模電教案

模擬電子技術(shù)第二章授課教案 教材：王遠(yuǎn)主編《模擬電子技術(shù)》 2001（獲部級(jí)優(yōu)秀教材二等獎(jiǎng)） 第二章 基本放大電路 一、教學(xué)基本要求 熟練掌握：共射（共源）、共集（共漏）和共基組態(tài)放大電路的工作原理；靜態(tài)工作點(diǎn)；用微變等效電路分析增益、輸入電阻、輸出電阻。 正確理解：圖解分析法 二、內(nèi)容提要 基本放大電路部分，是模擬電子技術(shù)的重點(diǎn)內(nèi)容或核心內(nèi)容之一，是必須做到正確理解和熟練掌握的重要知識(shí)。 這部分內(nèi)容包括基本放大電路的組成及其電壓放大原理。要著重強(qiáng)調(diào)放大電路是一個(gè)非線性器件（晶體三極管、場效應(yīng)管）組成的非線性電路，工作時(shí)各點(diǎn)的電壓和電流都是既有交流又有直流，即交直流共存，且信號(hào)并非單頻正弦波，而是具有很復(fù)雜的頻率成分。 根據(jù)上述情況可知基本方法應(yīng)為圖解法。圖解法可以充分考慮器件的非線性；但圖解法依賴曲線，且求解麻煩且不準(zhǔn)，而且較復(fù)雜的電路圖解法無法求解，因此圖解法僅用于大信號(hào)（如功率放大電路）的分析，其他方法不能用的情況。在輸入信號(hào)很小時(shí)，非線性器件可以看作是線性的，可以用一個(gè)線性模型代替非線性的晶體三級(jí)管（場效應(yīng)管），這就是微變等效電路分析法。等效電路是一種線性電路，因此一切線性定理、定律均可使用，如歐姆定律、KCL、KVL、諾頓定理、戴維南定理、迭加原理等等。這就給分析計(jì)算帶來很大方便，是電路的分析計(jì)算變?yōu)楹唵危ㄇ译娐贩治稣n程已為此打下基礎(chǔ)），且很容易計(jì)算出電壓放大倍數(shù)、電流放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻、上限頻率、下限頻率等等，而且對(duì)復(fù)雜電路可以求解。 基本電路——固定偏流電路不能穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)，為使工作點(diǎn)穩(wěn)定采用電阻分壓式電流負(fù)反饋偏置穩(wěn)定電路。 在組成放大電路時(shí)，有輸入回路、輸出回路（共有四個(gè)端點(diǎn)），而管子有三個(gè)電極（e、b、c），這樣輸入回路和輸出回路必然要共一個(gè)電極。這就有了放大電路的三種組成，即共射（CE）電路、共集（CC）電路和共基（CB）電路，場效應(yīng)管放大電路有類似的組態(tài)。 這部分內(nèi)容歸納起來：有兩種基本電路（固定偏置電路、偏置穩(wěn)定電路）、兩種分析方法（圖解法和微變等效電路法）、三種組態(tài)（CE、CC、CB）、（CS、CG、CD）。 三、 教學(xué)安排（13學(xué)時(shí)） 2.1 放大的基本概念、放大電路的主要指標(biāo)  （0.5學(xué)時(shí)） 2.2 放大電路組成及工作原理  （1.5學(xué)時(shí)）習(xí)題2—1、2—3 2.3 放大電路的圖解分析法  （2學(xué)時(shí)） 習(xí)題2—4、2—7 2.4 放大電路的微變等效電路分析法  （2學(xué)時(shí)） 習(xí)題2—9、2—10 2.5 具有穩(wěn)定工作點(diǎn)的放大電路  （1學(xué)時(shí)）習(xí)題2—12、2—13 2.6 共集電極電路  （1學(xué)時(shí)）習(xí)題2—16、2—17 2.7 共基極放大電路  （0.5學(xué)時(shí)）習(xí)題補(bǔ)充題1 2.8 場效應(yīng)管放大電路  （2.5學(xué)時(shí)）習(xí)題2—20、2—21 階段小結(jié)、習(xí)題課  （2學(xué)時(shí)） 習(xí)題 2—19、補(bǔ)充題2 四、要求達(dá)到下列能力 1.會(huì)判斷一個(gè)電路能否正弦交流電壓信號(hào) 2.會(huì)畫出一個(gè)電路的直流通路、交流通路、微變等效電路 3.會(huì)用圖解法確定固定偏流電路的靜態(tài)工作點(diǎn)，確定輸出電壓的最大不失真幅度，會(huì)分析波形失真的原因和解決的辦法 4.會(huì)求共射、共集和共基三種基本放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)、電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻。 5.會(huì)求共源極、共漏極兩種場效應(yīng)管放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)、電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻。 6.會(huì)比較各種電路的特點(diǎn)，初步掌握各種電路應(yīng)用范圍。 7.初步具有分析由兩種基本電路組成的復(fù)雜電路的分析能力（如共射和共集） 五、重點(diǎn)和難點(diǎn) 本章是課程的重點(diǎn)，對(duì)于初學(xué)者也是難點(diǎn)所在。本章所講述的基本概念、基本電路和基本分析方法是學(xué)習(xí)后面?zhèn)�章節(jié)的基礎(chǔ)。 本章的重點(diǎn)是放大的概念、放大電路的主要指標(biāo)參數(shù)、基本放大電路和放大電路的分析方法。共射、共集、共基、共源、共漏放大電路的組成、工作原理、靜態(tài)和動(dòng)態(tài)分析。 1. 晶體三級(jí)管三種放大電路和場效應(yīng)管共源、共漏放大電路的組成、工作原理和特點(diǎn) 2. 用圖解法確定共射放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)，分析波形失真 3. 用估算法求放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn) 4. 用微變等效電路分析法計(jì)算放大電路的電壓放大倍數(shù)、源電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻 有源元件對(duì)能量的控制作用，有放大、靜態(tài)和動(dòng)態(tài)、等效電路等概念的建立，電路能否放大的判斷，各種基本放大電路的失真分析等等，是初學(xué)者的難點(diǎn)： 1. 用圖解法分析波形失真 2. 場效應(yīng)管放大電路組成和圖解法 六、講課主線 從擴(kuò)音機(jī)→放大的基本概念→放大電路的框圖→放大電路的主要技術(shù)指標(biāo)→組成放大電路→放大電路組成原則（共射、共集、共基）→放大電路工作原理→解決放大電路的兩大問題----靜態(tài)工作點(diǎn)、動(dòng)態(tài)指標(biāo)的計(jì)算→非線性電路的兩種分析方法----圖解法、微變等效電路法。   圖解法：靜態(tài)→直流通路→靜態(tài)工作點(diǎn)    動(dòng)態(tài)→交流通路→Au  ——〉圖解法存在的問題→微變等效電路法 微變等效電路法→求解動(dòng)態(tài)指標(biāo)→三級(jí)管的H參數(shù)等效模型→放大電路的等效電路→等效電路求解，即求Au、Ri、Ro。共射、共集、共基的分析方法：電路特點(diǎn)→靜態(tài)分析→動(dòng)態(tài)分析→應(yīng)用 由晶體管放大電路的不足→場效應(yīng)管放大電路→分析方法。 場效應(yīng)管放大電路與晶體管放大電路的共性和個(gè)性→著重講場效應(yīng)管放大電路的特殊性→靜態(tài)分析→動(dòng)態(tài)分析→兩種放大電路的比較 七、講授方法 1.提出問題、解決問題的方法 2.非線性電路的分析方法，并與電路分析課密切結(jié)合，既搞清模擬電路特點(diǎn)，又能用已學(xué)的電路知識(shí)解決模擬電路的特點(diǎn) 3.強(qiáng)調(diào)放大電路的兩種狀態(tài)，掌握分析放大電路的主旋律和分析方法，從而關(guān)難點(diǎn) 4.采用對(duì)比法：三種共射、共集、共基的共性和個(gè)性 場效應(yīng)管放大電路與晶體管放大電路的共性和個(gè)性   用共性貫穿放大電路的分析，用個(gè)性解決具體問題，從而加深記憶，學(xué)習(xí)處理問題的方法 5.強(qiáng)調(diào)搞清概念、搞清電路的前提下記公式 6.在利用多媒體教學(xué)和傳統(tǒng)教授方法相結(jié)合的講解方法，搞清各知識(shí)點(diǎn)的用何種手段已于使學(xué)生掌握。 7.強(qiáng)調(diào)學(xué)生課后總結(jié)，看參考書。 8.強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐相結(jié)合。（利用EDA軟件仿真） 傳統(tǒng)教學(xué)方式、多媒體教學(xué)、EDA教學(xué)相結(jié)合的方式 八、兩學(xué)時(shí)示范講稿 2.5射極偏置放大電路（分壓式具有穩(wěn)定工作點(diǎn)的放大電路） ●  教學(xué)基本要求：正確理解靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定原理和條件，掌握靜態(tài)工作點(diǎn)和動(dòng)態(tài)指標(biāo)（Au、Ri、Ro）的分析計(jì)算方法，深刻理解Re對(duì)放大電路靜態(tài)、動(dòng)態(tài)的作用。 ●  時(shí)間：50分鐘 ●  重點(diǎn)：穩(wěn)定工作點(diǎn)的原理及條件，動(dòng)態(tài)、靜態(tài)分析。 ●  難點(diǎn)：Re對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)、動(dòng)態(tài)指標(biāo)的作用 ●  講授方法：由共射固定偏置放大電路存在的問題——靜態(tài)工作點(diǎn)不穩(wěn)定，引出射極偏置放大電路，證明該電路為什么能穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)及其應(yīng)具備的條件，進(jìn)一步來估算靜態(tài)工作點(diǎn)的參數(shù)，計(jì)算動(dòng)態(tài)指標(biāo)Au、Ri、Ro，深入討論Re的作用，最后證明結(jié)論，并作小結(jié)。 ●  教學(xué)手段：多媒體課件和傳統(tǒng)講授方法相結(jié)合，采用提出問題、解決問題的方法。   2.5.1問題的提出 1.固定偏流放大電路存在的問題   當(dāng)輸入信號(hào)較大時(shí)，一開電源，輸入為正弦波，輸出為正弦波。     當(dāng)工作一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)，輸出波形產(chǎn)生失真（飽和失真） 問同學(xué)們這是什么失真？為什么產(chǎn)生失真？ 2.靜態(tài)工作點(diǎn)的位置發(fā)生變化的原因 (1) 溫度對(duì)晶體管參數(shù)的影響 1〉T↑→ICBO↑,溫度每升高10oC, ICBO↑一倍 2〉T↑→UBE↓,溫度每升高1oC, UBE↓2.5mv 3〉T↑→β↑,溫度每升高1oC,Δβ/β ↑ 0.5---1% (2) 溫度對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響 ICQ=βIBQ+(1+β) ICBO IBQ=（Vcc- UBE）/ Rp  → T↑→ICQ↑→Q↑→飽和失真    怎么辦？                      

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