3.5电气自动化专业电子技术-模拟电子技术电子教案-2.doc

模拟电子技术课程教案
授课题目:
第 2 章半导体三极管
教学目的、要求:
要知道
BJT管型、共射接法BJT各电极电流关系、放大电路中对各电极电位要求、BJT放大状态下的uBE值和放大、饱和、截止状态下的uCE值。三种组态放大电路的特点和适用场合及输入与输出的相位关系;Au、Ri、Ro大小含义;EFT与BJT性能特点区别及其主要参数;频率特性及其指标含义和影响因素、多级放大电路电压放大倍数与各级Au的关系、分贝概念及换算方法。
会画出
共射、共集放大电路的简化小信号模型电路
会计算
BJT的输入电阻rbe;共射、共集、共基电路的“Q”、 Au、Ri、Ro;共源电路的 Au、Ri、Ro。
会识别
BJT 放大电路的三种组态;各种EFT的特性和UGS(th)、 UGS(off)值。
会判断
uCE 、、Rc关系确定放大、饱和、截止状态;输出波形确定失真属性;三个极电位确定管型。
会使用
光电耦合器及光电三极管。
教学重点及难点:
重点
1、BJT电流放大原理及其电流分配关系式;
2、BJT的输入、输出特性;
3、BJT三种工作状态的判断方法;
4、基本放大电路静态工作点的估算;
5、BJT的h参数等效模型及放大电路输入电阻、输出电阻与电压放大倍数的计算;
难点
1、BJT放大原理及电流分配关系式;
2、BJT三种工作状态的判断方法;
3、放大电路的微变等效电路的画法;
4、放大电路输入电阻、输出电阻与电压放大倍数的计算;
教学方法与手段:
本讲以教师讲授为主。用多媒体演示三极管的结构、输入与输出特性以及温度对三极管特性的影响等,便于学生理解和掌握。三极管工作状态、电位和管型的判断方法可以启发讨论。
课堂教学时间分配:
6学时
教学基本内容:
双极型三极管
BJT 的结构
BJT 的电流分配与放大原理
1、晶体管的主要类型和应用场合
双极型晶体管BJT是通过一定的工艺,将两个PN结接合在一起而构成的器件,是放大电路的核心元件,它能控制能量的转换,将输入的任何微小变化不失真地放大输出,放大的对象是变化量。
BJT常见外形有四种,分别应用于小功率、中功率或大功率,高频或低频等不同场合。
2、BJT具有放大作用的内部条件和外部条件
1)BJT的内部条件为:BJT有三个区(发射区、集电区和基区)、两个PN结(发射结和集电结)、三个电极(发射极、集电极和基极)组成;并且发射区杂质浓度远大于基区杂质浓度,基区厚度很小。
2)BJT放大的外部条件为:发射结正偏,集电结反偏。
3、BJT的电流放大作用及电流分配关系
晶体管具有电流放大作用。当发射结正向偏置而集电结反向偏置时,从发射区注入到基区的非平衡少子中仅有很少部分与基区的多子复合,形成基极电流,而大部分在集电结外电场作用下形成漂移电流IC,体现出IB对的IC控制作用。此时,可将IC看成电流IB控制的电流源。
三个重要的电流分配关系式:
IE=IB+IC
IC=βIB+ICEO≈βIB
IC=αIE+ICBO≈αIE
4、晶体管的输入特性和输出特性
晶体管的输入特性和输出特性表明各电极之间电流与电压的关系。现以共射电路为例说明。
1)共射输入特性:iB=f (uBE)︱VCE=。输入特性曲线分为三个区:死区、非线性区和线性区。其中vCE=0V的那一条相当于发射结的正向特性曲线。当vCE≥1V时,特性曲线将会向右稍微移动一些。但vCE再增加时,曲线右移很不明显。曲线的右移是三极管内部反馈所致,右移不明显说明内部反馈很小。
2)共射输出特性:iC=f (uCE)︱iB =,它是以iB为参变量的一族特性曲线。对于其中某一条曲线,当vCE=0 V时,iC=0;当vCE微微增大时,iC主要由vCE决定;当vCE增加到使集电结反偏电压较大时,特性曲线进入与vCE轴基本平行的区域(这与输入特性曲线随vCE增大而右移的原因是一致的)。因此,输出特性曲线可以分为三个区域:饱和区、截止区和放大区。
3)晶体管工作在三种不同工作区外部的条件和特点
工作状态
NPN型
PNP型
特点
截止状态
E结、C结均反偏
VB<VE、VB<VC
E结、C结均反偏
VB>VE、VB>VC
IC ≈0
放大状态
E结正偏、C结均反偏
VC >VB > VE
E结正偏、C结均反偏
VC <VB < VE
IC ≈βIB
饱和状态
E结、C结均正偏
VB >VE、VB >VC
E结、C结均正偏
VB <VE、VB <VC
V CE=V CES
5、晶体管的主要参数
1)直流参数
(1)共射直流电