電子技術(shù)基礎(chǔ)與技能1-1

二極管【實踐導(dǎo)入】：二極管的單向?qū)щ娦?.1二極管圖1-1-1（a）圖1-1-1（b）圖1-1-1（c）圖1-1-1（d）不亮二極管具有單向?qū)щ娦越虒W活動1：認知二極管的單向?qū)щ娦?.1二極管教學活動1：認知二極管的單向?qū)щ娦浴締蜗驅(qū)щ娦则炞C】按照圖1-1分別搭建4個電路，驗證二極管的單向?qū)щ娦?。參考參?shù)：直流電源：6~12V電阻：1~2kΩ二極管：1N4007燈珠：0.5W1.1二極管教學活動2：認知二極管的結(jié)構(gòu)、符號與種類1.1.1二極管的結(jié)構(gòu)與種類一、半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識1.本征半導(dǎo)體

純凈的沒有雜質(zhì)的單晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體，叫本征半導(dǎo)體。目前常用的半導(dǎo)體材料有硅、鍺等。在電子學中常用硅、鍺為例說明半導(dǎo)體的導(dǎo)電原理。圖1-1-2本征半導(dǎo)體共價鍵結(jié)構(gòu)【掃描媒體鏈接1-1二維碼】1.1二極管教學活動2：認知二極管的結(jié)構(gòu)、符號與種類1.1.1二極管的結(jié)構(gòu)與種類一、半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識2.摻雜半導(dǎo)體（1）Ｎ型半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體中摻入了微量５價元素如磷（Ｐ），含磷原子的價電子與相鄰的硅原子的價電子組成四對共價鍵，多余一個電子，不受共價鍵束縛，獲得較小的能量使容易掙脫原子核的束縛而成為自由電子。摻雜后的半導(dǎo)體提高了自由電子的濃度，其導(dǎo)電能力大大增強。這種雜質(zhì)半導(dǎo)體主要靠電子導(dǎo)電，故稱為電子型半導(dǎo)體，簡稱Ｎ型半導(dǎo)體，其中的自由電子為多數(shù)載流子，空穴為少數(shù)載流子。

圖1-1-3N型半導(dǎo)體【掃描媒體鏈接1-1二維碼】1.1二極管教學活動2：認知二極管的結(jié)構(gòu)、符號與種類1.1.1二極管的結(jié)構(gòu)與種類一、半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識2.摻雜半導(dǎo)體（2）Ｐ型半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體中摻入了微量三價元素如硼(B),硼原子的價電子與相鄰的硅原子的價電子只能組成三對共價鍵,形成一個空位,稱為“空穴”，它很容易由相鄰的原子中的價電子來填補，從而在相鄰的原子又產(chǎn)生一個新的空穴，形成移動空穴。摻雜后每個硼原子都能提供一個空穴，使摻雜半導(dǎo)體的空穴濃度大大提高，這種摻雜半導(dǎo)體主要靠空穴導(dǎo)電，稱為空穴型半導(dǎo)體，簡稱P型半導(dǎo)體，其中空穴稱為多數(shù)載流子，自由電子為少子。圖1-1-4P型半導(dǎo)體【掃描媒體鏈接1-1二維碼】1.1二極管教學活動2：認知二極管的結(jié)構(gòu)、符號與種類1.1.1二極管的結(jié)構(gòu)與種類一、半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識3.PN結(jié)的形成及其單向?qū)щ娦裕?）PN結(jié)的形成當P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體結(jié)合在一起時，存在兩種運動：擴散運動：由于交界處兩側(cè)同性載流子濃度差的存在，引起兩區(qū)多子向?qū)Ψ絽^(qū)域擴散。漂移運動：少數(shù)載流子在內(nèi)電場的作用下，會沿著電場的方向運動，其方向正好與擴散運動方向相反。PN結(jié)：當擴散運動形成的電流與漂移運動形成的電流相等時，正負離子層不再變化，內(nèi)電場不再增強，半導(dǎo)體內(nèi)部達到一種動態(tài)平衡，此時交界面兩側(cè)正、負離子形成的空間電荷區(qū)域，稱為PN結(jié)（也稱為耗盡層，阻擋層）?！緬呙杳襟w鏈1-2接二維碼】1.1二極管教學活動2：認知二極管的結(jié)構(gòu)、符號與種類1.1.1二極管的結(jié)構(gòu)與種類一、半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識3.PN結(jié)的形成及其單向?qū)щ娦裕?）PN結(jié)的單向?qū)щ娦哉驅(qū)ǎ喝绻赑N結(jié)上加正向電壓，即P區(qū)接電源的正極，N區(qū)接電源的負極，所示，這種接法稱為正向偏置。此時，外電場與內(nèi)電場的方向相反，外電場驅(qū)使P區(qū)的空穴進入空間電荷區(qū)抵消一部分負空間電荷，同時N區(qū)的自由電子進入空間電荷區(qū)抵消一部分正空間電荷。于是整個空間電荷區(qū)變窄，內(nèi)電場被削弱，多數(shù)載流子的擴散運動增強，形成較大的擴散電流（正向電流）。把這種狀態(tài)稱為PN結(jié)正向?qū)顟B(tài)。1.1二極管教學活動2：認知二極管的結(jié)構(gòu)、符號與種類1.1.1二極管的結(jié)構(gòu)與種類一、半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識3.PN結(jié)的形成及其單向?qū)щ娦裕?）PN結(jié)的單向?qū)щ娦苑聪蚪刂梗喝绻赑N結(jié)上加反向電壓，即P區(qū)接電源的負極，N區(qū)接電源的正極，稱為反向偏置。此時外電場與內(nèi)電場方向一致，驅(qū)使空間電荷區(qū)兩側(cè)的空穴和自由電子移走，使得空間電荷增加，空間電荷區(qū)變寬，內(nèi)電場增強，使多數(shù)載流子的擴散運動變難，但少數(shù)載流子的漂移運動加強，電路中形成反向電流（由N區(qū)流向P區(qū)的電流）。但由于少數(shù)載流子數(shù)目很少，因此反向電流很小，即PN結(jié)呈現(xiàn)出很大的反向電阻，所以PN結(jié)反向偏置時基本不導(dǎo)電，把這種狀態(tài)稱為PN結(jié)反向截止狀態(tài)。結(jié)論：PN結(jié)具有單向?qū)щ娦裕?.1二極管教學活動2：認知二極管的結(jié)構(gòu)、符號與種類1.1.1二極管的結(jié)構(gòu)與種類二、二極管的結(jié)構(gòu)與符號1.二極管結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體二極管是由一個PN結(jié)并從它們P區(qū)和Ｎ區(qū)各引出一個電極，用管殼封裝而成的，從Ｐ區(qū)引出的電極稱為陽極（正極，用a表示），從N區(qū)引出的電極稱為陰極（負極，用k表示）。圖1-1-5二極管結(jié)構(gòu)示意圖圖1-1-6二極管的符號2.二極管符號1.1二極管教學活動2：認知二極管的結(jié)構(gòu)、符號與種類1.1.1二極管的結(jié)構(gòu)與種類三、二極管的種類半導(dǎo)體二極管的類型很多：按材料分類：分為硅管和鍺管；按結(jié)構(gòu)分類：分為點接觸型、面接觸型和平面型等；按用途分類：分為普通管、整流管、檢波管、開關(guān)管及各種特殊功能的二極管。1.二極管分類2.常用的具有特殊功能的二極管：（1）硅穩(wěn)壓管：一種利用PN結(jié)反向擊穿特性制成的起穩(wěn)壓作用的二極管。（2）發(fā)光二極管：在半導(dǎo)體中摻入特殊的雜質(zhì)，當它導(dǎo)通時，會發(fā)出各種顏色的光。常用作顯示器件，也可制成照明燈具。1.1二極管教學活動2：認知二極管的結(jié)構(gòu)、符號與種類1.1.1二極管的結(jié)構(gòu)與種類三、二極管的種類圖1-1-7（a）穩(wěn)壓管圖1-1-7（b）發(fā)光二極管2.常用的具有特殊功能的二極管：（3）光電二極管：也稱為光敏二極管，是將光線的強弱轉(zhuǎn)變成電信號大小的常用器件，可用于對光的測量。（4）變?nèi)荻O管：通過改變反向偏置電壓來實現(xiàn)對結(jié)電容的調(diào)節(jié)。相當于一個可調(diào)電容。1.1二極管教學活動2：認知二極管的結(jié)構(gòu)、符號與種類1.1.1二極管的結(jié)構(gòu)與種類三、二極管的種類圖1-1-7（c）光電二極管圖1-1-7（d）變?nèi)荻O管1.1二極管教學活動2：認知二極管的結(jié)構(gòu)、符號與種類1.1.1二極管的結(jié)構(gòu)與種類三、二極管的型號第一部分第二部分第三部分第四部分第五部分2A：N型鍺材料P：普通管C：變?nèi)莨苄蛱栆?guī)格（可缺）B：P型鍺材料Z：整流管S：隧道管C：N型硅材料K：開關(guān)管V：微波管D：P型硅材料W：穩(wěn)壓管N：阻尼管E：化合物L：整流堆U：光電管通過二極管的型號識別，可知二極管的類型與用途。我國國產(chǎn)半導(dǎo)體器件型號采用國家標準GB294-74的規(guī)定，詳見附錄A。1.1二極管教學活動3：二極管的特性與參數(shù)1.1.2二極管的特性與參數(shù)一、二極管的伏安特性

二極管的伏安特性就是指二極管端電壓與通過的電流之間的關(guān)系。根據(jù)這一關(guān)系畫出的曲線稱為伏安特性曲線。圖1-1-8二極管的伏安特性1.1二極管1.1.2二極管的特性與參數(shù)一、二極管的伏安特性教學活動3：二極管的特性與參數(shù)

1）正向特性（1）死區(qū)電壓：當二極管加上一定的正向電壓時，會產(chǎn)生正向電流。圖中A點電壓稱為死區(qū)電壓（用符號UT表示）通常為，鍺管0.1V左右，硅管0.5V左右。（2）正向?qū)▍^(qū)：當加正向電壓超過死區(qū)電壓時則導(dǎo)通（圖中B點以后曲線的區(qū)域），該區(qū)為正向?qū)▍^(qū)。導(dǎo)通下的二極管，端電壓稱為導(dǎo)通壓降（用符號UD表示），數(shù)值變化小，鍺管0.3V左右，硅管0.7V左右。理想二極管導(dǎo)通壓降為0V！1.1二極管1.1.2二極管的特性與參數(shù)一、二極管的伏安特性教學活動3：二極管的特性與參數(shù)2）反向特性（1）反向截止區(qū)：加一定反向電壓時反向電流很小，圖中的OC段，PN結(jié)截止。此電流稱為反向飽和電流（用符號ISR表示）。通常為，硅管1微安到幾十微安，鍺管約為幾十微安到幾百微安。（2）反向擊穿區(qū)：當加反向電壓大于管子反向承受電壓時，PN結(jié)反向擊穿。圖中反向電流在D點處突然增大。發(fā)生擊穿時的電壓稱為反向擊穿電壓（用符號UBR表示）。不同類型的管子，反向擊穿電壓值不同，通常為幾十伏到幾百伏，甚至數(shù)千伏。1.1二極管1.1.2二極管的特性與參數(shù)二、二極管的主要參數(shù)教學活動3：二極管的特性與參數(shù)不同用途的二極管，其參數(shù)是不一樣的。以整流二極管為例，其主要參數(shù)有三個。（1）最大整流電流IFM：二極管長時間使用時，允許流過二極管的最大正向平均電流值。（2）最高反向工作電壓URM：二極管長期運行時，允許承受的最高反向電壓。一般取反向擊穿電壓值的一半或三分之一。（3）最大反向電流IRM：二極管加上最高反向工作電壓時的反向電流值。*上述參數(shù)都與溫度有關(guān)。所以只有在規(guī)定的散熱條件下，二極管才能在長期運行中保證參數(shù)穩(wěn)定，使二極管能正常工作。1.1二極管1.1.2二極管的特性與參數(shù)教學活動3：二極管的特性與參數(shù)【經(jīng)典例題1】分別就理想二極管和硅二極管分析圖1-1-9中二極管的狀態(tài)，并求輸出電壓UAB.圖1-1-9（a）解：設(shè)二極管截止（斷開二極管），如圖1-1-9（b）圖1-1-9（b）二極管的陽極到陰極的開路電壓為：

Umno=12-6=6V若為理想二極管：

Umno=6V＞0，二極管導(dǎo)通，UAB=12V若為硅二極管：

Umno=6V＞0，二極管導(dǎo)通，UAB=-0.7+12=11.3V1.1二極管1.1.2二極管的特性與參數(shù)教學活動3：二極管的特性與參數(shù)圖1-1-10（a）圖1-1-10（b）1.1二極管【實訓(xùn)】識別與檢測二極管教學活動4：識別與檢測二極管1．識別二極管（1）從二極管的外觀上，可以看出它的陽極和陰極。（色標、長短引腳）（2）根據(jù)所給二極管的型號，查閱資料得到二極管的材料類型與功能，完成工作頁的填寫.二極管編號圖形符號及文字符號型

號材料類型功

能粘

貼1

2

……

掃描媒體鏈接1-3二維碼1.1二極管【實訓(xùn)】識別與檢測二極管教學活動4：識別與檢測二極管2．檢測二極管掃描媒體鏈接1-3二維碼對于標識不明的二極管，可以借助萬用表加以檢測。分別用指針式萬用表與數(shù)字式萬用表進行檢測，將測量數(shù)據(jù)填入工作頁，判斷材料類型及引腳極性，并完成工作頁的填寫。二極管編號用指針式萬用表檢測用數(shù)字式萬用表檢測材料類型粘

貼1正向電阻：______反向電阻：______正向壓降：______

2正向電阻：______反向電阻：______正向壓降：______

……正向電阻：______反向電阻：______正向壓降：______

電子技術(shù)基礎(chǔ)與技能1-2整流濾波電路1.2整流濾波電路教學活動1：整流電路【實踐導(dǎo)入】【實驗結(jié)論】

該電路可實現(xiàn)整流，即將交流電變換成單方向的脈動直流電。1.2整流濾波電路教學活動1：整流電路1.2.1整流電路一、單相半波整流電路1．電路的構(gòu)成及工作原理單相半波整流電路單相半波整流電路的工作波形設(shè)u2＝u2的正半周，二極管VD導(dǎo)通，電流由a→VD→RL→b形成回路。忽略二極管的正向電壓降，則有uL＝u2。此時，iL＝iV＝u2/RL。在u2的負半周，二極管反向而截止，iL＝0，uL＝0，uV＝u2。U2sinωt2．電路的輸出電壓與負載電流1.2整流濾波電路教學活動1：整流電路1.2.1整流電路一、單相半波整流電路輸出電壓平均值為UL≈0.45U2通過負載和二極管上的電流平均值為：≈IL＝IV＝3．整流管的選擇

IFM和URM是選擇整流二極管的依據(jù)，具體要求如下：最高反向工作電壓：URM≥U2最大整流電流：IFM≥橋式整流電路與半波整流電路相比，它的主要優(yōu)點是直流輸出電壓高一倍，電壓脈動程度減小了，變壓器的利用率提高了。在相同電流輸出的情況下，降低了整流管的平均電流值，而每一只二極管承受的最高反向電壓與半波整流電路中的相同。1.2整流濾波電路教學活動1：整流電路1.2.1整流電路二、單相橋式整流電路1．電路的構(gòu)成及工作原理由4只二極管按橋式結(jié)構(gòu)連接而成的。其中，兩只二極管（VD1、VD2）接成共陰極；兩只二極管（VD3、VD4）接成共陽極。單相橋式整流電路的簡化畫法如圖所示。結(jié)構(gòu)：1.2整流濾波電路教學活動1：整流電路1.2.1整流電路二、單相橋式整流電路1．電路的構(gòu)成及工作原理原理：設(shè)變壓器二次側(cè)電壓為u2＝U2sinωtu2的正半周，a點電位高于b點，二極管VD1、VD3加正向電壓導(dǎo)通，VD2、VD4加反向電壓截止，產(chǎn)生電流由a→VD1→RL→VD3→b形成回路。這時，電路輸出半波電壓。u2的負半周，a點電位低于b點，二極管VD2、VD4加正向電壓導(dǎo)通，VD1、VD3加反向電壓截止，產(chǎn)生電流由b→VD2→RL→VD4→a形成回路。同樣，電路可以輸出一個半波電壓。兩個半波輸出電壓合成后，得到的輸出電壓波形為全波。1.2整流濾波電路教學活動1：整流電路1.2.1整流電路二、單相橋式整流電路2．電路的輸出電壓與負載電流輸出電壓的平均值UL≈0.9U2，負載電流的平均值IL≈0.9U2/RL。3．整流管的選擇在全波整流電路中，每只整流管實際只導(dǎo)通半周，其正向電流應(yīng)為負載電流的一半。故選擇整流管的具體要求如下：最高反向工作電壓：URM≥U2最大整流電流：IFM≥橋式整流電路與半波整流電路相比，它的主要優(yōu)點是直流輸出電壓高一倍，電壓脈動程度減小了，變壓器的利用率提高了。在相同電流輸出的情況下，降低了整流管的平均電流值，而每一只二極管承受的最高反向電壓與半波整流電路中的相同。1.2整流濾波電路1.2.1整流電路教學活動1：整流電路【經(jīng)典例題】1.2整流濾波電路1.2.1整流電路教學活動1：整流電路【實踐應(yīng)用】目前，市場上已有各種規(guī)格的橋式整流電路成品——硅橋式整流器，又稱整流橋、硅橋堆。圖1-2-6所示為幾種整流橋的實物圖。整流橋的產(chǎn)品可分為半橋整流堆與全橋整流堆兩種，它們的示意圖及等效電路如圖所示。

整流橋的實物圖整流橋的示意圖及等效電路1.2整流濾波電路教學活動2：濾波電路1.2.2濾波電路【實踐導(dǎo)入】【實驗結(jié)論】該電路可實現(xiàn)濾波功能，即濾除脈動直流電中的交流成分，使輸出波形更平緩。1.2整流濾波電路教學活動2：濾波電路1.2.2濾波電路一、電容濾波電路1．電路的構(gòu)成及工作原理1）電路的構(gòu)成u2為正半周時，二極管導(dǎo)通，對電容器C充電。輸出電壓uo與上升的正弦電壓u2一致，如圖1-2-9（b）所示。u2在A點達到最大值，uo也達到最大值。而后u2和uo都開始下降，u2按正弦規(guī)律下降，當u2﹤uo時，二極管承受反向電壓而截止，電容器對負載電阻RL放電，負載中仍有電流，而uo按放電曲線BC下降。在u2的下一個正半周內(nèi)，當u2﹥uo時，二極管再次導(dǎo)通，電容器再被充電，重復(fù)上述過程。輸出電壓uo波形如圖1-2-9（b）所示。2）工作原理半波整流電容濾波電路橋式整流電容濾波電路如圖1-2-10（a）所示，輸出電壓波形圖如圖1-2-10（b）所示，其工作原理與半波整流電容濾波電路相同。1.2整流濾波電路教學活動2：濾波電路1.2.2濾波電路一、電容濾波電路1．電路的構(gòu)成及工作原理

橋式整流電容濾波電路1.2整流濾波電路教學活動2：濾波電路1.2.2濾波電路一、電容濾波電路2．輸出電壓的計算通常?。篣o=U2

（半波整流、電容濾波）Uo=1.2U2（全波整流、電容濾波）在空載和忽略二極管正向壓降的情況下，

3．電路的應(yīng)用場合電容濾波電路簡單，輸出電壓較高，脈動也較小。但是外特性較差，且有電流沖擊。因此，電容濾波器一般用于要求輸出電壓較高，負載電流較小并且變化也較小的場合。1.2整流濾波電路教學活動2：濾波電路1.2.2濾波電路二、電感濾波電路橋式整流電感濾波電路及工作波形工作原理：當負載電流iL增大時，電感線圈中的自感電動勢eL與電流iL反向，限制電流的增加，將一部分電能轉(zhuǎn)換為磁場能量儲存在磁場中。負載電流iL減小時，電感線圈中的自感電動勢eL與電流iL同向，阻止電流的減小，即釋放能量。因此流過負載RL的電流的脈動成分受到抑制而變得平緩。電感值L越大，濾波效果越好。適用場合：電感濾波主要適用于大電流負載或負載經(jīng)常變化的場合。1.2整流濾波電路教學活動2：濾波電路1.2.2濾波電路三、復(fù)式濾波電路1．L型濾波在電容C濾波之前串接一個電感L，如圖（a）所示，即組成L型濾波器。整流后的脈動直流中的大部分交流分量降在電感L上，再經(jīng)過電容C的進一步濾波后，負載RL得到更加平滑的電流、電壓波形。2．π型濾波在L型濾波器前并聯(lián)一個電容器，如圖（b）所示，即組成LCπ型濾波器，它使濾波效果進一步改善。如果是小電流負載時，可將電感用一個電阻R代替，組成RCπ型濾波器，如圖（c）所示。比較項目濾波電路電容濾波電感濾波RC

π型濾波LC

π型濾波電路結(jié)構(gòu)負載

電壓半波較高Uo=U2低Uo=0.45U2較高Uo=U2較高Uo=U2橋式高Uo=1.2U2較高Uo=0.9U2高Uo=1.2U2高Uo=1.2U2輸出電流較小大小大負載能力差好差較好濾波效果較好較差較好較好對整流管的沖擊大小大較大主要特點輸出電壓波形平滑。輸出電壓值提高。通電瞬間對整流管沖擊大，負載能力差輸出電壓波形比較平滑。輸出直流電流大，負載能力好，通電瞬間對整流管無沖擊負載電流小時，濾波效果好，有降壓限流作用。直流電壓損耗大，負載能力差負載能力強，負載電流大時，濾波效果好。電感體積較大，但直流電壓損耗小適用范圍負載較輕，對直流穩(wěn)定度要求不高的場合負載較重，對直流穩(wěn)定度要求不高的場合負載較輕，對直流穩(wěn)定度要求較高的場合負載較重，對直流穩(wěn)定度要求較高的場合1.2整流濾波電路教學活動2：濾波電路1.2.2濾波電路常用濾波電路特性比較1.2整流濾波電路教學活動3：裝接與測試整流濾波電路【實訓(xùn)目標】（1）會清點與檢測元器件；（2）能在印制電路板上完成整流、濾波電路的焊接；（3）能正確使用示波器與萬用表觀測電路的輸入電壓與輸出電壓；（4）能根據(jù)測試數(shù)據(jù)，分析濾波電容參數(shù)對濾波效果的影響；（5）實訓(xùn)過程中，積極探索，團結(jié)協(xié)作，規(guī)范操作，遵守“6S”管理制度?！緦嵱?xùn)設(shè)備與器材】學生分為若干組，每組提供函數(shù)信號發(fā)生器、示波器各一臺，萬用表一塊，電路裝接所用的元器件及器材見表1-2-2（學生自備焊接工具）。序

號名

稱型號規(guī)格數(shù)

量配件圖號測試結(jié)果元件擺放區(qū)1金屬膜電阻器RJ－0.25－5.1kΩ1個RL

2電解電容器CD－16V－220μF2個C1

3

C2

4二極管1N40074只VD1

5

VD2

6

VD3

7

VD4

8撥動開關(guān)

2個S1

9

S2

10印制電路板配套1塊

11焊錫、松香

若干

12連接導(dǎo)線

若干

表1-2-2裝接與測試整流、濾波電路項目元器件及器材清單1.2整流濾波電路教學活動3：裝接與測試整流濾波電路【實訓(xùn)設(shè)備與器材】1.2整流濾波電路教學活動3：裝接與測試整流濾波電路【實訓(xùn)內(nèi)容與步驟】1．清點與檢測元器件根據(jù)元器件及材料清單清點并檢測元器件。將測試結(jié)果填入表1-2-2中，元器件正常的在“測試結(jié)果一欄中”畫“√”，如元器件有問題，及時提出并更換。將正常的元器件對應(yīng)擺放在表1-2-2中。2．裝接整流、濾波電路【實訓(xùn)注意事項】（1）按裝配圖進行裝接，不漏裝、錯裝，不損壞元器件；（2）焊接電解電容與二極管時，一定要注意極性；（3）無漏焊、錯焊、虛焊和搭錫；（4）元器件排列整齊并符合工藝要求。1.2整流濾波電路教學活動3：裝接與測試整流濾波電路3．測試整流、濾波電路掃描媒體鏈接1-4二維碼調(diào)節(jié)函數(shù)信號發(fā)生器（媒體鏈接1-4

），輸出50Hz、20V（峰峰值）的正弦信號。檢查各元器件裝配無誤后，進行以下測試。1）S1、S2均斷開用示波器（媒體鏈接1-5

）觀察ui和uo的波形，并在圖1-2-16中畫出。用萬用表的交流電壓擋測量ui的有效值Ui，用萬用表的直流電壓擋位測量uo的平均值Uo，記錄數(shù)據(jù)：Ui＝______________；Uo＝________________。2）S1閉合、S2斷開用示波器觀察ui和uo的波形，并在圖1-2-17中畫出。用萬用表的交流電壓擋測量ui的有效值Ui，用萬用表的直流電壓擋測量uo的平均值Uo，記錄數(shù)據(jù)：Ui＝______________；Uo＝________________。掃描媒體鏈接1-5二維碼1.2整流濾波電路教學活動3：裝接與測試整流濾波電路3．測試整流、濾波電路3）S1、S2均閉合用示波器觀察ui和uo的波形，并在圖1-2-18中畫出。用萬用表的交流電壓擋測量ui的有效值Ui，用萬用表的直流電壓擋測量uo的平均值Uo，記錄數(shù)據(jù)如下：Ui＝______________；Uo＝________________。圖1-2-16

S1、S2均斷開圖1-2-17

S1閉合、S2斷開圖1-2-18

S1、S2均閉合【實訓(xùn)注意事項】（1）電路裝接好之后才可通電，不能帶電改裝電路；（2）交流側(cè)的電路“接地”與直流側(cè)的電路“接地”不同。這一點，在對電路進行測試時尤需注意，以免損壞儀器儀表。1.2整流濾波電路教學活動3：裝接與測試整流濾波電路3．測試整流、濾波電路【實訓(xùn)思考】（1）濾波電容值的大小與濾波效果之間有什么關(guān)系？（2）電容濾波電路適用于電阻值大的還是小的負載？為什么？1.2整流濾波電路教學活動3：裝接與測試整流濾波電路3．測試整流、濾波電路考核項目評判標準配分得分職業(yè)素養(yǎng)按規(guī)定著裝，儀容儀表得體5

遵守紀律，服從管理5

操作安全隱患5

積極參與，主動完成5

組內(nèi)協(xié)作，有責任擔當，樂意幫助他人5

愛護實訓(xùn)設(shè)備和器材，無損壞公物現(xiàn)象5

實訓(xùn)過程中，元器件、儀器儀表、電烙鐵、鑷子等擺放有序5

實訓(xùn)結(jié)束，及時清理工位5

任務(wù)完成元器件清點無誤5

正確使用萬用表，完成元器件檢測，粘貼無誤5

焊接：無漏焊、錯焊、虛焊、搭錫，焊點光潔美觀5

焊接：引腳成形符合要求，整流管和電解電容極性無誤5

測試：函數(shù)信號發(fā)射器操作規(guī)范，輸出電壓符合要求5

測試：示波器操作規(guī)范，波形繪制無誤15

測試：正確使用萬用表交流電壓擋，準確讀取與記錄電壓有效值5

測試：正確使用萬用表直流電壓擋，準確讀取與記錄電壓平均值5

實訓(xùn)思考：答案科學合理10

合計100

教師簽名：

年

月

日電子技術(shù)基礎(chǔ)與技能2-1三極管放大電路【實踐導(dǎo)入】2.1三極管教學活動1：三極管的結(jié)構(gòu)和種類區(qū)分電子產(chǎn)品和電器產(chǎn)品家用電子產(chǎn)品家用電器產(chǎn)品

我們通常是看產(chǎn)品的功能體現(xiàn)，是否主要利用了電子線路的工作。如果是，則為電子產(chǎn)品；否則，即為電器產(chǎn)品。其實，即使是家用電器產(chǎn)品，其電路中也常見到電子元器件。三極管作為電子元器件中的一種重要類型，在電路中得到了廣泛的應(yīng)用。2.1三極管教學活動1：三極管的結(jié)構(gòu)和種類2.1.1三極管的結(jié)構(gòu)與種類一、三極管的結(jié)構(gòu)與符號晶體三極管也稱半導(dǎo)體三極管，俗稱三極管，它是在一塊本征半導(dǎo)體中按特定方式進行摻雜，構(gòu)成三個雜質(zhì)區(qū)、兩個PN結(jié)（發(fā)射結(jié)、集電結(jié)），每個雜質(zhì)區(qū)各引出一個電極引腳（發(fā)射極、基極、集電極），然后封裝而成的。三極管分為NPN和PNP兩個基本類型，各自的結(jié)構(gòu)示意圖和電路中的符號，如圖2--1-2（a）、（b）所示。三極管圖形符號中的箭頭，表示發(fā)射結(jié)加正向偏置時的電流方向。三極管的文字符號一般用VT表示。三極管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖與符號2.1三極管教學活動1：三極管的結(jié)構(gòu)和種類2.1.1三極管的結(jié)構(gòu)與種類二、三極管的種類與型號

按三極管制造的材料來分，有硅管和鍺管兩種；按三極管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)來分，有NPN和PNP兩種；按三極管的工作頻率來分，有低頻管和高頻管兩種；按三極管允許耗散的功率來分，有小功率管、中功率管和大功率管。與二極管的型號組成一樣，我國國家標準的三極管型號由五部分所組成，詳見附錄B。2.1三極管教學活動1：三極管的結(jié)構(gòu)和種類2.1.1三極管的結(jié)構(gòu)與種類種類特點外形小功率

三極管通常情況下，集電極最大允許耗散功率PCM在1W以下中功率

三極管通常情況下，集電極最大允許耗散功率PCM在1～10W。主要用在驅(qū)動和激勵電路，為大功率放大器提供驅(qū)動信號大功率

三極管集電極最大允許耗散功率PCM在10W以上貼片三

極管采用表面貼裝技術(shù)SMT的三極管稱為貼片三極管。貼片三極管有三個引腳的，也有四個引腳的常用三極管的封裝外形及特點2.1三極管教學活動2：三極管的特性與參數(shù)2.1.2三極管的特性與參數(shù)一、三極管的特性三極管特性曲線是反映三極管各電極電壓和電流之間相互關(guān)系的曲線，是用來描述晶體三極管工作的特性曲線，常用的特性曲線有輸入特性曲線和輸出特性曲線。圖2-1-3所示電路中，三極管B、E極所在回路為輸入回路，C、E極所在回路為輸出回路，三極管的發(fā)射極是倆回路的公共端，這種電路的稱為共發(fā)射極（簡稱，共射）電路。下面以NPN型三極管為例，討論它在共射電路中的伏安特性。共射電路2.1三極管2.1.2三極管的特性與參數(shù)一、三極管的特性1．輸入特性曲線輸入特性是指UCE一定時，發(fā)射結(jié)外加電壓UBE與基極電流IB之間的對應(yīng)關(guān)系。圖2--1-4所示為三極管的共射輸入特性曲線。當UCE一定時，輸入特性曲線與二極管的正向伏安特性曲線具有相同的變化規(guī)律。若保持UBE不變，則隨著UCE的增大，IB便減小，工作點由Q1移到Q2；當UCE≥1V時，IB基本不變。輸入特性曲線教學活動2：三極管的特性與參數(shù)2.1三極管2.1.2三極管的特性與參數(shù)一、三極管的特性2．輸出特性曲線輸出特性是指IB一定時，UCE與IC之間的關(guān)系。圖2--1-5所示為三極管的共射輸出特性曲線。由圖可見，對應(yīng)于不同的IB取值，均有一條變化規(guī)律相同的輸出特性曲線?，F(xiàn)以IB＝20μA的輸出特性曲線為例，加以說明。輸出特性曲線根據(jù)輸出特性曲線，三極管的工作狀態(tài)分為三個區(qū)域。（1）飽和區(qū)

在起始段OM，隨著UCE的增大，IC顯著上升，此時IC受UCE影響很大。（2）放大區(qū)（又稱恒流區(qū)、線性區(qū)）

當UCE增大到一定值以后，進入MN段，曲線變得平坦，IC基本恒定。（3）截止區(qū)

IB≤0的區(qū)域（如圖中陰影線所示），此時的發(fā)射結(jié)無正偏電壓（通常外加的是反偏電壓），IB≈0，IC≈0，三極管不導(dǎo)通。教學活動2：三極管的特性與參數(shù)2.1三極管2.1.2三極管的特性與參數(shù)一、三極管的特性工作狀態(tài)飽和放大截止處在輸出特性曲線的范圍UCE較小，IC接近直線上升部分特性曲線簇平坦等距部分IB=0曲線以下的區(qū)域電路條件發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏特點IB失去對IC的控制作用，如同開關(guān)閉合IC受IB控制，具有電流放大作用IB=0、IC=0時，三極管無電流放大作用，如同開關(guān)斷開表2-1-2三極管工作狀態(tài)的特點注意：三極管工作于飽和區(qū)時，UCE很小。硅管的飽和管壓降UCES約為0.3V；鍺管的飽和管壓降UCES約為0.1V。至于PNP型三極管，只需改變各極電流、電壓的參考方向，其特性便與NPN型三極管一致。教學活動2：三極管的特性與參數(shù)2.1三極管2.1.2三極管的特性與參數(shù)二、三極管的主要參數(shù)三極管的參數(shù)是用來表示三極管性能優(yōu)劣和適用范圍的，它是選用三極管的重要依據(jù)。在使用三極管時，不允許超過極限參數(shù)。1．共射電流放大系數(shù)和β1）直流電流放大系數(shù)三極管對應(yīng)于某一工作點下的集電極電流與基極電流的比值，稱為它在該點下的直流電流放大系數(shù)，用

表示，即：2）交流電流放大系數(shù)β當三極管的工作點發(fā)生位移時，集電極電流的變化量△IC與基極電流的變化量△IB的比值,就稱為它的交流電流放大系數(shù)，用β表示，即：通常教學活動2：三極管的特性與參數(shù)2.1.2三極管的特性與參數(shù)二、三極管的主要參數(shù)2．極間反向電流ICBO和ICEO1）集基反向飽和電流ICBOICBO是指三極管的發(fā)射極開路（IE＝0），集電結(jié)外加反向偏置電壓時所形成的反向飽和電流。ICBO可用圖2-1-6所示的電路進行測量。ICBO的大小標志著集電結(jié)的質(zhì)量，它越小越好。小功率鍺管的ICBO約為10μA，而硅管的ICBO通常小于1μA。ICBO測量2）集射反向飽和電流ICEOICEO是指三極管基極開路（IB＝0），在C、E間外加集電結(jié)的反偏電壓時所形成的飽和電流，它又稱為穿透電流。ICEO可用圖2-1-7所示電路進行測量。ICEO測量ICEO＝（1＋β）ICBO。ICEO大的三極管熱穩(wěn)定性差。2.1三極管教學活動2：三極管的特性與參數(shù)2.1.2三極管的特性與參數(shù)2.1三極管3．極限參數(shù)ICM、U（BR）CEO和PCM1）集電極最大允許電流ICM對于三極管，當IC上升至一定值以后，β將顯著下降。ICM是指三極管的β值下降不超過允許范圍時的集電極最大電流。當IC＞ICM時，三極管的電流放大性能明顯變差，甚至有可能燒毀三極管。2）集射反向擊穿電壓U（BR）CEOU（BR）CEO是指基極開路（IB＝0），造成集電結(jié)反向擊穿時所加的C、E間電壓。三極管使用時，要求UCE＜U（BR）CEO。3）集電極最大耗散功率PCMPCM是指在規(guī)定的使用環(huán)境下，三極管集電結(jié)上所允許的功率損耗最大值。三極管的集電極耗散功率（又稱管耗）PC＝ICUCE，當PC＞PCM時，三極管會因過熱而燒毀。綜上所述，三極管安全工作要求：IC＜ICM；UCE＜U（BR）CEO；PC＜PCM。教學活動2：三極管的特性與參數(shù)2.1三極管教學活動2：三極管的特性與參數(shù)【實踐應(yīng)用】三極管之所以具有電流放大作用，是因為在制造過程中，對它采取了特殊的摻雜工藝（媒體鏈接2-1

）。了解載流子的導(dǎo)電機理，有助于理解三極管的外特性。掃描媒體鏈接2-1二維碼【經(jīng)典例題】圖2-1-82.1三極管教學活動2：三極管的特性與參數(shù)2.1三極管教學活動3：識別與檢測三極管【實訓(xùn)目標】（1）能根據(jù)封裝外形確定引腳名稱；（2）能借助資料識讀三極管的型號；（3）會用萬用表判別晶體三極管的管型、引腳、材料類型以及質(zhì)量優(yōu)劣；（4）實訓(xùn)過程中，積極探索，團結(jié)協(xié)作，規(guī)范操作，遵守“6S”管理制度?！緦嵱?xùn)設(shè)備與器材】學生分為若干組，每組提供指針式萬用表一塊，3DG6A、9018H、3AX31C型三極管各1個，型號未知（可用不透明膠帶封?。┑娜龢O管1個?！緦嵱?xùn)內(nèi)容與步驟】1．識別三極管通過識讀三極管的型號，查閱相關(guān)資料，可了解三極管的管型、材料類型、應(yīng)用場合及有關(guān)參數(shù)等。同時，根據(jù)三極管的封裝外形，可判別其引腳分布情況（媒體鏈接2-2

）。掃描側(cè)邊欄二維碼，學習“三極管的識別方法”

掃描媒體鏈接2-2二維碼2.1三極管教學活動3：識別與檢測三極管【實訓(xùn)內(nèi)容與步驟】（1）根據(jù)封裝外形，確定引腳名稱。（2）借助資料，查找3DG6A、9018H、3AX31C型三極管的主要參數(shù)，并記錄如下：3DG6A：________________________________________。9018H：________________________________________。3AX31C：________________________________________。（3）明確各三極管的管型與材料，填入表2-1-3。表2-1-3識別與檢測已知型號的三極管型號B、E間阻值B、C間阻值C、E間阻值管型正向反向正向反向正向反向3DG6A

9018H

3AX31C

2.1三極管教學活動3：識別與檢測三極管【實訓(xùn)內(nèi)容與步驟】2．檢測三極管借助模擬萬用表（媒體鏈接2-3

）或數(shù)字萬用表（媒體鏈接2-4

），可以判定三極管的管型和管腳。掃描媒體鏈接2-3二維碼掃描媒體鏈接2-4二維碼1）檢測型號已知的三極管分別測量3DG6A、9018H、3AX31C的兩極間正、反向電阻，并將測量結(jié)果填入表2-1-3。2）檢測型號未知的三極管（1）用“假設(shè)基極法”判別基極與管型。（2）用“假設(shè)集電極法”判別集電極和發(fā)射極。揭開膠帶，識讀型號，查閱資料，驗證所測是否正確。2.1三極管教學活動3：識別與檢測三極管【實訓(xùn)注意事項】（1）在測試三極管的正、反向電阻（尤其是反向電阻）時，一定要避免人體電阻的接入，以免誤差過大；（2）如果彎折引腳，一定要注意彎折點與引腳根部的距離不少于1.5mm，以免引腳根部斷掉；（3）在測三極管兩極間的電阻時，引腳要刮除氧化層，防止表筆與引腳接觸不良，且刮腳時應(yīng)距引腳根部有一定距離（一般為3mm左右）?？己隧椖吭u判標準配分得分職業(yè)素養(yǎng)按規(guī)定著裝，儀容儀表得體5

遵守紀律，服從管理5

操作安全隱患5

積極參與，主動完成5

組內(nèi)協(xié)作，有責任擔當，樂意幫助他人5

愛護實訓(xùn)設(shè)備和器材，無損壞公物現(xiàn)象5

實訓(xùn)過程中，元器件、儀器儀表、電烙鐵、鑷子等擺放有序5

實訓(xùn)結(jié)束，及時清理工位5

任務(wù)完成根據(jù)封裝外形，正確判別三極管管腳名稱6

查閱資料，正確填寫三極管的主要參數(shù)9

識別型號，管型和材料類型填寫無誤9

檢測三極管：極間正反向電阻填寫無誤12

檢測三極管：用“假設(shè)基極法”正確判別基極與管型9

檢測三極管：用“假設(shè)集電極法”正確判別集電極和發(fā)射極9

檢測三極管：規(guī)范使用萬用表，準確讀取并記錄數(shù)據(jù)6

合計100

教師簽名：

年

月

日2.1三極管教學活動3：識別與檢測三極管【實訓(xùn)考核表】電子技術(shù)基礎(chǔ)與技能2-2放大電路基礎(chǔ)知識2.2放大電路基礎(chǔ)知識教學活動1：放大電路的基本組成和工作原理【實踐導(dǎo)入】用來表示某一方面信息隨時間而變化的電流、電壓，稱為電信號，簡稱信號。電子技術(shù)，其實就是一門利用電子電路實現(xiàn)信號產(chǎn)生與處理的技術(shù)。信號的處理，通常包括信號傳輸、信號放大、信號變換等，這其中的信號放大尤為常見。如收音機天線所接收的電信號、擴音機電路的輸入音頻信號、自動控制系統(tǒng)的控制信號等，這些微弱的電信號功率很小，不能直接驅(qū)動最終負載，這時就需通過放大電路（簡稱放大器）對它進行放大。放大器是如何構(gòu)成的？它為什么能實現(xiàn)對信號的放大？放大器有哪些方面的性能指標？常用的三極管放大電路有哪些組態(tài)？各自的特點如何？讓我們進入以下學習單元吧！2.2放大電路基礎(chǔ)知識教學活動1：放大電路的基本組成和工作原理2.2.1放大電路的基本組成與工作原理

放大器（Amplifier，A），是指能夠?qū)崿F(xiàn)信號放大的電路。這里所說的放大，是指信號經(jīng)電路作用后，其功率得到增大。

以輸入電壓ui和輸入電流ii的形式來體現(xiàn)的，信號輸出是以輸出電壓uo和輸出電流io的形式來體現(xiàn)的。對于放大器，應(yīng)滿足輸出功率大于輸入功率。需要說明的是，放大器實質(zhì)上是一種功率轉(zhuǎn)換器，它將電源提供的一部分直流功率轉(zhuǎn)換為信號功率，從而提升了信號功率，但它自身并不具備“發(fā)電”功能。放大器框圖2.2放大電路基礎(chǔ)知識教學活動1：放大電路的基本組成和工作原理2.2.1放大電路的基本組成與工作原理放大器是一種二端口網(wǎng)絡(luò)，它有輸入端口（左邊的回路）與輸出端口（右邊的回路）。放大器件是放大器的核心部件。三極管是一種常用的放大器件，利用三極管構(gòu)成的放大器有三種組態(tài)：共射極、共基極和共集極，分別如圖2-2-2（a）、（b）、（c）所示。三極管放大器的三種組態(tài)2.2放大電路基礎(chǔ)知識教學活動1：放大電路的基本組成和工作原理2.2.1放大電路的基本組成與工作原理一、放大電路的基本組成三極管放大電路除了核心器件--三極管之外，還需要相應(yīng)的偏置電路和信號耦合電路。偏置電路用來為放大器件提供合適的靜態(tài)（電路無信號輸入時的狀態(tài)）偏置電流與偏置電壓，以保證動態(tài)（電路有信號輸入時的狀態(tài)）下的放大器件能始終工作于線性放大狀態(tài)。耦合電路則用來將電信號以盡可能小的衰減、不失真地由一級傳送到下一級。圖2-2-3所示為基本共射放大器的電路圖。VT為放大管；VCC、RB、RC構(gòu)成固定偏置電路；C1、C2為耦合電容?；竟采浞糯笃?.2放大電路基礎(chǔ)知識教學活動1：放大電路的基本組成和工作原理2.2.1放大電路的基本組成與工作原理二、電壓放大原理

電流、電壓符號的使用作約定：大小、方向均隨時間而變的交流量，用小寫字母和小寫下標來表示（如ui、uo等）；大小、方向均不隨時間而變的直流量，用大寫字母和大寫下標來表示（如UBEQ、IBQ、ICQ、UCEQ等）；對于由交流量與直流量合成的復(fù)合量，用小寫字母和大寫下標來表示（如uBE、iB、iC、uCE等）。2.2放大電路基礎(chǔ)知識教學活動1：放大電路的基本組成和工作原理2.2.1放大電路的基本組成與工作原理二、電壓放大原理對于圖2-2-3所示的電路，輸入正弦信號ui經(jīng)C1耦合，uBE＝UBEQ＋ui，其大小將發(fā)生變化，從而造成iB、iC、uCE隨之發(fā)生變化，C2隔離uCE中的直流分量，輸出uo的振幅Uom遠大于ui的振幅Uim，這樣就實現(xiàn)了電壓放大（同時，uo與ui反相）?；竟采浞糯笃骰竟采浞糯笃鞯碾妷悍糯笫疽鈭D2.2放大電路基礎(chǔ)知識教學活動2：放大電路的性能指標2.2.2放大電路的性能指標【實踐導(dǎo)入】實際電子產(chǎn)品中的電路，放大電路只是一個中間環(huán)節(jié)，如圖2-2-5所示。它“承前啟后”，前面的信號源為它輸入信號，信號得到放大后輸出給后接的負載。相對于前一級電路，它是“負載”；相對于后一級電路，它又是“信號源”。在整個電路中，它的功能是實現(xiàn)對信號進行不失真的放大，其放大能力是首要考慮的。除此之外，我們還要考慮它在電路中的“負載效應(yīng)”，對前級電路的影響盡可能小，同時也能為后接各種負載提供穩(wěn)定的輸出信號。電子電路中的放大器2.2放大電路基礎(chǔ)知識教學活動2：放大電路的性能指標2.2.2放大電路的性能指標一、放大倍數(shù)A放大器的信號放大能力是用放大倍數(shù)A來表示的，它包括電壓放大倍數(shù)Au、電流放大倍數(shù)Ai和功率放大倍數(shù)AP。1.電壓放大倍數(shù)Au是指放大器輸出電壓的瞬時值與輸入電壓瞬時值的比值。即其中，

表示放大器的電壓放大能力；φau＝φuo－φui指uo與ui的相位差，稱為放大器的相移，它表示放大器輸出電壓uo與輸入電壓ui之間的相位關(guān)系。2.電流放大倍數(shù)Ai是指放大器輸出電流的瞬時值與輸入電流的瞬時值的比值。即2.2放大電路基礎(chǔ)知識教學活動2：放大電路的性能指標2.2.2放大電路的性能指標一、放大倍數(shù)A3.功率放大倍數(shù)AP是指放大器輸出功率與輸入功率的比值。即AP體現(xiàn)了放大器的功率放大能力。AP、Au、Ai之間的關(guān)系分析如下：在電子工程中，放大器的放大倍數(shù)有時很大，有時又很小，表示起來不方便。所以，通常將放大倍數(shù)用對數(shù)形式來表示，稱為增益（Gain，G），且單位用分貝（dB）來表示。即功率增益GP＝10lgAP（dB）電壓增益Gu＝20lg（dB）電流增益Gi＝20lg（dB）GP、Gu、Gi三者關(guān)系為：說明：若電路的放大倍數(shù)A＞1或增益G＞0，則該電路稱為放大器；若放大倍數(shù)A＝1或增益G＝0，則該電路稱為跟隨器；若A＜1或G＜0，則該電路稱為衰減器。2.2放大電路基礎(chǔ)知識教學活動2：放大電路的性能指標2.2.2放大電路的性能指標二、輸入電阻ri與輸出電阻ro放大電路可等效為圖2-2-6所示的電路模型。u′o是放大器空載（RL開路）下的輸出電壓，它受ui控制。放大電路等效電路1.輸入電阻ri。輸入電阻ri的大小，體現(xiàn)了放大器對信號源的影響程度。ri越大，一方面ui越接近us，另一方面ii越?。ㄐ盘栐吹呢摀捷p）。因此，當放大器以電壓放大為主要目標時，它的輸入電阻ri總是越大越好。2.輸出電阻ro。輸出電阻ro的大小，體現(xiàn)了放大器的帶負載能力。作為電壓放大器，ro越小，則輸出電壓uo受負載的影響就越小，uo越穩(wěn)定，電壓放大器的帶負載能力便越強。2.2放大電路基礎(chǔ)知識教學活動2：放大電路的性能指標2.2.2放大電路的性能指標三、通頻帶BW

放大器對不同頻率的信號的放大能力往往存在著一定差異。所謂的通頻帶，是指信號通過放大器時，能夠得到有效放大的頻率范圍，常稱為帶寬（BandWidth，BW）。放大倍數(shù)|Au|下降到最大值的0.707倍時所對應(yīng)的兩個頻率，分別稱為通頻帶的上限頻率fH和下限頻率fL，兩者的差值就是放大器的通頻帶，即BW＝fH－fL，如圖2--2-7所示。阻容耦合共射放大器的幅頻特性曲線實際電子產(chǎn)品中的信號通常都存在一定的頻率范圍（如音頻為20Hz～20kHz），這就要求放大器能有合適的通頻帶，以對信號的各頻率分量實現(xiàn)相同倍數(shù)的放大。通頻帶過窄，會出現(xiàn)頻率失真；通頻帶過寬，選擇性又會變差。2.2放大電路基礎(chǔ)知識教學活動2：放大電路的性能指標2.2.2放大電路的性能指標【實踐應(yīng)用】放大電路的性能指標測試。

放大器性能指標測試原理圖1.電壓放大倍數(shù)的測試常用的測試方法是：在正弦信號源作用下，用交流毫伏表測出放大器輸入、輸出電壓的有效值Ui與Uo，或用示波器讀取輸入、輸出電壓的峰-峰值UiP-P與UoP-P。那么，電壓放大倍數(shù)2.輸入電阻的測試常用的測試方法是：在正弦信號源作用下，用交流毫伏表測出us和ui的有效值US與Ui，或用示波器讀取峰-峰值UiP-P與UoP-P

。那么，輸入電阻2.2放大電路基礎(chǔ)知識教學活動2：放大電路的性能指標2.2.2放大電路的性能指標【實踐應(yīng)用】放大電路的性能指標測試。3.輸出電阻的測試常用的測試方法是：在正弦信號源作用下，用交流毫伏表分別測出放大器空載與有載兩種情況下的輸出電壓有效值

與，或用示波器讀取峰-峰值與，則輸出電阻為4.通頻帶BW的測試放大器幅頻特性的測試，分為掃頻法和點頻法兩種。

采用掃頻法測試，須用到專用電子測量儀器——掃頻儀（又稱頻率特性測試儀）。用掃頻儀測試放大器的幅頻特性2.2放大電路基礎(chǔ)知識教學活動2：放大電路的性能指標2.2.2放大電路的性能指標放大電路的性能指標測試。4.通頻帶BW的測試【實踐應(yīng)用】在不具備掃頻測試條件時，常常采用圖2-2-10所示的點頻測試法。函數(shù)信號發(fā)生器為放大器提供正弦信號，用示波器觀測放大器的輸出波形。保持放大器輸入信號的有效值不變（在放大器的中頻區(qū)能有足夠的不失真輸出幅度，以便觀測），僅改變正弦信號的頻率，當輸出波形的振幅下降到最大值的0.707倍時，便可分別得到放大器的上限頻率fH和下限頻率fL，也就得到了通頻帶BW。用點頻法測試放大器的幅頻特性2.2放大電路基礎(chǔ)知識教學活動2：放大電路的性能指標2.2.2放大電路的性能指標【經(jīng)典例題】例題2-2某放大器的輸入電壓有效值Ui＝20mV，輸入電流有效值Ii＝40μA，輸出電壓與電流的有效值分別為2V和0.4mA，試求：（1）該放大器的放大倍數(shù)、和AP；（2）該放大器的增益Gu、Gi和GP。解：（1）求解放大倍數(shù)（2）求解增益2.2放大電路基礎(chǔ)知識教學活動3：放大電路的組態(tài)2.2.3放大電路的組態(tài)三極管放大電路除了共射組態(tài)，還有共基、共集組態(tài)。一、共基放大器二、共集放大器圖2-2-11所示為共基放大器的電路圖。C1、C2為耦合電容，CB為基極旁路電容，它們的電容量均較大。VCC、RB1、RB2、RE、RC構(gòu)成分壓式偏置電路。信號由發(fā)射極輸入，集電極輸出，故為共基組態(tài)。圖2-2-12所示為共集放大器的電路圖。C1、C2為耦合電容。VCC、RB、RE構(gòu)成偏置電路。信號由三極管的基極輸入，由發(fā)射極輸出，故為共集組態(tài)。這種電路同時又被稱為射極輸出器。共集放大器的電壓放大倍數(shù)Au稍小于1，且uo與ui同相。這說明該電路的電壓跟隨性能好，故共集放大器又稱為射極跟隨器，簡稱射隨器。共集放大器在電子線路中應(yīng)用很廣泛。共基放大器的電路圖共集放大器的電路圖2.2放大電路基礎(chǔ)知識教學活動3：放大電路的組態(tài)2.2.3放大電路的組態(tài)比較項共射放大器共集放大器共基放大器固定偏置分壓式偏置電路圖∣Au∣大（幾十至幾百）?。ㄉ孕∮?）大（幾十至幾百）∣Ai∣大（幾十，但小于β）大（幾十，但小于1＋β）?。ㄉ孕∮?）AP最大（幾千）較?。◣资┹^大（幾十至幾百）ri一般（幾百歐至幾千歐）最大（幾十千歐）很小（十幾歐至幾十歐）roRC（幾千歐）很小（十幾歐至幾十歐）RC（幾千歐）BW較窄較寬最寬輸入輸出信號相位反相同相同相高頻特性差較好好穩(wěn)定性較差較好較好主要用途多級放大器的中間級，輸入級多級放大器的輸入級、輸出級、緩沖級高頻電路，寬頻帶放大器三種組態(tài)放大器的性能比較2.2放大電路基礎(chǔ)知識教學活動4：放大電路的靜態(tài)工作點及其調(diào)整2.2.4放大電路的靜態(tài)工作點及其調(diào)整方法【實踐導(dǎo)入】放大電路中的三極管始終處于線性放大狀態(tài)，是電路正常工作的前提。為此，設(shè)置合理的偏置電路是必要的。同時，由于三極管是半導(dǎo)體器件，其參數(shù)或多或少要受到環(huán)境溫度的影響，從而造成電路的性能也隨之受到影響。一、放大電路的直流通路與交流通路放大電路沒有信號輸入（即ui＝0）時的狀態(tài)稱為靜態(tài)。靜態(tài)下，電流通過的路徑稱為直流通路（又稱直流等效電路）。直流通路的畫法是：電容看作開路，電感看作短路。共射放大電路直流通路2.2放大電路基礎(chǔ)知識教學活動4：放大電路的靜態(tài)工作點及其調(diào)整2.2.4放大電路的靜態(tài)工作點及其調(diào)整方法一、放大電路的直流通路與交流通路放大電路輸入信號時的狀態(tài)稱為動態(tài)。此時，電路對交流信號的作用可用交流通路（又稱交流等效電路）表示。交流通路的畫法是：直流電壓源和耦合電容交流短路。共射放大電路交流通路2.2放大電路基礎(chǔ)知識教學活動4：放大電路的靜態(tài)工作點及其調(diào)整2.2.4放大電路的靜態(tài)工作點及其調(diào)整方法二、靜態(tài)工作點Q及其設(shè)置的必要性

共射放大器中的三極管工作時，輸入回路及輸出回路中的電流與電壓，分別決定了輸入特性曲線和輸出特性曲線上的一個點，這個點就稱為工作點。

靜態(tài)下，三極管的工作點就稱為靜態(tài)工作點，用Q來表示。當電路輸入正弦信號ui時，使得UBE發(fā)生變化，從工作點的角度來看，將以Q點為中心沿交流負載線在Q′與Q″之間上、下移動。要想使動態(tài)下的工作點始終處于線性放大區(qū)中，合理設(shè)置靜態(tài)工作點Q的位置就很重要了。2.2放大電路基礎(chǔ)知識教學活動4：放大電路的靜態(tài)工作點及其調(diào)整2.2.4放大電路的靜態(tài)工作點及其調(diào)整方法二、靜態(tài)工作點Q及其設(shè)置的必要性1.靜態(tài)工作點Q設(shè)置過低（IBQ過?。?，動態(tài)下的工作點容易進入截止區(qū)，輸出波形產(chǎn)生截止失真；2.靜態(tài)工作點Q設(shè)置過高（IBQ過大），動態(tài)下的工作點容易進入飽和區(qū)，輸出波形產(chǎn)生飽和失真。對于用NPN型三極管構(gòu)成的共射放大器，兩種類型的非線性失真輸出波形，如圖2-2-15（a）、（b）所示。NPN管構(gòu)成的共射放大器輸出波形的非線性失真若輸出波形出現(xiàn)正、負半周均失真，則是因為輸入信號過大，需要通過減小輸入信號的幅度來解決。2.2放大電路基礎(chǔ)知識教學活動4：放大電路的靜態(tài)工作點及其調(diào)整2.2.4放大電路的靜態(tài)工作點及其調(diào)整方法三、放大器靜態(tài)工作點的估算與調(diào)整三極管放大電路常見的偏置電路有兩種：固定偏置電路和分壓式偏置電路。1.固定偏置電路。圖2-2-16所示的是固定偏置電路的直流通路。該電路靜態(tài)工作點的估算公式如下：固定偏置電路的直流通路關(guān)于UBEQ的取值，做如下說明：若無特別說明，硅管（多為NPN型）發(fā)射結(jié)正偏導(dǎo)通時，取0.7V；鍺管（多為PNP型）發(fā)射結(jié)正偏導(dǎo)通時，取0.3V。2.2放大電路基礎(chǔ)知識教學活動4：放大電路的靜態(tài)工作點及其調(diào)整2.2.4放大電路的靜態(tài)工作點及其調(diào)整方法2.分壓式偏置電路。圖2-2-17所示的是分壓式偏置電路的直流通路。該電路中，I1通常遠大于IBQ，這樣，近似分析時就認為：上偏置電阻RB1與下偏置電阻RB2串聯(lián)分壓，來為三極管提供合適的基極對地電壓UB。分壓式偏置電路的直流通路該電路靜態(tài)工作點的估算公式如下：該電路靜態(tài)工作點的調(diào)整，一般通過調(diào)節(jié)上偏置電阻RB1的阻值來實現(xiàn)。2.2放大電路基礎(chǔ)知識教學活動4：放大電路的靜態(tài)工作點及其調(diào)整2.2.4放大電路的靜態(tài)工作點及其調(diào)整方法【實踐應(yīng)用】靜態(tài)工作點的穩(wěn)定對于基本共射放大器，其靜態(tài)基極電流IBQ固定。但隨著溫度的變化，三極管的β值及穿透電流ICEO均發(fā)生變化，最終將造成靜態(tài)工作點Q的位移，使原本設(shè)計合理的靜態(tài)工作點變得不合理了。以溫度升高為例，簡析如下：穩(wěn)定靜態(tài)工作點的常見措施是，在電路中引入直流負反饋。分壓式偏置共射放大器集電極-基極偏置共射放大器2.2放大電路基礎(chǔ)知識教學活動4：放大電路的靜態(tài)工作點及其調(diào)整2.2.4放大電路的靜態(tài)工作點及其調(diào)整方法【實踐應(yīng)用】靜態(tài)工作點的穩(wěn)定

以分壓式偏置電路為例，簡述其穩(wěn)定靜態(tài)工作點的原理。分壓式偏置共射放大器【經(jīng)典例題】2.2放大電路基礎(chǔ)知識教學活動4：放大電路的靜態(tài)工作點及其調(diào)整2.2.4放大電路的靜態(tài)工作點及其調(diào)整方法例題2-3

判斷圖2-2-20所示的放大電路能否正常放大信號。問題解析：判斷放大電路能不能正常放大信號，要從靜態(tài)工作點和交流信號通路兩個方面來進行，這兩個方面缺一不可。首先看電路的靜態(tài)工作點是否恰當，若電路圖中有元件參數(shù)就要通過計算來確定工作點是否合適；若電路圖中沒有元件參數(shù)，則看電路中有沒有導(dǎo)致三極管工作在飽和或截止狀態(tài)的因素。只有電路的靜態(tài)工作點正常，才有必要進行交流信號通路的檢查。畫出電路的交流通路，看信號能不能順利從輸入端到達輸出端。圖2-2-20（a）圖2-2-20（b）2.2放大電路基礎(chǔ)知識教學活動4：放大電路的靜態(tài)工作點及其調(diào)整2.2.4放大電路的靜態(tài)工作點及其調(diào)整方法【經(jīng)典例題】解：圖2-2-20（a）所示電路的直流通路，如圖2-2-21所示。三極管VT在靜態(tài)時基極電位為0，處于截止狀態(tài)。若輸入信號幅度小于三極管的死區(qū)電壓，則三極管在信號的整個周期內(nèi)都截止而無信號輸出。若輸入信號幅度大于三極管的死區(qū)電壓，則三極管在信號的整個周期內(nèi)都將得到一個截止失真的信號輸出。所以，該電路不能正常地放大信號。在圖2-2-20（b）所示電路的直流通路和交流通路，分別如圖2-2-22、2-2-23所示。該電路的偏置電路是正常的。但在交流通路中，輸入信號ui被大電容C2短路，并沒有加到三極管的發(fā)射結(jié)，所以電路不能正常放大信號。圖2-2-21圖2-2-22圖2-2-232.2放大電路基礎(chǔ)知識教學活動5：搭建與調(diào)試單級共射放大電路【實訓(xùn)目標】（1）能在面包板上合理搭接單級共射放大電路；（2）會用萬用表對電路進行靜態(tài)工作點測試；（3）能按照要求完成電路靜態(tài)工作點的調(diào)整；（4）探究分壓式偏置電路靜態(tài)工作點的穩(wěn)定性；（5）實訓(xùn)過程中，積極主動，團結(jié)協(xié)作，規(guī)范操作，遵守“6S”管理制度。2.2放大電路基礎(chǔ)知識教學活動5：搭建與調(diào)試單級共射放大電路【實訓(xùn)設(shè)備與器材】

學生分為若干組，每組提供直流穩(wěn)壓電源、函數(shù)信號發(fā)生器、示波器各一臺，萬用表一塊，電路裝接所用的元器件及器材見表2-2-2。序

號名

稱型號規(guī)格數(shù)

量配件圖號測試結(jié)果元器件粘貼區(qū)1金屬膜電阻器RJ－0.25－5.1k

2只RB1

2

RB2

3金屬膜電阻器RJ－0.25－2.4k

2只RC

4

RE

5電位器3296W-1-203（20kΩ）1只

6電解電容器CD－25V－10

F2只C1

7

C2

8電解電容器CD－25V－47

F1只CE

9三極管90131只VT

10三極管90181只VT

11連接導(dǎo)線

若干

12通用面包板

1塊

2.2放大電路基礎(chǔ)知識教學活動5：搭建與調(diào)試單級共射放大電路【實訓(xùn)內(nèi)容與步驟】1.清點與檢測元器件根據(jù)元器件及材料清單，清點并檢測元器件。將測試結(jié)果填入表2-2-2中，正常的填“√”，如元器件有問題，及時提出并更換。將正常的元器件對應(yīng)粘貼在表2-2-2中。2.在面包板上搭接分壓式偏置共射放大電路分壓式偏置共射放大電路的電路圖分壓式偏置共射放大電路的裝配圖2.2放大電路基礎(chǔ)知識教學活動5：搭建與調(diào)試單級共射放大電路【實訓(xùn)注意事項】（1）按裝配圖進行電路搭接，不漏接、錯錯，不損壞元器件。（2）元器件插接要美觀，分布均勻、排列整齊、高低有序，不能歪斜。（3）裝接電解電容與三極管時，一定要注意極性。（4）元器件排列整齊并符合工藝要求。3.調(diào)整與測試靜態(tài)工作點（1）靜態(tài)工作點的調(diào)整。接通+12V直流電源，加入f=1kHz的正弦信號ui，用示波器監(jiān)測uo波形。反復(fù)調(diào)整RP及信號源的輸出幅度，使放大器輸出電壓的不失真幅值最大。（2）靜態(tài)工作點的測試。取走信號源，用萬用表直流電壓擋測量電路中的晶體管各極對地電壓，填入表2.5。計算靜態(tài)工作點Q，填入表2-2-3。三極管UB（V）UE（V）UC（V）UBEQ（V）UCEQ（V）ICQ（mA）9013

9018

表2-2-3靜態(tài)工作點測試數(shù)據(jù)表2.2放大電路基礎(chǔ)知識教學活動5：搭建與調(diào)試單級共射放大電路4.研究電路靜態(tài)工作點的穩(wěn)定性將三極管V由9013換為9018，重新測試并計算電路的靜態(tài)工作點，將測試數(shù)據(jù)填入表2-2-3。

【實訓(xùn)思考】（1）該電路的偏置類型是什么？（2）電路靜態(tài)工作點調(diào)整好以后，根據(jù)靜態(tài)工作點的測試結(jié)果，試確定三極管的β值。（3）更換電路中的三極管，對該電路的靜態(tài)工作點影響大嗎？這說明了什么？電子技術(shù)基礎(chǔ)與技能2-3放大電路分析方法2.3放大電路的分析方法教學活動1：圖解法以基本共射放大器為例，討論圖解分析法。一、靜態(tài)分析第一步，畫出放大器的直流通路?；竟采浞糯笃鞯闹绷魍啡鐖D2-3-1（a）所示。IC=0時，UCE=VCC，據(jù)此可得直流負載線與UCE軸的交點（常稱為開路電壓點）M；UCE=0時，IC=VCC/RC

，據(jù)此可得直流負載線與IC軸的交點（常稱為短路電流點）N。連接M、N，即得直流負載線，如圖2-3-1（c）所示。圖2-3-1（a）2.3放大電路的分析方法教學活動1：圖解法一、靜態(tài)分析第二步：根據(jù)靜態(tài)下的UBEQ，在輸入特性曲線上找到靜態(tài)工作點Q，得到I