教案教案教案教学过程1

教学过程 新课导入： ①复习三极管的输入输出特性曲线的特点： 输入：三极管的输入特性与二极管的正向伏安特性曲线近似相同； 输出： 以后， 对应的 为一条基本上与横轴平行的直线，呈现出恒流源的特点。 ②复习静态工作点的估算方法： 所谓静态，是指放大电路没有加入交流输入信号（即 ）时放大电路的状态。这时，电路中只有直流电源，因此电路中各处的电流和电压都是不变的直流量，所以称之为静态，也叫做直流工作状态。 静态工作点是指静态时，在晶体管的输入、输出特性曲线上，由 、 、 和 组成的一个点，记为Q点。 以上是对基本放大电路处于直流电源作用下工作状态的分析。 主体内容： 第三节 放大电路的微变等效分析方法 使用交流放大器的目的是放大交流信号。放大电路的性能指标主要是定量分析放大电路的电压放大倍数。由于放大电路中的核心器件晶体管是非线性元件，不能采用线性电路的分析方法，因此分析计算放大倍数是比较复杂的。但是在一定条件下，即输入的信号很微弱（输入电压往往是几伏或毫伏量级），且晶体管的静态工作点选在特性曲线的线性范围内时，则可认为晶体管近似呈线性元件。这时可用线性等效电路来替代电路中的晶体管，把放大电路转化成等效的线性电路，使分析计算大为简化。我们把这种小信号条件下的线性等效电路叫做微变等效电路，或者称做小信号等效模型［small signal model］。 所谓等效，就是替代前后电路的伏安关系不变。 微变等效电路及分析方法能一定范围内近似地描述微变输入信号和输出信号之间的关系，为分析、计算小信号电路提供了方便。 因为微变等效电路的基础是静态工作点已正确选在特性曲线的线性范围内，所以微变等效电路中的一些参数值与工作点的关系非常密切。 一、微变等效电路 1、晶体管的线性化电路模型 （1）输入端口 图1（a）是三极管的输入特性曲线，是非线性的。如果输入信号很小，在静态工作点Ｑ附近的工作段可近似地认为是直线。 图1 当 为常数时，从B、E看进去三极管近似是一个线性电阻， 与 就近似为正比关系 称为晶体管的输入电阻，它代表了晶体管的输入特性。由于输入特性曲线上各点的斜率不同，所以 的值不是常数，而是随工作点的不同而变化的。如果晶体管是在小信号条件下工作，在工作点Q附近则可视为线性的， 也成了线性的。晶体管的输入电阻 不易求准，实际使用中常常采用估算公式进行计算, 在常温小信号下 （7-17） 为晶体管的输入电阻，β是晶体管的电流放大系数， 是发射极静态电流值。式(8-17)表明， 是由 决定的， 与静态工作点有关。 低频小功率三极管的 较小，只有1～2 kΩ左右，一般有 ，可以认为共射极基本放大电路的输入电阻近似为 ， 显然，这个阻值并不太大。 (2)输出端口 晶体管在小信号条件下工作时，输出端可以看成是一个受控电流源(controlled current source)：集电极电流只受基极电流的控制，即 。当 不变时， 也不变，具有恒流特性，它与 无关；当 时， ，电流源消失。所以它不是一个独立的电源，而是一个受输入电流控制的电源，简称为受控源(controlled source)。 2、基本放大电路的微变等效电路 放大电路的小信号等效电路是对原电路的交流通路而言的。对交流信号而言，输入、输出端的耦合电容的容抗很小、电源 的内阻很小，均可视为短路。放大电路中的晶体管用小信号等效电路代替，即为放大电路的小信号等效电路。 二、微变等效电路分析法 由于晶体管是非线性元件，组成放大电路时，不能使用线性电路的分析方法。当输入小信号时，放大电路就能等效为线性电路，线性电路的分析方法又能正常使用了。因此将一个实际放大电路等效为一个微变等效电路是分析电路的第一步。 1、电压放大倍数（电压增益）的计算 放大电路的电压放大倍数(voltage gain)是放大电路的主要性能指标，其定义为：输出电压有效值与输入电压有效值之比，以Ａ表示。 它反映了电路对交流信号电压的放大能力。其值为 (7-18) 式中 、 ——输入电压和输出电压的有效值。 从等效电路图可很方便地得出  式中 、 ——交流信号电流的有效值。 由于 ，于是电压放大倍数 为 (7-19) 为负值，表示共射放大电路有倒相作用。即输出电压与输入电压相位相反。 以上讨论的放大电路中未接交流负载电阻 ，称放大电路为空载。 表示放大电路空载时的电压放大倍数。 如果在输出端接有交流负载电阻 ，在等效电路中 与 为并联关系，并联以后的等效电阻 这时输出电压为 所以有负载时的电压放大倍数为 (7-20) 由于 ，所以 ，放大电路接入负载后，电压放大倍数将会降低。 例 在如图所示基本共射电压放大电路中，已知： ， ， ， 。试用等效电路法估算：1)不接交流负载电阻时的电压放大倍数；2)接交流负载 时的电压放大倍数。 解：首先根据电路参数算出静态 值  根据式(8-17)估算rbe 1) 2） 由此可见，接上负载电阻后，放大倍数下降了。 2、输入电阻和输出电阻的计算 放大电路的输入端和信号源连接，对信号源来讲，放大电路相当于信号源的一个负载。放大电路的输出端与负载连接，对负载来讲，放大电路相当于一个有内阻的信号源。 （1）输入电阻 放大电路作为信号源的负载可用一个等效电阻 来代替，该电阻称为输入电阻，它是从放大电路的输入端看进去的等效电阻，定义为输入电压与输入电流的比值，即 当 时（大多数情况下均可满足，用上面一道例题说明），很显然将有 为放大电路的输入电阻(input resistance)，当作信号源的负载使用。 是晶体管的输入电阻，代表晶体管的输入特性。 对于共射低频电压放大电路， 约为 ，输入电阻不高，有些电路需要较高的输入电阻，因为 越大，放大电路从信号源取得的信号（电压）越大。 （2）输出电阻 对负载来讲，放大电路可视为一个具有一定内阻的信号源，从输出端看，放大电路作为信号源对负载呈现的输出电阻(output resistance)，即从输出端看进去的等效电阻，称为放大电路的输出电阻，用 表示，定义为输出电压与输出电流的比值，即 一般为几千欧姆，因此共射放大电路的输出电阻是比较高的，为使得输出电压平稳，有较强的负载能力，应使输出电阻低一些。 应当注意， 和ro都是交流动态电阻，不能用它来作静态计算。 和 也是衡量放大电路性能的重要指标。一般情况下，希望 尽可能大一些，以减少对信号源的影响；对 来说，则希望其尽可能小一些，以提高放大电路的带负载能力。 三、微变等效电路法分析举例 1、步骤 微变等效电路分析法的分析步骤是： 放大电路→交流通路（耦合电容和电压源短路）→微变等效电路（将交流通路中的三极管用微变等效模型替代）→计算电压放大倍数、 输入电阻和输出电阻。 在画出交流通路后， 我们可以先画出三极管的微变等效模型并确定它的三个电极， 然后把交流通路中的其他元件按照原来在电路中的位置画出， 就得到了三极管的微变等效电路， 并相应标出电路中的各电流、 电压量。 由于仅考虑信号中的交流成分， 因此微变等效电路中的电压、 电流都是交流量， 2、实例 例：在图所示放大电路中，已知 , ,晶体管的 ， ,试画出该放大电路的微变等效电路，推导出由集电极输出和由发射极输出时的电压放大倍数，求出 时的 和 。 解:放大电路的微变等效电路如图(b),由图可知由集电极输出的电压放大倍数 由发射极输出的电压放大倍数 四、小结 微变等效电路法是在小信号的条件下，在放大电路的交流通路中，用微变等效电路代替三极管，然后用线性的电路的方法计算求解。 单管共射放大电路的电压放大倍数 ，输入电阻 ，输出电阻 。其电压放大倍数较高，常用作用电压放大级，输入电阻低、输出电阻高是它的主要缺点。 五、作业 P182 7-6 备注 6分钟 为本节的学习打基础 （画曲线） 强调其重要性，加深学生印象 适当提问 在这里点明基极电流对于集电极电流的控制作用 4分钟 重点说明微变等效分析法适用条件 适时复习等效的概念 15分钟 对输入电阻进行定义，强调该电阻是三极管的输入电阻 说明该电阻是一个动态电阻 该公式要求掌握 使学生对该电阻的近似阻值有定量的了解，说明该电阻在电子技术中是一个比较小的电阻 结合图示进行分析，要求学生掌握三极管微变等效电路的结构 简要介绍受控源的一些特点，使学生有定性的了解 5分钟 结合图 示讲解 重点分析 15分钟 结合图示进行推导帮助记忆 定义式 强调该比值为有效值之比，因此使用有效值进行分析，用有效指表示电量的时候，用大写字母加上小写角标来表示 该公式要求掌握并能熟练应用 强调共射放大电路的倒相作用，说明该作用存在于共射放大电路当中 该公式同样要求掌握 与空载时对照分析电压放大能力 10分钟 结合具体电路进行讲解 回顾放大电路的静态分析，说明在这里0.7V的导通压降被忽略掉了 15分钟 强调电压放大电路是一个二端口网络，同时具有输入与输出端口，这两个端口各自连接着上下以及的电路 要求掌握 使学生对输入电阻有近似的定量了解，帮助对共射放大电路缺点的说明 要求掌握 通过数据说明共射放大电路的一些缺点 5分钟 强调在画出微变等效电路时应以电极为基准，这样实际上是以点位来分析电路，不容易出错 10分钟 适当提问 5分钟 � EMBED Unknown ��� � EMBED Unknown ��� � EMBED Unknown ��� PAGE 6 _1207502571.unknown _1207506589.unknown _1207508702.unknown _1207512768.unknown _1207512851.unknown _1207513126.unknown _1207513369.unknown _1207513666.unknown _1207513320.unknown _1207512952.unknown _1207512805.unknown _1207512832.unknown _1207512782.unknown _1207512719.unknown _1207512743.unknown _1207509197.unknown _1207508207.unknown _1207508300.unknown _1207508610.unknown _1207507293.unknown _1207508051.unknown _1207508145.unknown _1207506790.unknown _1207507131.unknown _1207506660.unknown _1207504959.unknown _1207506072.unknown _1207506146.unknown _1207506204.unknown _1207506342.unknown _1207506188.unknown _1207506110.unknown _1207506119.unknown _1207506085.unknown _1207505690.unknown _1207505892.unknown _1207505919.unknown _1207505782.unknown _1207505563.unknown _1207505581.unknown _1207505095.unknown _1207504547.unknown _1207504894.unknown _1207504903.unknown _1207504937.unknown _1207504895.unknown _1207504649.unknown _1207504761.unknown _1207504893.unknown _1207504628.unknown _1207502662.unknown _1207503445.unknown _1207503547.unknown _1207502679.unknown _1207502619.unknown _1207502635.unknown _1207502604.unknown _1207493595.unknown _1207498873.unknown _1207498928.unknown _1207500306.unknown _1207501788.vsd _1207502116.vsd _1207500651.unknown _1207500126.unknown _1207500226.unknown _1207500104.unknown _1207498893.unknown _1207493707.unknown _1207498795.unknown _1207496587.vsd _1207493677.unknown _1207493464.unknown _1207493501.unknown _1207493512.unknown _1207493484.unknown _1207493339.unknown _1207493358.unknown _1207493305.unknown