课次序号：9一、课题：§15-6射极输出器二、课型：课堂讲授三、目的要求：掌握射极跟随器的静态分析和动态分析方法，电压放大倍数、输入电阻、输出电阻。四、重点、难点：掌握射极跟随器的静态分析和动态分析方法。五、教学方法及手段：以讲授为主，并加以举例；课堂进行适当提问和习题练习。六、参考资料：教学参考书为《电子技术》康华光