三极管及基本放大电路教案

课题三极管课型理论课课时4教学时间授课班级电子1103班级人数33教学目标知识目标：1．理解三极管的结构、分类、符号、特点。2．理解三极管的电流放大原理。3、掌握三极管的特性曲线、各工作状态的条件、并能判断。4、理解三极管器件手册的使用和主要参数。能力目标：掌握三极管的管脚识别与判别。情感目标：培养学生养成良好的学习习惯教学重点与难点教学重点：1.三极管的工作状态；2.三极管的结构特点及电流放大作用教学难点：输入输出特性曲线、电流放大作用。教学方法1、教师讲授与学生练习相结合。2、板书与多媒体课件相结合。教学过程主要内容及步骤备注导入新课：在半导体器件中，有一种广泛应用于各种电子电路的重要器件，那就是半导体三极管，通常也称为晶体管。新授课：一、半导体三极管的基本结构与分类1．结构及符号【结构】3个电极，3个导电区域和2个PN结【结构特点】1.发射区掺杂很多，集电区掺杂较少；2.集电结面积比发射结面积大；3.基区薄且掺杂很少；2．分类：（1）按内部基本结构不同：NPN型和PNP型。PNP型和NPN型三极管表示符号的区别是发射极的箭头方向不同，这个箭头方向表示发射结加正向偏置时的电流方向。（2）按功率分：小功率管、中功率和大功率管。（3）按工作频率分：低频管和高频管。（4）按管芯所用半导体材料分：锗管和硅管。目前国内生产硅管多为NPN型（3D系列）；目前国内生产锗管多为PNP型（3A系列）。（5）按结构工艺分：合金管和平面管。（6）按用途分：放大管和开关管。二、三极管的电流放大作用——发射结正向偏置，集电结反向偏置1．三极管各电极上的电流分配实验电路【原理】载流子的特殊运动(NPN)：发射区向基区扩散电子；电子在基区的扩散和复合；集电区收集电子【电流放大作用】(1)BCII且BCII;(2)BCEIII注意：（1）三极管的电流放大作用，实质上是用较小的基极电流信号控制集电极的大电流信号，是“以小控大”的作用。（2）要使三极管起放大作用，必须保证发射结加正向偏置电压，集电结加反向偏置电压。2、三极管的基本连接方式1）．共发射极电路（CE）：把三极管的发射极作为公共端子。2）．共基极电路（CB）：把三极管的基极作为公共端子。3）．共集电极电路（CC）：把三极管的集电极作为公共端子。三、三极管的特性曲线——硅NPN型三极管1．输入特性曲线输入特性：在VUCE1且为某定值时，加在三极管基极与发射极之间的电压BEV和它产生的基极电流BI之间的关系。与二极管的正向伏安特性曲线相似。当BEV大于导通电压时，三极管才出现明显的基极电流。导通电压：硅管0.7V，锗管0.3V。2.输出特性曲线：BI为某定值，CI与CEU之间的关系，一簇几乎与横轴平行的直线。3、三极管的三个区①截止区：BI=0以下的区域。a．发射结和集电结均反向偏置，三极管截止。b．BI=0，CI≠0，即为CEOI，穿透电流。c．三极管发射结反偏或两端电压为零时，为截止。【应用】C、E作为开关的两个电极，截止时相当于开关断开。②放大区：指输出特性曲线之间间距接近相等，且互相平行的区域。a．CI与CEU几乎无关，而与BI成一定比例关系，具有电流放大作用b．恒流特性：CEV大于1V左右以后，BI一定，CI不随CEV变化，CI恒定。c．发射结正偏，集电结反偏，三极管处于放大状态。d．电流放大倍数BCII【应用】C、E间相当于受BI控制的电流源。③饱和区：指输出特性曲线靠近左边陡直且互相重合的曲线与纵轴之间的区域。a．CI不随BI的增大而变化，这就是所谓的饱和。b．饱和时的CEV值为饱和压降CESV，CESV：硅管为0.3V，锗管为0.1V。c．发射结、集电结都正偏，三极管处于饱和状态。【应用】C、E两极间的开关接通。【总结】1.放大模拟信号，VT工作于放大区；2.放大数字信号，VT工作于截止或饱和状态;四、三极管的主要参数（1）共射极电流放大系数用表示，选用管子时，值应恰当，一般说来，值太大的管子工作稳定性差。（2）极间反向饱和电流①集电极-基极反向饱和电流CBOI。②集电极-发射极反向饱和电流CEOI。两者关系：CEOI=（1+）CBOI（3）极限参数①集电极最大允许电流CMI当CI过大时，电流放大系数将下降。在技术上规定，下降到正常值的2/3时的集电极电流称集电极最大允许电流。②反向击穿电压当基极开路时，集电极与发射极之间所能承受的最高反向电压——(BR)CEOV。当发射极开路时，集电极与基极之间所能承受的最高反向电压——(BR)CBOV。当集电极开路时，发射极与基极之间所能承受的最向反向电压——(BR)EBOV。③集电极最大允许耗散功率CMP在三极管因温度升高而引起的参数变化不超过允许值时，集电极所消耗的最大功率称集电极最大允许耗散功率。CMCECPUI五、三极管的简易测试1．用万用表判别三极管的管型和管脚（1）万用表置于“R1k”挡或“R100”挡。（2）方法：①黑表笔和三极管任一管脚相连，红表笔分别和另外两个管脚相连测其阻值，若阻值一大一小，则将黑表笔所接的管脚调换重新测量，直至两个阻值接近。如果阻值都很小，则黑表笔所接的为NPN型三极管的基极。若测得的阻值都很大，则黑表笔所接的是PNP型三极管的基极。②若为NPN型三极管，将黑红表笔分别接另两个引脚，用手指捏住基极和假设的集电极，观察表针摆动。再将假设的集电极和发射极互换，按上述方法重测。比较两次表针摆幅，摆幅较大的一次黑表笔所接的管脚为集电极，红表笔所接的管脚为发射极。③若为PNP型三极管，只要将红表笔和黑表笔对换再按上述方法测试即可。判断三极管C脚和E脚示意图如图所示。2．判断三极管的好坏（1）万用表：“R1k”挡或“R100”挡。（2）方法：分别测量三极管集电结与发射结的正向电阻和反向电阻，只要有一个PN结的正、反向电阻异常，就可判断三极管已损坏。3．判断三极管的大小将两个NPN管接入判断三极管C脚和E脚的测试电路，万用表显示阻值小的，则该管的大。4．判断三极管CEOI的大小以NPN型为例，用万用表测试C、E间的阻值，阻值越大，表示CEOI越小。(3)发射极与集电极的判定；(4)CEOI及的估测；【设有三极管FEh专用档的模拟万用表】先调零，管子插入插座，从FEh专用刻度线读得FEh值。【数字式万用表】二极管测试档，找基极，判断类型；三极管专用FEh插座，判断C、E极。六、例题分析：例1、判断以下三极管的状态本课小结：三极管有硅管和锗管两种，硅管和锗管均有NPN型和PNP型两类。为使三极管具有放大作用，必须满足的加电原则。三极管的重要特性就是具有电流放大，主要公式有：（1）BCEIII（2）BEII_（3）BEII三极管的特性曲线是指各电极间电压和电流之间的关系曲线。包括输入和输出特性曲线。三极管的输入特性曲线与普通二极管的伏安特性曲线相似。三极管的输出特性曲线，分为饱和区、放大区和截止区，分别对应三极管的三种状态。要正确理解三极管的主要参数。课后作业《电子技术基础》同步练习册三极管部分教学反思三极管之所以是放大电路的关键元件就在于其具有电流放大作用。三极管的三种工作状态是三极管应用的基础，使学生们牢固地掌握这一知识点对于理解三极管在不同场合的应用至关重要。课题单管共射放大电路课型理论课课时4教学时间授课班级电子1103班级人数33教学目标知识目标：1．熟悉单管共射放大电路的组成及各部分的作用。2．掌握单管共射放大电路的静态分析及动态分析；3．了解非线性失真；能力目标：会单管共射电路的静动态分析。情感目标：培养学生养成良好的学习习惯教学重点与难点教学重点：单管共射放大电路的静态分析及动态分析教学难点：单管共射放大电路的静态分析及动态分析教学方法1、教师讲授与学生练习相结合。2、板书与多媒体课件相结合。教学过程主要内容及步骤备注导入新课：1、放大器的基本结构：2、放大电路的种类：新授课：一、共射极基本放大电路的组成及工作原理1．放大电路组成及各元件的作用(a)三极管VT——处于放大状态。其作用可以将微小的基极电流转换成较大的集电极电流，它是放大器的核心。(b)集电极负载电阻RC——把电流放大作用转变为电压放大作用，一般在几到几十千欧；(c)直流电源——其作用一是为电路提供能源；二是为电路提供工作电压。(d)基极偏置电阻RB——其作用为电路提供静态偏流IBQ，可通过调整RB改变基极电流；(e)耦合电容器C1和C2——隔断直流电，传递交流信号；2、放大器中电压、电流符号及正方向的规定（1）电压、电流符号：（2）电压、电流的正方向：电压用“+”、“-”表示，电流用箭头表示。3、静态工作点的设置（1）静态工作点静态：ui=0三极管的IB、IC、UBE和UCE值叫静态值。这些静态值分别在输入、输出特性曲线上对应着一点Q，称为静态工作点，或简称Q点。用IBQ、ICQ和UCEQ表示。（UBEQ为常数）（2）静态工作点的作用思考：放大电路为什么要设置静态工作点？设置静态工作点的目的：使放大器能不失真放大交流信号。4、工作原理（1）静态（ui=0）工作情况静态：所谓静态指的是放大器在没有交流信号输入（即ui=0）时的工作状态。只要电路参数能使三级管工作在放大区，且RC足够大，则uo的变化幅度将比ui变化幅度大很多倍。（2）动态工作情况从工作波形我们可以看出：1）输出电压uo的幅度比输入电压ui大，说明放大器实现了电压放大。ui、ib、ic三者频率相同，相位相同，而uo与ui相位相反,这叫做共射极放大器的“反相”作用。（2）动态时，uBE、iB、iC、uCE都是直流分量和交流分量的叠加，波形也是两种分量的合成。（3）虽然动态时各部分电压和电流大小随时间变化，但方向却始终保持和静态时一致，所以静态工作点IBQ、ICQ、UCEQ是交流放大的基础。二、共射极放大电路的分析方法1、近似估算法——已知电路各元器件的参数，利用公式通过近似计算来分析放大器性能的方法称为近似估算法。（1）近似估算放大器的静态工作点直流通路——指直流信号流通的路径。画法:把电容看作断路IIBQCQRIVUCCQCCCEQBCCBBEQCCBQRVRUVI（2）近似估算放大器的输入电阻、输出电阻和电压放大倍数交流通路——指交流信号流通的路径。画法:把电容和直流电源都视为交流短路间等效为恒流源与间等效为与ecrebbeiouuuAbebiriuLC'L//RRR'LcoRiube'LurRALRbeCurRA例题1：在共射极基本放大电路中，设VCC＝12V，RB＝300kΩ，RC＝2kΩ，β＝50，RL=2kΩ。试求静态工作点、输入电阻Ri、输出电阻Ro及空载与带载两种情况下的电压放大倍数。）（μA40)mA(04.010300123BCCBQRVI)mA(204.050BQCQII)V(82212CCQCCCEQRIVU)kΩ(96.0)(963226)501(30026)1(300EQbeIr10496.0250beCurRAk1LCLC'LRRRRR5296.0150be'LurRA课堂练习：图示的电路中，设三极管=50，其余参数见图。试求：（1）静态工作点；（2）ber；（3）vA；（4）ir；（5）or。解（1）求静态工作点A444k270V12bCCBQ.RVIBQCQII=5044.4A=2.2mAcCQCCCEQRIVV=12V=5.4V（2）berEQbemV26)1(300IrmA22mV2650)(1300.k903（3）求电压放大倍数vAbeLrRAvk51LCLCL.RRRR'R383905150...A（4）求输入电阻irk90bebi.r//Rr（5）求输出电阻orcoRr=3k2、图解分析法——利用三极管的输入、输出特性曲线和电