电工电子技术教案.pptx

理想电阻、理想电感、理想电容
三、电流、电压及其参考方向
1、电流及其参考方向
i dq
⑴ 电流的定义：单位时间内通过导体横截面的电荷量。 dt
直流电流和交流电流
⑵ 电流的实际方向与参考方向：
正电荷移动的方向为电流的实际方向。为计算而假设的方向，称为参考方向。
参考方向可以任意设定。参考方向可以用箭头表示，也可以用双下标表示，如 Iab。
P 沟道绝缘栅场效应管（PMOS） 增强型绝缘栅场效应管 耗尽型绝缘栅场效应管 二、基本结构和工作原理 1、基本结构
耗尽型 NMOS 管结构
S
G
D SiO2
+ ++++
D
D
耗尽型 NNM+OS管的导电沟N道+ 已经形成，而增强型 NMOS 管的导电沟道没有形
成 P耗沟尽道层MOS 管的N符沟号道 D
学海无 涯
第一讲 教学章节：第一章 电路和电路元件 1.1～1.2 电路与电路模型，电路的基本物理量
教学要求：1、熟悉强电和弱电电路；2、掌握电路元件及其模型；3、掌握电流、电压及 其参考方向；4、了解功率正负的含义；5、掌握电阻、电感和电容元件的伏安特性。 教学重点：电路元件及其模型，电流、电压及其参考方向，电阻、电感和电容元件的伏 安特性。 教学难点：电流、电压及其参考方向；电感和电容元件的伏安特性。
UCE 大于 0.7 V 左右（硅管）。
2、主要参数 iC f (uCE ) iB 常数
三、简化的小信号模型 1、受控源
非独立电源，输出电压或电流受电路中另一电压或电流的控制。有四种类型：
2、晶体管简化的小信号模型
△IC C
+
B △IB + △UBE
-
△UCE
E
-
B △IB +
△IC C +
△UBE -
GS(off)
转移特性： iD f (UGS ) UDS 常数
GS
2、主O 要参数 10
20 uDS/V
三、简化的小信号模型
栅源电阻很大，栅极电流 IG 0
栅源电压控制漏极电流——电压控制电流源模型
DI
D
G +
UGS _
S
+ RD
UDS
_
UGS(th)
+ iUD_D D
O uGS
UGS(th)
电流的参考方向与实际方向相同，电流为正值；与实际方向相反则为负值。
例：设下图电流表达式为 i 10cos(314t)A 判断 t 为 0.001s 和 0.006s 时的电流实际方向。
2、电压及其参考方向
（1）电压的定义：电场力把单位正电荷从 a 点移动倒 b 点所做的功，称为a、b 两点之
间的电压，即
教学重点：三极管的三种工作状态及相应 PN 结的偏置状况，晶体管的输入输出特性曲线 及分区情况，晶体管简化小信号模型。
教学难点：晶体管的输入输出特性曲线及分区情况；晶体管简化小信号模型。
教学方法与手段：启发式讲授，多媒体，板书。
教学内容与进程：
一、引入：基本结构和电流放大作用
1、晶体管结构
C C
C
C
电压，也称阈值电压或开启电压，记作 UT，二极管导通时的正向电压称为二极管导通电压
或管压降，记作 UD。
方向特性：二极管反向电流一般很小，小功率硅管为几A，锗管为几十A。
反向击穿特性：反向电压增高到一定数值 U(BR)时，二极管反向电流急剧增大，这种
现象称为反向击穿。
五、二极管的工作点和理想特性
R
Us N
教学方法与手段：启发式讲授，讨论发言，多媒体，板书。
教学内容与进程： 一、引入：电路
1. 电路及其组成
电源 —— 中间环节 —— 负载
2.电路的作用
⑴ 传输、分配、转换电能；--能量领域-“强电”电路 ⑵ 传送、处理、储存信号。--信息领域-“弱电”电路
二、电路元件和电路模型
电路模型：从实际电路中抽象出来的、由理想元件组成的电路。 理想元件是假想元件，具有单一的电磁性质，具有精确的定义与相应的数学模型。
教学难点：两种电源模型的等效；二极管的特性；稳压二极管工作状态。
教学方法与手段：启发式讲授，联系实际，多媒体，板书。
教学内容与进程： 一、引入：电压源和电流源
1、电压源
⑴ 两端的电压仅由自身决定，与流过的电流及外电路无关。
⑵ 电压流源过置的零电，流等由效外于电两路端决短定路。。电压源不U+允s 许外+U电路R 短路。
如 uab。实际方向与参考方向相同电压为正值，反之为负值。
3 关联参考方向与非关联参考方向 若未说明，电压电流均为关联参考方向。 4 电位 在电路中任选一点作为参考点，该点电位为零。电路中任意一点的电位就是该点到参考 点的电压，并设参考点为电压的参考负极。两点之间的电压就是两点之间的电位差。参 考点可以任意选择，但只能有一个。参考点不同，各点的电位也将不同。
iD/mA
_
4
U =1V
GS
U GG+iD
3 耗尽型线性N放M大 OS区管的特性曲线
UDS=10V
INMOS 管 PMOS 管
UGS=0V
DSS
2增强型 MOS 管的转移特性
2
输出特性分为 3 个区：可U变GS=电-1V阻区、恒流区和截止1 区。
输出1特性： iD f (UUDGSS)=-U2VGS 常U数 -2 O u /V O
E
R
光电二极管又称光敏二极管，它工作在反向偏IZM置状态。
E
作业：1.3.1 1.3.4 1.3.5 1.4.1 1.4.2 第三讲
4
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教学章节：第一章 电路和电路元件 1.5 双极性晶体管
教学要求：1、了解双极性晶体管的结构；2、熟练掌握三极管的三种工作状态及相应 PN 结的偏置状况；3、熟悉晶体管的输入输出特性曲线及分区情况；4、掌握晶体管简化小 信号模型。5、了解绝缘栅场效应管的结构和特性曲线。
rbe E
△UCE
βIB -
作业：1.5.1 1.5.5
第四讲
6
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教学章节：第一章 电路和电路元件 1.6 绝缘栅场效应晶体管，第一章部分习题讲解
教学要求：1、了解绝缘栅场效应管的结构和和工作原理；2、了解 MOS 管的特性曲线和 主要参数；3、了解 MOS 管简化小信号模型；4、掌握第一章知识点及其相关应用。
功率
p
ui
Ri2
u
2
Gu2
电阻是一个纯耗能元件。实际电阻元件R是有额定功率的。消耗的功率不允许超过额定值，
否则元件有损坏的危险。有线性电阻和非线性电阻。
六、电感元件
伏安特性
u
L
di dt
电感元件为动态元件，只有变化的电流才会产生电压。在直流
电路中，电感相当于短路线。
功率
W 1 Li2 (t) L2
集电区
集电区
2、三极管分类
集电结 N
集电结 P
按结构分为 NPN 硅管B 、锗管和P化合物
和
PNP
管，按用途基 分区 为B 放管大管B 、开关管和N 功率管，按管芯基材区 料B 分为
3、发射三结极管N 用于发射放区大的条件
发射结 P
发射区
三 NP极 N 管管 E ：用U于C＞放UB大＞的UE；条P件NEP是管：：发U射C＜结UB正＜向UE。偏E 置，集电结反向E偏置。
iD
六、稳压二极管
ID
R
Q
ID
+
+
稳压二极管是应Us 典
用在U反D 向D击穿区的特殊硅二极管。稳压二极管的符号O、伏安特u性和
-
-
型应用电路。
iZ iZ
M
DI
UON
D
IR
IL
+
O UD
Us
+
+ UR -
IZ +
极+
u- Z
七U、1 发光二极管DZ和光UZI
UZ
R
RL U管oD
- 电二 -
O
I
uZ
Z
- 发光二极管工作在正向偏置状态。稳压 区
有关的电路名词：支路、节点、回路、网孔。
1、基尔霍夫电流定律（KCL） 任一时刻，流入一个节点的电流之和等于从该节点流出的电流之和。
-
极电流。 （3）集电区收集电子形成集电极电流。
IE
iE＝iB＋iC，
5
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二、晶体三极管的特性曲线和主要参数
1、共发射极输入和输出特性曲线
iC/mA
iC
+C
8 饱和区 6
100μA 80μA
B iB
+
uCE
uBE
-
E
-
60μA
4
放大区
40μA
2
20μA
I =V
u dW
dW > 0 时，u > 0，说明 a 点电位高于 b 点电d位q ，正电荷在移动过程中失去能量；
dW < 0 时，u< 0，说明a 点电位低于 b 点电位，正电荷在移动过程中获得能量。
在国际单位制中，电压的单位为伏[特]（用 V 表示）。
1
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2 电压的实际方向与参考方向 电压的实际方向规定为高电位点指向低电位点，即电压降的方向。进行电路分析时，需 要设置电压的参考方向。参考方向可以用正负极性表示，也可以用双下标表示，
电流放大作用：
IC
C
小的基极电流变化量→大的集电极电流变化量，
N
具有电流放大作用，电流控制作用