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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(chǎng)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(lài)曲線,且求解麻煩且不準(zhǔn),而且較復(fù)雜的電路圖解法無(wú)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(chǎng)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(lái)很大方便,是電路的分析計(jì)算變?yōu)楹?jiǎn)單(且電路分析課程已為此打下基礎(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(chǎng)效應(yīng)管放大電路有類(lèi)似的組態(tài)。 這部分內(nèi)容歸納起來(lái):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(chǎng)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(huà)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(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)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(wèn)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(wèn)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(chǎng)效應(yīng)管放大電路→分析方法。 場(chǎng)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(chǎng)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(wèn)題、解決問(wèn)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(chǎng)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(wèn)題,從而加深記憶,學(xué)習(xí)處理問(wèn)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(shū)。 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(wèn)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(lái)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(wèn)題、解決問(wèn)題的方法。 2.5.1問(wèn)題的提出 1.固定偏流放大電路存在的問(wèn)題 當(dāng)輸入信號(hào)較大時(shí),一開(kāi)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(wèn)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?【模電教案】相關(guān)文章:
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