模拟电路电子教案设计
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第1章半导体器件基础
教学目的:了解半导体基础知识
教学重点:PN结
教学难点:PN结单向导电性
教学容:1.1 半导体基础知识
教学方法:理论讲解与举例相结合,讲例题时边讲边练(学生先作,老师后讲)。
教学进度:本容为2学时
参考资料:模拟电子技术基础
教学容
1.1半导体及其特性
一、半导体特点
半导体特点:1、受光、热激发,导电性能↑↑
2、掺杂质导电性能↑↑
二、本征半导体
1.概念:纯净的、结构完整的半导体,叫本征半导体。
它在物理结构上为共价键、呈单晶体形态。
在热力学温度零度和没有外界激发时,本征半导体不导电。
2.半导体的本征激发与复合现象:
当导体处于热力学温度0 K时,导体中没有自由电子。
当温度升高或受到光的照射时,价电子能量增高,有的价电子可以挣脱原子核的束缚而参与导电,成为自由电子。
这一现象称为本征激发(也称热激发)。
因热激发而出现的自由电子和空穴是同时成对出现的,称为电子空穴对。
游离的部分自由电子也可能回到空穴中去,称为复合。
在一定温度下本征激发和复合会达到动态平衡,此时,载流子浓度一定,且自由电子数和空穴数相等。
三、杂质半导体
掺入杂质的本征半导体称为杂质半导体。
杂质半导体是半导体器件的基本材料。
在本征半导体中掺入五价元素(如磷),就形成N型(电子型)半导体;掺入三价元素(如硼、镓、铟等)就形成P型(空穴型)半导体。
杂质半导体的导电性能与其掺杂浓度和温度有关,掺杂浓度越大、温度越高,其导电能力越强。
1. P型半导体(空穴半导体)
多数载流子是空穴
形成:在本征半导体中掺三价杂质
2.N型半导体(电子型半导体)
多数载流子是电子
形成:在本征半导体中掺五价杂质
1.2 PN结的形成及特性
一、 PN结的形成
1、半导体中的载流子有两种有序运动:载流子在浓度差作用下的扩散运动和电场作用下的漂移运动。
同一块半导体单晶上形成P型和N型半导体区域,在这两个区域的交界处,当多子扩散与少子漂移达到动态平衡时,空间电荷区(亦称为耗尽层或势垒区)的宽度基本上稳定下来,PN
结就形成了。
2、PN结形成的物理过程
3、扩散与飘移的平衡
扩散——载流子由浓度大→小运动(浓度差作用)
漂移——少子在电场作用下的运动(电场作用)
电场的作用:1)阻碍多子的扩散
2)帮助少子的漂移
二、 PN结的单向导电性
单向导电性在外加电压时显示出来
1、外加正向电压,PN结导通
2、外加反向电压,PN结截止
单向导电性:PN结的正向电阻很小(PN结导通),反向电阻很大(PN结截止)。
3、PN结的反向击穿
小结:本次课要求熟练掌握半导体的基本知识,正确理解PN结的形成及特性。
掌握PN结的单向导电性。
课后作业:1.2 1.3
教学目的:熟练掌握二极管、稳压管的外特性及主要参数,以及二极管基本电路及其分析方法与应用。
教学重点:二极管的基本电路及分析方法。
稳压管工作原理及应用
教学难点:二极管的基本电路及分析方法。
二极管、稳压管的外特性及主要参数教学容:1.3半导体二极管
教学方法:理论讲解与举例相结合,讲例题时边讲边练(学生先作,老师后讲)。
教学进度:本容为2学时
参考资料:模拟电子技术基础
教学容
1.3半导体二极管
一、二极管的组成
将PN结封装,引出两个电极,就构成了二极管。
二、半导体二极管的结构
1.点接触型: 点接触型二极管PN结面积小,结电容小,常用于检波和变频等高频电路。
2 .面接触型:面接触型二极管PN结面积大,结电容大,用于工频大电流整流电路。
3.平面型:平面型二极管PN结面积可大可小,PN结面积大的,主要用于功率整流
三、二极管的V-I特性
二极管的V-I特性见图2.3.2、2.3.3
半导体二极管的伏安特性曲线如图2.3.2所示,处于第一象限的是正向伏安特性曲线,处于第三象限的是反向伏安特性曲线。
1)正向特性:当V>0,即处于正向特性区域。
正向区又分为两段:(1)当0<V<U on时,正向电流为零,U on称为死区电压或开启电压。
(2)当V>U on时,开始出现正向电流,并按指数规律增长。
2)反向特性:当V<0时,即处于反向特性区域。
反向区也分两个区域:
(1)当V BR<V<0时,反向电流很小,且基本不随反向电压的变化而变化,此时的反向电流也称反向饱和电流I S。
(2)当V≤V BR时,反向电流急剧增加,V BR称为反向击穿电压。
从击穿的机理上看,硅二极管若|V BR|≥7 V时,主要是雪崩击穿;若V BR≤4V则主要是齐纳击穿,当在4V~7V之间两种击穿都有,有可能获得零温度系数点。
四、二极管的参数
1)最大整流电流IF:二极管长期工作允许通过的最大正向电流。
在规定的散热条件下,二极管正向平均电流若超过此值,则会因结温过高而烧坏。
2)最高反向工作电压U BR:二极管工作时允许外加的最大反向电压。
若超过此值,则二极管可能因反向击穿而损坏。
一般取U BR值的一半。
3)电流I R:二极管未击穿时的反向电流。
对温度敏感。
I R越小,则二极管的单向导电性越好。
4)最高工作频率f M:二极管正常工作的上限频率。
若超过此值,会因结电容的作用而影响其单向导电性。
五、二极管基本电路及其分析方法
1.理想模型
2.恒压降模型
3.折线模型
4.小信号模型
六、稳压管
稳压管是一种特殊的面接触型半导体二极管,通过反向击穿特性实现稳压作用。
稳压管的伏安特性与普通二极管类似,其正向特性为指数曲线;当外加反压的数值增大到一定程度时则发生击穿,击穿曲线很陡,几乎平行于纵轴,当电流在一定围时,稳压管表现出很好的稳压特性。
1、硅稳压管的稳压电路
稳压管等效电路由两条并联支路构成:①加正向电压以及加反向电压而未击穿时,与普通硅管的特性相同;②加反向电压且击穿后,相当于理想二极管、电压源U z和动态电阻r z的串联。
2、稳压管的主要参数
1)稳定电压U Z:规定电流下稳压管的反向击穿电压。
2)最大稳定工作电流I ZMAX 和最小稳定工作电流I ZMIN:稳压管的最大稳定工作电流取决于最大耗散功率,即P Zmax =U Z I Zmax 。
而I zmin对应
U Zmin。
若I Z<I Zmin,则不能稳压。
3)额定功耗P ZM:P ZM=U Z I ZMAX,超过此值,管子会因结温升太高而烧坏。
4)动态电阻r Z:r z =∆V Z /∆I Z,其概念与一般二极管的动态电阻相同,只不过稳压二极管的动态电阻是从它的反向特性上求取的。
R Z愈小,反映稳压管的击穿特性愈陡,稳压效果愈好。
5)温度系数α:温度的变化将使U Z改变,在稳压管中,当⎢U Z⎢>7V 时,U Z具有正温度系数,反向击穿是雪崩击穿;当⎢U Z⎢<4 V时,U Z具有负温度系数,反向击穿是齐纳击穿;当4V<⎢V Z⎢<7V时,稳压管可以获得接近零的温度系数。
这样的稳压二极管可以作为标准稳压管使用。
小结:本次课要求熟练掌握二极管的基本电路及分析方法。
稳压管工作原理及应用。
课后作业:1.5 1.7
教学目的:熟练掌握BJT的结构、BJT的电流分配与放大作用、BJT的特性曲线及主要参数
教学重点:BJT的电流分配与放大作用、BJT的特性曲线及主要参数
教学难点:BJT的电流分配与放大作用及BJT的特性曲线。
教学容:1.4半导体三极管及其应用
教学方法:理论讲解与举例相结合,讲例题时边讲边练(学生先作,老师后讲)。
教学进度:本容为2学时
参考资料:模拟电子技术基础
教学容
1.4半导体BJT
一、BJT的结构简介
几种BJT的外形如图3.1.1
二、概念: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。
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。
三、BJT
1.BJT部载流子的传输过
程见图3.1.4
1)发射区向基区注入电子
2)电子在基区中的扩散与
复合
3)集电区收集扩散过来的
电子
2.电流分配关系
I E=I B+I C
I C=βI B+I CEO≈βI B
I C=αI E+I CBO≈αI E
3. 放大作用: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
I
,体现出I B对的I C控制作用。
此时,可将I C看成电流I B控制的电流源C
4.共射极连接方式
以发射极作为输入回路与输出
回路的公共端——共射电路。
四、温度对晶体管特性及参数的影响
1)温度对反向饱和电流的影响:温度对I CBO和I CEO等由本征激发产生的平衡少子形成的电流影响非常严重。
2)温度对输入特性的影响:当温
度上升时,正向特性左移。
当温度变化1℃时,U BE大约下降2~2.5mV,U BE 具有负温度系数。
3)温度对输出特性的影响温度升高时,由于I CEO和β增大,且输入特性左移,导致集电极电流I C增大,输出特性上移。
总之,当温度升高时,I CEO和β增大,输入特性左移,最终导致集电极电流增大。
小结:本次课要求熟练掌握BJT的结构、BJT的电流分配与放大作用
课后作业:1.8 1.10
教学目的:熟练掌握三极管的伏安特性
教学重点:三极管工作状态
教学难点:三极管输入,输出特性曲线
教学容:1.5三极管的共射特性曲线
教学方法:理论讲解与举例相结合,讲例题时边讲边练(学生先作,老师后讲)。
教学进度:本容为2学时
参考资料:模拟电子技术基础
教学容
1.5晶体管的输入特性和输出特性(共e)
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、输入特性
i B =f(v
BE
)∣v
CE
=常数
共射输入特性:i B=f (u BE)︱V CE=常数如如图3.17所示。
输入特性曲线分为三个区:死区、非线性区和线性区。
其中v CE=0V的那一条相当于发射结的正向特性曲线。
当v CE≥1V时,特性曲线将会向右稍微移动一些。
但v CE再增加时,曲线右移很不明显。
曲线的右移是三极管部反馈所致,右移不明显说明部反馈很小。
2、输出特性
i C =f(v
CE
)∣i
B
=常数
共射输出特性:i C=f (u CE)︱i B =常数如P25图1.27所示,它是以i B为参变量的一族特性曲线。
对于其中某一条曲线,当v CE=0V时,i C=0;当v CE 微微增大时,i C主要由v CE决定;当v CE增加到使集电结反偏电压较大时,特性曲线进入与v CE轴基本平行的区域(这与输入特性曲线随v CE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。
工作状态NPN型PNP型特点
截止状态E结、C结均反偏
V
B
<V
E
、V
B
<V
C
E结、C结均反偏
V
B
>V
E
、V
B
>V
C
I
C
≈0
放大状态E结正偏、C结均反偏E结正偏、C结均反I C ≈βI B
四、BJT 的主要参数 1、直流参数
(1)共射直流电流放大系数:β=(I C -I CEO )/I B ≈I C /I B |const CE =v ,β在放大区基本不变。
(2)共基直流放大系数:α=(I C -I CBO )/I E ≈I C /I E
显然α与β之间有如下关系: α=
I C /I E =βI B /(1+β)I B =β/(1+β)(3)穿透电流I CEO :I CEO =(1+β)I CBO ;式中I CBO 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:β=∆I C /∆I B ∣const CE =v ,在放大区β 值基本不变。
(2)共基交流放大系数α:α=∆I C
/∆I E
∣const CB =U
当I CBO 和I CEO 很小时,α≈α、β≈β,可以不加区分。
(3)特征频率f T :三极管的β 值不仅与工作电流有关,而且与工作频率有关。
由于结电容的影响,当信号频率增加时,三极管的β 将会下降。
当β下降到1时所对应的频率称为特征频率。
3、极限参数和三极管的安全工作区
(1)最大集电极电流I CM :当集电极电流增加时,β 就要下降,当β 值下降到线性放大区β值的70~30%时,所对应的集电极电流称为最大集电极电流I CM 。
至于β 值下降多少,不同型号的三极管,不同的厂家的规定有所差别。
可见,当I C >I CM 时,并不表示三极管会损坏。
(2) 最大集电极耗散功率P CM :P CM = i C u CE 。
对于确定型号的晶体管,P CM 是一个定值。
当硅管的结温大于150℃、锗管的结温大于70℃时,管子的特性明显变坏,甚至烧坏。
(3)极间反向击穿电压:晶体管某一级开路时,另外两个电极之间
所允许加的最高反向电压,即为极间反向击穿电压,超过此值管子会发生击穿现象。
极间反向电压有三种:U CBO、U CEO和U EBO。
由于各击穿电压中U CEO 值最小,选用时应使其大于放大电路的工作电源V CC。
(4)三极管的安全工作区:由P CM、I CM和击穿电压V(BR)CEO在输出特性曲线上可以确定四个区:过损耗区、过电流区、击穿区和安全工作区。
使用时应保证三极管工作在安全区。
小结:本次课要求熟练掌握BJT输入、输出特性及三个工作区域
课后作业:1.11 1.12 1.13
第2章放大电路分析基础
教学目的:熟练掌握共射极放大电路的组成
教学重点:共射极放大电路的组成图解分析法
教学难点:图解分析法
教学容:2.1共射放大电路分析基础
教学方法:理论讲解与举例相结合,讲例题时边讲边练(学生先作,老师后讲)。
教学进度:本容为2学时
参考资料:模拟电子技术基础
教学容
2.1共射放大电路分析基础
一、概念
在电子电路中,放大的对象是变化量,常用的测试信号是正弦波。
放
大电路放大的本质是在输入信号的作用下,通过有源元件(BJT或FET)对直流电源的能量进行控制和转换,使负载从电源中获得输出信号的能量,比信号源向放大电路提供的能量大的多。
因此,电子电路放大的基本特征是功率放大,表现为输出电压大于输入电压,输出电流大于输入电流,或者二者兼而有之。
二、电路的组成
共射极基本放大电路如图所示
(1)三极管T ——起放大作用。
(2)集电极负载电阻R C ——将变化的集电极电流转换为电压输出。
(3)偏置电路V CC,R b——使三极管工作在放大区,V CC还为输出提供能量。
(4)耦合电容C1,C2——输入电容C1保证信号加到发射结,不影响发射结偏置。
输出电容C2保证信号输送到负载,不影响集电结偏置。
三、静态工作点设置的必要性
对放大电路的基本要求一是不失真,二是能放大。
只有保证在交流信号的整个周期三极管均处于放大状态,输出信号才不会产生失真。
故需要设置合适的静态工作点。
Q点不仅电路是否会产生失真,而且影响放大电路几乎所有的动态参数。
对于基本放大电路,只有设置合适的静态工作点,使交流信号驮载在直流分量之上,以保证晶体管在输入信号的整个周期始终工作在放大状态,输出电压波形才不会产生非线性失真。
基本共射放大电路的电压放大作用是利用晶体管的电流放大作用,并依靠将电流的变化转化为电压的变化来实现的。
四、放大电路的组成原则
1)为了使BJT工作于放大区、FET工作于恒流区,必须给放大电路设置合适的静态工作点,以保证放大电路不失真。
2)在输入回路加入u i应能引起u BE的变化,从而引起i B和i C的变化。
3)输出回路的接法应当使i C尽可能多地流到负载R L中去,或者说应将集电极电流的变化转化为电压的变化送到输出端。
五、电路的主要性能指标
1)输入电阻i R:从输入端看进去的等效电阻,反映放大电路从信号源索取电流的大小。
2)输出电阻o R:从输出端看进去的等效输出信号源的阻,说明放大电路带负载的能力。
3)放大倍数(或增益):输出变化量幅值与输入变化量幅值之比。
或二者的正弦交流值之比,用以衡量电路的放大能力。
根据放大电
路输入量和输出量为电压或电流的不同,有四种不同的放大倍数:
电压放大倍数、电流放大倍数、互阻放大倍数和互导放大倍数。
电压放大倍数定义为:i
o
u
uu
U
U
A
A
⋅
⋅
⋅
⋅
=
=
电流放大倍数定义为:i
o
i
ii
I
I
A
A
⋅
⋅
⋅
⋅
=
=
互阻放大倍数定义为:i
o
ui
I
U
A
⋅
⋅
⋅
=
互导放大倍数定义为:
⋅
⋅
⋅
=
i
o
iu
U
I
A
注意:放大倍数、输入电阻、输出电阻通常都是在正弦信号下的交流参数,只有在放大电路处于放大状态且输出不失真的条件下才有意义。
4)最大不失真输出电压:未产生截止失真和饱和失真时,最大输出信号的正弦有效值或峰值。
一般用有效值U OM表示;也可以用峰—峰值U OPP 表示。
5)上限频率、下限频率和通频带:由于放大电路中存在电感、电容及半导体器件结电容,在输入信号频率较低或较高时,放大倍数的幅值会下降并产生相移。
一般,放大电路只适合于放大某一特定频率围的信号。
如P75图2.1.4所示。
上限频率f H(或称为上限截止频率):在信号频率下降到一定程度时,放大倍数的数值等于中频段的0.707倍时的频率值即为上限频率。
下限频率f L(或称为下限截止频率):在信号频率上升到一定程度时,放大倍数的数值等于中频段的0.707倍时的频率值即为上限频率。
通频带f BW:f BW = f H - f L 通频带越宽,表明放大电路对不同频率信号的适应能力越强。
小结:本次课要求熟练掌握共射极放大电路的组成
课后作业:2.1 2.2 2.3
教学目的:熟练掌握共射极放大电路的分析方法
教学重点:共射极放大电路静态、动态分析
教学难点:图解分析法
教学容:2.2共射放大电路分析
教学方法:理论讲解与举例相结合,讲例题时边讲边练(学生先作,老师后讲)。
教学进度:本容为2学时
参考资料:模拟电子技术基础
教学容
2.2共射放大电路分析
一、直流通路、交流通路及其画法
(1)直流通路:在直流电源的作用下,直流电流流经的通路,用于求解静态工作点Q的值。
(2)直流通路的画法:电容视为开路、电感视为短路;信号源视为短路,但应保留阻。
(3)交流通路:在输入信号作用下,交流信号流经的通路,用于研究和求解动态参数。
(4)交流通路的画法:耦合电容视为短路;无阻直流电源视为短路;
二、放大电路的静态分析和动态分析
(1)静态分析:就是求解静态工作点Q,在输入信号为零时,BJT或FET各电极间的电流和电压就是Q点。
可用估算法或图解法求解。
(2)动态分析就是求解各动态参数和分析输出波形。
通常,利用三极管h参数等效模型画出放大电路在小信号作用下的微变等效电路,并进而计算输入电阻、输出电阻与电压放大倍数。
或利用图解法确定最大不失真输出电压的幅值、分析非线性失真等情况。
放大电路的分析应遵循“先静态,后动态”。
的原则,只有静态工作点合适,动态分析才有意义;Q点不但影响电路输出信号是否失真,而且与动态参数密切相关。
三、图解法确定Q点和最大不失真输出电压
(1)用图解法确定Q点的步骤:已知晶体管的输出特性曲线族→由直流通路求得I BQ →列直流通路的输出回路电压方程得直流负载线→在输出特性曲线平面上作出直流负载线→由I BQ所确定的输出特性曲线与直流负载线的交点即为Q点。
(2)输出波形的非线性失真
非线性失真包括饱和失真和截止失真。
饱和失真是由于放大电路中三
极管工作在饱和区而引起的非线性失真。
截止失真是由于放大电路中三极管工作在截止区而引起的非线性失真。
放大电路要想获得大的不失真输出,需要满足两个条件:一是Q 点要设置在输出特性曲线放大区的中间部位;二是要有合适的交流负载线。
(3)直流负载线和交流负载线
由放大电路输出回路电压方程所确定的直线称为负载线。
由直流通路确定的负载线为直流负载线;由交流通路确定的负载线为交流负载线,
可通过Q 、B
[]0),//(L c CQ CEQ R R I U +两点作出。
对于放大电路与负载直接
耦合的情况,直流负载线与交流负载线是同一条直线;而对于阻容耦合放大电路,只有在空载情况下,两条直线才合二为一。
(4)最大不失真输出电压有效值OM U
{
}'
⋅-=
L
CQ CES CEQ OM R I U U Min U ,2
1 式中:L
c
L
R R R //='
说明:当放大电路带上负载后,在输入信号不变的情况下,输出信号的幅度变小。
举例:如P83例2.2图2.17所示,放大电路静态工作点和动态围的确定。
四、等效电路法求解静态工作点
即利用直流通路估算静态工作点BEQ U 、BQ I 、CQ I 和CEQ U。
其中硅管的v U BEQ 7.0=;
锗管的v
U BEQ 5.0=,无须求解;其余三个参数的求解方法为:
(1)列放大电路输入回路电压方程可求得BQ I
;
(2)根据放大区三极管电流方程BQ CQ I I β=可求得CQ I
;
(3)列放大电路输出回路电压方程可求得CEQ U
;
小结:本次课要求熟练掌握共射极放大电路的分析方法 课后作业:2.4 2.5 2.7
教学目的:熟练掌握小信号模型分析法及用H参数小信号模型分析共射极基本放大电路
教学重点:BJT的小信号建模及用H参数小信号模型分析共射极基本放大电路
教学难点:用H参数小信号模型分析共射极基本放大电路
教学容:小信号模型分析法
教学方法:理论讲解与举例相结合,讲例题时边讲边练(学生先作,老师后讲)。
教学进度:本容为2学时
参考资料:模拟电子技术基础
教学容
2.3共射放大电路等效电路分析
一、 BJT的小信号建模
1.BJT H参数的引出
输入回路:v
BE =f
1
(i
B
,v
CE
)
输出回路:i C=f2(i B,v CE)
2. H参数小信号模型
(1)BJT等效模型的建立:三极管可以用一个二端口模型来代替;对于低频模型可以不考虑结电容的影响;小信号意味着三极管近似在线性条件下工作,微变也具有线性同样的含义。
(2)BJT的h参数方程及等效模型
ce
e
b
e
c
ce
e
b
e
be
U
h
I
h
I
U
h
I
h
U
⋅
⋅
⋅
⋅
⋅
⋅
+
=
+
=
22
21
12
11
ce
ce
b
c
b
be
be
U
r
I
I
I
r
U
⋅
⋅
⋅
⋅
⋅
+
=
=
1
β
BJT的h参数等效模型如图所示。
(3)h参数的物理意义
1、e
h
11即r be:三极管的交流输入电阻
2、e
h
12电压反馈系数:反映三极管部的电压反馈,因数值很小,一般可以忽略。
3、e
h
21:在小信号作用时,表示晶体管在Q点附近的的电流放大系数β。
4、e
h
22:三极管输出电导,反映输出特性上翘的程度。
常称1/e
h
22为c-e间动态电阻ce r。
通常e
h
22的值小于10-5S,当其与电流源并联时,因分流极小,可作开路处理。
注意:h参数都是小信号参数,即微变参数或交流参数。
h参数与工作点有关,在放大区基本不变。
h参数都是微变参数,所以只适合对交流小信号的分析
二、化简H参数等效模型及r be表达式
1、化简H参数等效模型
2、r be 表达式
()mA I mv I U r r EQ EQ T bb be 26)
1(3001ββ++Ω≈++'
= 三、 用H 参数小信号模型分析共射极基本放大电路 分析的步骤如下:
1. 画出小信号等效电路 1)画交流通路
2)用H 参数小信号模型代替BJT ,其他元件按位置接入 3)标出电压极性、电流方向 2. 求电压增益 按定义: V o A V =—— V i
计算输入电阻和输出电阻
小结:本次课要求熟练掌握小信号模型分析法及用H 参数小信号模型分析共射极基本放大电路
课后作业:2.8 2.9
教学目的:熟练掌握温度对工作点的影响、射极偏置电路的工作原理及分析计算教学重点:射极偏置电路的工作原理及分析计算
教学难点:射极偏置电路的分析计算
教学容:放大电路的工作点稳定问题
教学方法:理论讲解与举例相结合,讲例题时边讲边练(学生先作,老师后讲)。
教学进度:本容为2学时
参考资料:模拟电子技术基础
教学容
2.3射极偏置电路的分析计算
一、静态工作点稳定的必要性
静态工作点不但决定了电路是否产生失真,而且还影响着电压放大倍数和输入电阻等动态参数。
实际上,电源电压的波动、元件老化以及因温度变化所引起的晶体管参数变化,都会造成静态工作点的不稳定,从而使动态参数不稳定,有时甚至造成电路无常工作。
在引起Q点不稳定的诸多因素中,温度对晶体管的影响是最主要的。
二、温度对工作点的影响
I CBO 、β、V
BE
——随T变化而变
温度对工作点的影响最终导致T↑→I
C
↑→Q变化(移向饱和区)
设想:1)针对I
CBO 的影响,设法使I
B
随T的升高而自动↓
2)针对V
BE
的影响,设法使发射结的外加电压随T的↑而自动↓。
三、稳定静态工作点的原则和措施
为了保证输出信号不失真,对放大电路必须设置合适的静态工作点,。