35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: 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+ICIC=βIB+ICEO≈βIBIC=αIE+ICBO≈αIE4、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=0V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<VCE结、C结均反偏VB>VE、VB>VCIC≈0放大状态E结正偏、C结均反偏VC>VB>VEE结正偏、C结均反偏VC<VB<VEIC≈βIB饱和状态E结、C结均正偏VB>VE、VB>VCE结、C结均正偏VB<VE、VB<VCVCE=VCES5、晶体管的主要参数1)直流参数(1)共射直流电流放大系数:=(IC-ICEO)/IB≈IC/IB|,在放大区基本不变。(2)共基直流放大系数:=(IC-ICBO)/IE≈IC/IE显然与之间有如下关系:=IC/IE=IB/(1+)IB=/(1+)(3)穿透电流ICEO:ICEO=(1+)ICBO;式中ICBO相当于集电结的反向饱和电流。2)交流参数(1)共射交流电流放大系数β:b=DIC/DIB½,在放大区b值