模電教案

模擬電子技術第二章授課教案 教材：王遠主編《模擬電子技術》 2001（獲部級優秀教材二等獎） 第二章 基本放大電路 一、教學基本要求 熟練掌握：共射（共源）、共集（共漏）和共基組態放大電路的工作原理；靜態工作點；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、內容提要 基本放大電路部分，是模擬電子技術的重點內容或核心內容之一，是必須做到正確理解和熟練掌握的重要知識。 這部分內容包括基本放大電路的組成及其電壓放大原理。要著重強調放大電路是一個非線性器件（晶體三極管、場效應管）組成的非線性電路，工作時各點的電壓和電流都是既有交流又有直流，即交直流共存，且信號并非單頻正弦波，而是具有很復雜的頻率成分。 根據上述情況可知基本方法應為圖解法。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，而且較復雜的電路圖解法無法求解，因此圖解法僅用于大信號（如功率放大電路）的分析，其他方法不能用的情況。在輸入信號很小時，非線性器件可以看作是線性的，可以用一個線性模型代替非線性的晶體三級管（場效應管），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。這就給分析計算帶來很大方便，是電路的分析計算變為簡單（且電路分析課程已為此打下基礎），且很容易計算出電壓放大倍數、電流放大倍數、輸入電阻、輸出電阻、上限頻率、下限頻率等等，而且對復雜電路可以求解。 基本電路——固定偏流電路不能穩定靜態工作點，為使工作點穩定采用電阻分壓式電流負反饋偏置穩定電路。 在組成放大電路時，有輸入回路、輸出回路（共有四個端點），而管子有三個電極（e、b、c），這樣輸入回路和輸出回路必然要共一個電極。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，場效應管放大電路有類似的組態。 這部分內容歸納起來：有兩種基本電路（固定偏置電路、偏置穩定電路）、兩種分析方法（圖解法和微變等效電路法）、三種組態（CE、CC、CB）、（CS、CG、CD）。 三、 教學安排（13學時） 2.1 放大的基本概念、放大電路的主要指標  （0.5學時） 2.2 放大電路組成及工作原理  （1.5學時）習題2—1、2—3 2.3 放大電路的圖解分析法  （2學時） 習題2—4、2—7 2.4 放大電路的微變等效電路分析法  （2學時） 習題2—9、2—10 2.5 具有穩定工作點的放大電路  （1學時）習題2—12、2—13 2.6 共集電極電路  （1學時）習題2—16、2—17 2.7 共基極放大電路  （0.5學時）習題補充題1 2.8 場效應管放大電路  （2.5學時）習題2—20、2—21 階段小結、習題課  （2學時） 習題 2—19、補充題2 四、要求達到下列能力 1.會判斷一個電路能否正弦交流電壓信號 2.會畫出一個電路的直流通路、交流通路、微變等效電路 3.會用圖解法確定固定偏流電路的靜態工作點，確定輸出電壓的最大不失真幅度，會分析波形失真的原因和解決的辦法 4.會求共射、共集和共基三種基本放大電路的靜態工作點、電壓放大倍數、輸入電阻、輸出電阻。 5.會求共源極、共漏極兩種場效應管放大電路的靜態工作點、電壓放大倍數、輸入電阻、輸出電阻。 6.會比較各種電路的特點，初步掌握各種電路應用范圍。 7.初步具有分析由兩種基本電路組成的復雜電路的分析能力（如共射和共集） 五、重點和難點 本章是課程的重點，對于初學者也是難點所在。本章所講述的基本概念、基本電路和基本分析方法是學習后面個章節的基礎。 本章的重點是放大的概念、放大電路的主要指標參數、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、靜態和動態分析。 1. 晶體三級管三種放大電路和場效應管共源、共漏放大電路的組成、工作原理和特點 2. 用圖解法確定共射放大電路的靜態工作點，分析波形失真 3. 用估算法求放大電路的靜態工作點 4. 用微變等效電路分析法計算放大電路的電壓放大倍數、源電壓放大倍數、輸入電阻和輸出電阻 有源元件對能量的控制作用，有放大、靜態和動態、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，是初學者的難點： 1. 用圖解法分析波形失真 2. 場效應管放大電路組成和圖解法 六、講課主線 從擴音機→放大的基本概念→放大電路的框圖→放大電路的主要技術指標→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----靜態工作點、動態指標的計算→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→直流通路→靜態工作點    動態→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→求解動態指標→三級管的H參數等效模型→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→靜態分析→動態分析→應用 由晶體管放大電路的不足→場效應管放大電路→分析方法。 場效應管放大電路與晶體管放大電路的共性和個性→著重講場效應管放大電路的特殊性→靜態分析→動態分析→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合，既搞清模擬電路特點，又能用已學的電路知識解決模擬電路的特點 3.強調放大電路的兩種狀態，掌握分析放大電路的主旋律和分析方法，從而關難點 4.采用對比法：三種共射、共集、共基的共性和個性 場效應管放大電路與晶體管放大電路的共性和個性   用共性貫穿放大電路的分析，用個性解決具體問題，從而加深記憶，學習處理問題的方法 5.強調搞清概念、搞清電路的前提下記公式 6.在利用多媒體教學和傳統教授方法相結合的講解方法，搞清各知識點的用何種手段已于使學生掌握。 7.強調學生課后總結，看參考書。 8.強調理論與實踐相結合。（利用EDA軟件仿真） 傳統教學方式、多媒體教學、EDA教學相結合的方式 八、兩學時示范講稿 2.5射極偏置放大電路（分壓式具有穩定工作點的放大電路） ●  教學基本要求：正確理解靜態工作點的穩定原理和條件，掌握靜態工作點和動態指標（Au、Ri、Ro）的分析計算方法，深刻理解Re對放大電路靜態、動態的作用。 ●  時間：50分鐘 ●  重點：穩定工作點的原理及條件，動態、靜態分析。 ●  難點：Re對靜態工作點、動態指標的作用 ●  講授方法：由共射固定偏置放大電路存在的問題——靜態工作點不穩定，引出射極偏置放大電路，證明該電路為什么能穩定靜態工作點及其應具備的條件，進一步來估算靜態工作點的參數，計算動態指標Au、Ri、Ro，深入討論Re的作用，最后證明結論，并作小結。 ●  教學手段：多媒體課件和傳統講授方法相結合，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   當輸入信號較大時，一開電源，輸入為正弦波，輸出為正弦波。     當工作一段時間后發現，輸出波形產生失真（飽和失真） 問同學們這是什么失真？為什么產生失真？ 2.靜態工作點的位置發生變化的原因 (1) 溫度對晶體管參數的影響 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) 溫度對靜態工作點的影響 ICQ=βIBQ+(1+β) ICBO IBQ=（Vcc- UBE）/ Rp  → T↑→ICQ↑→Q↑→飽和失真    怎么辦？                      

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