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1、- 第一章 半導(dǎo)體的基礎(chǔ)知識 第一節(jié) 半導(dǎo)體二極管 教學(xué)目的：1、了解半導(dǎo)體材料 2、知道PN結(jié)的特性 3、了解晶體二極管的結(jié)構(gòu)和工作原理 4、掌握基本二極管電路的分析方法 教學(xué)重點：1、PN結(jié)導(dǎo)電特性 2、二極管的導(dǎo)電特性及主要參數(shù) 教學(xué)難點：1、PN結(jié)導(dǎo)電特性 2、二極管伏安特性 教學(xué)方法與手段：1、教師講授與學(xué)生練習、實驗實訓(xùn)相結(jié)合。 2、板書與多媒體課件相結(jié)合。 課時計劃：4課時 一、本征半導(dǎo)體 純凈的半導(dǎo)體稱為本征半導(dǎo)體。 1）半導(dǎo)體的特性 按導(dǎo)電能力物質(zhì)劃分為:導(dǎo)體、絕緣體、半導(dǎo)體。

2、半導(dǎo)體：導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間。 半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性：有熱敏性、光敏性和摻雜性。 本征激發(fā)：我們把在熱或光的作用下,本征半導(dǎo)體中產(chǎn)生電子空穴對的現(xiàn)象,稱為本征激 發(fā),又稱為熱激發(fā)。本征激發(fā)產(chǎn)生了電子－空穴對。 二、雜質(zhì)半導(dǎo)體 1）N型半導(dǎo)體 在純凈的半導(dǎo)體硅（或鍺）中摻入微量五價元素（如磷）后,就可成為N型半導(dǎo)體,在這種半導(dǎo)體中,自由電子數(shù)遠大于空穴數(shù),導(dǎo)電以電子為主,故此類半導(dǎo)體亦稱電子型半導(dǎo)體。 自由電子--多數(shù)載流子（簡稱多子）,空穴--少數(shù)載流子（簡稱少子） 2）P型半導(dǎo)體 在硅（或鍺）的晶體內(nèi)摻入少量三價元素雜質(zhì),如硼（或銦）等，就構(gòu)成了P型半導(dǎo)體，在這種

3、半導(dǎo)體中，自由電子數(shù)遠小于空穴數(shù)，導(dǎo)電以空穴為主，故此類半導(dǎo)體亦稱為空穴型半導(dǎo)體。 三、 PN結(jié) 1） PN結(jié)的形成 在一塊完整的晶片上,通過一定的摻雜工藝,一邊形成P型半導(dǎo)體,另一邊形成N型半導(dǎo)體。在交界面兩側(cè)形成一個帶異性電荷的離子層,稱為空間電荷區(qū),并產(chǎn)生內(nèi)電場,其方向是從N區(qū)指向P區(qū),內(nèi)電場的建立阻礙了多數(shù)載流子的擴散運動,隨著內(nèi)電場的加強,多子的擴散運動逐步減弱,直至停止,使交界面形成一個穩(wěn)定的特殊的薄層,即PN結(jié)。因為在空間電荷區(qū)內(nèi)多數(shù)載流子已擴散到對方并復(fù)合掉了,或者說消耗盡了,因此空間電荷區(qū)又稱為耗盡層。 ?因多子濃度差 ?形成內(nèi)電場 ?多子的擴散 ?空間電荷

4、區(qū) ?阻止多子擴散，促使少子漂移。 PN結(jié)合 2） PN結(jié)的單向?qū)щ娞匦元? 偏置電壓：在PN結(jié)兩端外加電壓,稱為給PN結(jié)以偏置電壓。 （1) PN結(jié)正向偏置 正向偏置：給PN結(jié)加正向偏置電壓,即P區(qū)接電源正極,N區(qū)接電源負極,此時稱PN結(jié)為正向偏置(簡稱正偏),此時PN結(jié)處于正向?qū)顟B(tài)。 如上圖所示。由于外加電場與內(nèi)電場的方向相反,因而削弱了內(nèi)電場,使PN結(jié)變窄,促進了多子的擴散運動。形成了較大的正向電流。 （2) PN結(jié)反向偏置 反向偏置：給PN結(jié)加反向偏置電壓,即N區(qū)接電源正極,P區(qū)接電源負極,稱PN結(jié)反向偏

5、置(簡稱反偏)。只有少數(shù)載流子形成的很微弱的電流,稱為反向電流。 如上圖所示。由于外加電場與內(nèi)電場的方向一致,因而加強了內(nèi)電場,使PN結(jié)加寬,阻礙了多子的擴散運動。在外電場的作用下,應(yīng)當指出,少數(shù)載流子是由于熱激發(fā)產(chǎn)生的,因而PN結(jié)的反向電流受溫度影響很大。結(jié)論：PN結(jié)具有單向?qū)щ娦浴＜醇诱螂妷簳r導(dǎo)通,加反向電壓時截止。 四、半導(dǎo)體二極管 一)、二極管的結(jié)構(gòu) 二極管的結(jié)構(gòu)外形及在電路中的文字符號如圖4.7所示, (a)結(jié)構(gòu)；(b)符號；(c)外形 在圖所示電路符號中,箭頭指向為正向?qū)娏鞣较颉? 類型： (1)按材料分:有硅、鍺二極管和砷化鎵二極管等。 (2）按結(jié)構(gòu)分:有

6、點接觸型、面接觸型二極管、平面型二極管。 (3）按用途分:有整流、穩(wěn)壓、開關(guān)、發(fā)光、光電等二極管。 (4）按封裝形式分:有塑封及金屬封等二極管。 (5)按功率分:有大功率、中功率及小功率等二極管。 二)、二極管的伏安特性 二極管伏安特性曲線 若以電壓為橫坐標,電流為縱坐標,用作圖法把電壓、電流的對應(yīng)值用平滑的曲線連接起來,就構(gòu)成二極管的伏安特性曲線,如上圖所示（圖中虛線為鍺管的伏安特性,實線為硅管的伏安特性）。下面對二極管伏安特性曲線加以說明。 1. 正向特性：二極管兩端加正向電壓時,就產(chǎn)生正向電流,當正向電壓較小時,正向電流極小（幾乎為零）,這一部分稱為死區(qū),相應(yīng)的A(A′)點

7、的電壓稱為死區(qū)電壓或門檻電壓(也稱閾值電壓。如上圖中OA(OA′)段。 死區(qū)電壓：硅管約為0.5V,鍺管約為0.1V 當正向電壓超過門檻電壓時,正向電流就會急劇地增大,二極管呈現(xiàn)很小電阻而處于導(dǎo)通狀態(tài)。正向?qū)▔航担汗韫艿恼驅(qū)▔航导s為0.6~0.7V,鍺管約為0.2~0.3V。如圖4.8中AB(A′B′)段。二極管正向?qū)〞r,要特別注意它的正向電流不能超過最大值,否則將燒壞PN結(jié)。 2.反向特性：二極管兩端加上反向電壓時,在開始很大*圍內(nèi),二極管相當于非常大的電阻,反向電流很小,且不隨反向電壓而變化。此時的電流稱之為反向飽和電流IR,見上圖中OC（OC′）段。 3、二極管的擊穿特性

8、 反向擊穿：二極管反向電壓加到一定數(shù)值時,反向電流急劇增大,這種現(xiàn)象稱為反向擊穿。此時對應(yīng)的電壓稱為反向擊穿電壓,用UBR表示,如C′D′)段。 三)、二極管的主要參數(shù) 1. 最大整流電流IF 2. 最大反向工作電壓 URM 本課小結(jié)： 1.PN結(jié)是組成半導(dǎo)體二極管和其他有源器件的重要環(huán)節(jié)。 2.當PN結(jié)加正向電壓時正向偏置時的情況，加反向電壓時反向偏置的情況。 3．PN結(jié)具有單向?qū)щ娦浴? 4、二極管的重要特性是單向?qū)щ娦浴? 5、二極管的主要參數(shù)有最大整流電流、最大反向電壓和最大反向電流。 練習題與作業(yè)題： 1、思考題：PN結(jié)在什么情況下正偏？什么情況下反偏？ 2

9、、作業(yè)題：PN結(jié)為什么具有單向?qū)щ娦裕? 3、《電子技術(shù)基礎(chǔ)》教材P20 1-5。 第二節(jié) 半導(dǎo)體三極管 教學(xué)目的：了解半導(dǎo)體三極管結(jié)構(gòu)、輸入輸出特性曲線、主要參數(shù)。 教學(xué)重點：了解半導(dǎo)體三極管結(jié)構(gòu)、輸入輸出特性曲線、主要參數(shù)。 教學(xué)難點：輸入輸出特性曲線、電流放大作用。 教學(xué)方法與手段：教師講授與學(xué)生練習、實驗實訓(xùn)相結(jié)合；板書與多媒體課件相結(jié)合。 課時計劃：4課時 一.晶體三極管的結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)組成：由兩個PN結(jié)、3個雜質(zhì)半導(dǎo)體區(qū)域和三個電極組成，雜質(zhì)半導(dǎo)體有P、N型兩種。 三個區(qū)：基區(qū)---很薄。一般僅有1微米至幾十微米厚. 發(fā)射區(qū)---發(fā)射區(qū)濃度很高。 集電區(qū)--

10、-集電結(jié)截面積大于發(fā)射結(jié)截面積。 兩個PN結(jié)：發(fā)射結(jié)---為發(fā)射區(qū)與基區(qū)之間的PN結(jié)。 集電結(jié)---為集電區(qū)與基區(qū)之間的PN結(jié)。 三個電極：發(fā)射極e、 基極b和集電極c; 分別從這三個區(qū)引出的電極。 三個區(qū)組成形式：有NPN型和PNP型兩種。結(jié)構(gòu)和符號如圖所示。 NPN型 晶體三極管的結(jié)構(gòu)圖及表示符號PNP型 三極管種類： 按基片材料分---硅管，目前國內(nèi)生產(chǎn)硅管多為NPN型（3D系列）； 鍺管，目前國內(nèi)生產(chǎn)鍺管多為PNP型（3A系列）。 按頻率特性分---高頻管和低頻管。 按功率大小分---大功率管、中功率管和小功率管等。 按組成形式分

11、---有NPN型和PNP型兩種。實際應(yīng)用中采用NPN型三極管較多。 PNP型和NPN型三極管表示符號的區(qū)別是發(fā)射極的箭頭方向不同， 這個箭頭方向表示發(fā)射結(jié)加正向偏置時的電流方向。 二、電流放大原理 （1）產(chǎn)生放大作用的條件 內(nèi)部：a）發(fā)射區(qū)雜質(zhì)濃度>>基區(qū)>>集電區(qū) b）基區(qū)很薄 外部：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏 （2）三極管內(nèi)部載流子的傳輸過程 a）發(fā)射區(qū)向基區(qū)注入電子，形成發(fā)射極電流 iE b）電子在基區(qū)中的擴散與復(fù)合，形成基極電流 iB c）集電區(qū)收集擴散過來的電子，形成集電極電流 IC （3）電流分配關(guān)系： IE = I

12、C + IB 1）發(fā)射區(qū)向基區(qū)發(fā)射電子的過程 2）電子在基區(qū)的擴散和復(fù)合過程 3）電子被集電區(qū)收集的過程 三極管的電流放大作用： 實驗表明IC比IB大數(shù)十至數(shù)百倍，因而有。IB雖然很小，但對IC有控制作用，IC隨IB的改變而改變，即基極電流較小的變化可以引起集電極電流較大的變化，表明基極電流對集電極具有小量控制大量的作用，這就是三極管的電流放大作用。當ICBO可以忽略時，上式可簡化為把集電極電流的變化量與基極電流的變化量之比定義為三極管的共發(fā)射極交流電流放大系數(shù)β，其表達式為： 三、晶體三極管的特性曲線 三極管的特性曲線是指各電極間電壓和電流之間的關(guān)系曲線。

13、 三極管特性曲線的測試電路 （一）輸入特性曲線 三極管的輸入特性曲線如圖下圖所示。 1. 當uCE＝０時  從輸入端看進去, 相當于兩個ＰＮ結(jié)并聯(lián)且正向偏置, 此時的特性曲線類似于二極管的正向伏安特性曲線。  2. 當uCE≥1Ｖ時 圖中可見,的曲線比uCE＝０V時的曲線稍向右移 移動。但當 uCE≥2Ｖ后，曲線基本重合。 (二) 輸出特性曲線 （1） 放大區(qū)：發(fā)射極正向偏置，集電結(jié)反向偏置。 （2）截止區(qū)：發(fā)射結(jié)反向偏置，集電結(jié)反向偏置 。 （3） 飽和區(qū)：發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)正向偏置。 四、晶體三極管的主要參數(shù)

14、 1、三極管為共發(fā)射極接法 靜態(tài)（直流）電流放大系數(shù)： 三極管為共發(fā)射極接法，在集電極-發(fā)射極電壓UCE一定的條件下，由基極直流電流IB所引起的集電極直流電流與基極電流之比，稱為共發(fā)射極靜態(tài)（直流）電流放大系數(shù)， 記作: 動態(tài)（交流）電流放大系數(shù)β：當集電極電壓UCE為定值時，集電極電流變化量ΔIC與基極電流變化量ΔIB之比，即： (二) 極間反向截止電流 １、發(fā)射極開路，集電極－基極反向截止電流ICBO　。 ２、基極開路，集電極－發(fā)射極反向截止電流ICEO　。ICEO是當三極管基極開路而集電結(jié)反偏和發(fā)射結(jié)正偏時的集電極電流。也叫穿透電流。 ICEO＝（1＋β）ICBO，他們

15、均隨溫度的上升而增大。 （三）極限參數(shù) 1、集電極最大允許電流ICM：當IC超過一定數(shù)值時β下降， β下降到正常值的2/3時所對應(yīng)的IC值為ICM，當IC>ICM時，可導(dǎo)致三極管損壞。 2、集電極最大耗散功率PCM集電極最大耗散功率是指三極管正常工作時最大允許消耗的功率。致?lián)舸?，施加在集電極—發(fā)射極之間允許的最高反向電壓。U(BR)CEO為發(fā)射極開路時集電結(jié)不致?lián)舸┘釉诩姌O—基極之間允許的最高反向電壓。U(BR)EBO為集電極開路時發(fā)射結(jié)不致?lián)舸?，施加在發(fā)射極—基極之間允許的最高反向電壓。使用中?。? 本課小結(jié) 1．三極管有硅管和鍺管兩種，硅管和鍺管均有NPN型和PNP型兩類。

16、 2．為使三極管具有放大作用，必須滿足的加電原則。 3．三極管放大作用的主要公式： （1） （2） （3） 4．三極管的特性曲線：是指各電極間電壓和電流之間的關(guān)系曲線。 5．三極管的三種工作狀態(tài)：1）放大；2）截止；3）飽和 6．三極管的極限參數(shù)：1）集電極最大允許電流ICM； 2）集電極最大耗散功率PCM 3）反向擊穿電壓U(BR)CEO 練習與作業(yè)：《電子技術(shù)基礎(chǔ)》教材P21 1-6、1-7、1-8、1-9、1-10。 第三節(jié) 場效應(yīng)管 教學(xué)目的：1、了解場效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)。 2、掌握場效應(yīng)管的工作原理。 教學(xué)重點：絕緣柵型場效應(yīng)管的工作原理

17、。 教學(xué)難點：絕緣柵型場效應(yīng)管的工作原理。 教學(xué)方法與手段：1、教師講授與學(xué)生練習相結(jié)合。 2、板書與多媒體課件相結(jié)合。 課時計劃：3課時。 一、 場效應(yīng)管的特點及分類。 1、特點 場效應(yīng)管（Field Effect Transistor簡稱FET）是一種電壓控制器件，工作時，只有一種載流子參與導(dǎo)電，因此它是單極型器件。FET因其制造工藝簡單，功耗小，溫度特性好，輸入電阻極高等優(yōu)點，得到了廣泛應(yīng)用。 增強型 耗盡型 N溝道 P溝道 N溝道 P溝道 2、分類 FET分類： 絕緣柵場效應(yīng)管 結(jié)型場效應(yīng)管

18、 N溝道 P溝道 二、 絕緣柵場效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)及工作原理 1、 結(jié)構(gòu) 絕緣柵型場效應(yīng)管 ( Metal O*ide Semiconductor FET)，簡稱MOSFET。分為： 增強型 : N溝道、P溝道 耗盡型: N溝道、P溝道 1.N溝道增強型MOS管 （1）結(jié)構(gòu) 4個電極：漏極D， 源極S，柵極G和 襯底B。 符號： （2）工作原理 ①柵源電壓uGS的控制作用 當uGS=0V時，漏源之間相當兩個背靠背的 二極管，在d、s之間加上電壓也不會形成電流，即管子截止。 當uGS＞0V時→縱向電場→將靠近柵極下方的空穴向

19、下排斥→耗盡層。 再增加uGS→縱向電場↑→將P區(qū)少子電子聚集到P區(qū)表面→形成導(dǎo)電溝道，如果此時加有漏源電壓，就可以形成漏極電流id。 定義： 開啟電壓（ UT）——剛剛產(chǎn)生溝道所需的 柵源電壓UGS。 N溝道增強型MOS管的基本特性： uGS ＜ UT，管子截止， uGS ＞UT，管子導(dǎo)通。 uGS 越大，溝道越寬，在相同的漏源電壓uDS作用下，漏極電流ID越大。 ②漏源電壓uDS對漏極電流id的控制作用 當uGS＞UT，且固定為*一值時，來分析漏源電 壓VDS對漏極電流ID的影響。（設(shè)UT=2V， uGS=4V） （a）uds=0時， id=0。 （

20、b）uds↑→id↑； 同時溝道靠漏區(qū)變窄。 （c）當uds增加到使ugd=UT時， 溝道靠漏區(qū)夾斷，稱為預(yù)夾斷。 （d）uds再增加，預(yù)夾斷區(qū) 加長， uds增加的部分基本降落在隨之加長的夾斷溝道上， id基本不變。 （3）特性曲線 ①輸出特性曲線： 四個區(qū)： 可變電阻區(qū)（預(yù)夾斷前）。 恒流區(qū)也稱飽和 區(qū)（預(yù)夾斷 后）。 夾斷區(qū)（截止區(qū)）。 擊穿區(qū) 截止區(qū) 恒流區(qū) 可變電阻區(qū) 擊穿區(qū)。 ②轉(zhuǎn)移特性曲線： 可根據(jù)輸出特性曲線作出移特性曲線。 例：作uDS=10V的一條轉(zhuǎn)移特性曲線： 一個重要參數(shù)——跨導(dǎo)gm： gm=DiD/D

21、uGS? uDS=const (單位mS) gm的大小反映了柵源電壓對漏極電流的控制作用。 在轉(zhuǎn)移特性曲線上， gm為的曲線的斜率。 在輸出特性曲線上也可求出gm。 2、N溝道耗盡型MOSFET 在柵極下方的SiO2層中摻入了大量的金屬正離子。所以當uGS=0時，這些正離子已經(jīng)感應(yīng)出反型層，形成了溝道。 特點： 當uGS=0時，就有溝道，加入uDS，就有iD。 當uGS＞0時，溝道增寬，iD進一步增加。 當uGS＜0時，溝道變窄，iD減小。 定義： 夾斷電壓（ UP）——溝道剛剛消失所需的柵源電壓uGS

22、。 符號 N溝道耗盡型MOSFET的特性曲線 輸出特性曲線 轉(zhuǎn)移特性曲線 1 GS u 0 1 D (V) -1 2 -2 (mA) 4 3 2 i UP 4 2 u u 3 10V =+2V 1 DS GS D (mA) i = -1V u GS GS GS =0V =+1V u u (V) = -2V＝UP GS u 3、 P溝道耗盡型MOSFET P溝道MOSFET的工作原理與N溝道MOSFET完全相同，只不過導(dǎo)電的載流子不同，供電電壓極性

23、不同而已。這如同雙極型三極管有NPN型和PNP型一樣。 4. MOS管的主要參數(shù) 1）開啟電壓UT （2）夾斷電壓UP （3）跨導(dǎo)gm ：gm=DiD/DuGS? uDS=const （4）直流輸入電阻RGS——柵源間的等效電阻。由于MOS管柵源間有sio2絕緣層，輸入電阻可達109～1015。 三、 結(jié)型場效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)與工作原理（同學(xué)們自已分析） 本課小結(jié)： 1、 FET分為JFET和MOSFET兩種。 2、 工作時只有一種載流子參與導(dǎo)電，因此稱為單極性晶體管。 3、 FET是一種電壓控制電流型器件。改變其柵源電壓就可以改變其漏極電流。 4、 FET的特性可用轉(zhuǎn)移特性

24、曲線和輸出特性曲線來描述。其性能可以用一系列參數(shù)來表征。 本課小結(jié)：1、場效管有兩種,結(jié)型與絕緣柵型。 2、絕緣柵型場效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)與工作原理。 3、絕緣柵型場效應(yīng)管的特點及參數(shù)。 練習與作業(yè)：《電子技術(shù)基礎(chǔ)》教材P21 1－11、1－12、1－13 第二章 整流與濾波電路 教學(xué)目的： 了解整流、濾波、穩(wěn)壓的工作原理。 教學(xué)重點： 單相橋整流電路工作原理、電容濾波、二極管穩(wěn)壓電路。 教學(xué)難點： 單相橋式整流電路。 教學(xué)方法與手段： 教師講授與學(xué)生練習、實驗實訓(xùn)相結(jié)合；板書與多媒體課件相結(jié)合。 課時計劃：3課時 第一節(jié) 單

25、相整流電路 整流電路：利用具有單向?qū)щ娦阅艿恼髟缍O管等，將交流電轉(zhuǎn)換成單向脈動直流電的電路稱為整流電路。整流電路按輸入電源相數(shù)可分為單相整流電路和三相整流電路，按輸出波形又可分為半波整流電路和全波整流電路。目前廣泛使用的是橋式整流電路。 一、 半波整流電路 1、電路結(jié)構(gòu) 上圖是單相半波整流電路。它是最簡單的整流電路，由整流變壓器Tr、整流元件D（晶體二極管）及負載電阻RL組成。 2、工作原理 當u2為正半周時，二極管D承受正向電壓而導(dǎo)通，此時有電流流過負載，并且和二極管上的電流相等，即io= id。忽略二極管的電壓降，則負載兩端的輸出電壓等于變壓器副邊電壓，即uo=u

26、2 ，輸出電壓uo的波形與u2相同。 當u2為負半周時，二極管D承受反向電壓而截止。此時負載上無電流流過，輸出電壓uo=0，變壓器副邊電壓u2全部加在二極管D上。 3、負載兩端電壓、流過負載的電流及二極管兩端最高反相電壓與流過二極管的平均電流。 二、 單相橋式整流電路 1、電路結(jié)構(gòu) 由四個二極管接成電橋的形式構(gòu)成的。 1、工作原理 u2為正半周時，a點電位高于b點電位，二極管D1、D3承受正向電壓而導(dǎo)通，D2、D4承受反向電壓而截止。此時電流的路徑為：a→D1→RL→D3→b。 u2為負半周時，b點電位高于a點電位，二極管D2、D4承受正向電壓而導(dǎo)通，D1、D3

27、承受反向電壓而截止。此時電流的路徑為：b→D2→RL→D4→a。 正、負半周交替工作后波形的合成情況 3、負載兩端電壓、流過負載的電流及二極管兩端最高反相電壓與流過二極管的平均電流。 三、 單相全波整流電路的工作原理由同學(xué)們自行分析 本課小結(jié)：1、介紹了整流的概念。 2、了解了單相半波整流電路的結(jié)構(gòu)及工作原理。 3、掌握了單相橋式整流電路的結(jié)構(gòu)及工作原理。 4、整流電路的有關(guān)計算。 練習與作業(yè)：《電子技術(shù)基礎(chǔ)》教材P35 2-2、2-1、2-3、2-4、2-5、2-6。 第二節(jié) 濾波電路 教學(xué)目的：

28、了解濾波常用的元件及工作原理。 教學(xué)重點： 單相橋整流電路電容濾波電路。 教學(xué)難點 單相橋式整流電路電容濾波電路。 教學(xué)方法與手段： 教師講授與學(xué)生練習相結(jié)合；板書與多媒體課件相結(jié)合。 課時計劃：3課時 濾波的概念：整流電路可以將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，但脈動較大，在*些應(yīng)用中如電鍍、蓄電池充電等可直接使用脈動直流電源。但許多電子設(shè)備需要平穩(wěn)的直流電源。這種電源中的整流電路后面還需加濾波電路將交流成分濾除，以得到比較平滑的輸出電壓。濾波通常是利用電容或電感的能量存儲功能來實現(xiàn)的。 一、電容濾波器 組成：電容器與負載并聯(lián)，是一個最簡單的濾波器。 原理： 單相半波整流電容濾波電路的

29、輸出特性曲線如圖所示。從圖中可見，電容濾波電路的輸出電壓在負載變化時波動較大，說明它的帶負載能力較差，只適用于負載較輕且變化不大的場合。 橋式整流電容濾波電路的工作原理與半波相似，只不過是一個周期充放電兩次，波形更加平穩(wěn)。 二、 電感濾波 電感濾波適用于負載電流較大的場合。它的缺點是制做復(fù)雜、體積大、笨重且存在電磁干擾。 三、 復(fù)合濾波電路 LC、CLCπ型濾波電路適用于負載電流較大，要求輸出電壓脈動較小的場合。在負載較輕時，經(jīng)常采用電阻替代笨重的電感，構(gòu)成CRCπ型濾波電路，同樣可以獲得脈動很小的輸出電壓。但電阻對交、直流均有壓降和功率損耗，故只適用于負載電流較小的場合

30、。 本課小結(jié)：1、濾波元件有兩種，電容與電感，電容與負載并聯(lián)，電 感與負載串聯(lián)。 ２、整流電路帶電容濾波之后的有關(guān)計算。 練習與作業(yè)：《電子技術(shù)基礎(chǔ)》教材P36 2-7、2-8、2-9、2-11 第三節(jié) 二極管應(yīng)用電路 教學(xué)目的： 了解硅穩(wěn)壓二極管的結(jié)構(gòu)及特性曲線。 教學(xué)重點： 簡單硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的工作原理。 教學(xué)難點 簡單硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的工作原理。 教學(xué)方法與手段： 教師講授與學(xué)生練習相結(jié)合；板書與多媒體課件相結(jié)合。學(xué)生實驗實訓(xùn)相結(jié)合。 課時計劃：3課時 一、 穩(wěn)壓二極管 穩(wěn)壓管是一種用特殊工藝制造的半導(dǎo)體二極管，穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓就是反

31、向擊穿電壓。穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓作用在于：電流增量很大，只引起很小的電壓變化。 穩(wěn)壓管的主要參數(shù)： （1）穩(wěn)定電壓UZ。反向擊穿后穩(wěn)定工作的電壓。 （2）穩(wěn)定電流IZ。工作電壓等于穩(wěn)定電壓時的電流。 （3）動態(tài)電阻rZ。穩(wěn)定工作*圍內(nèi)，管子兩端電壓的變化量與相應(yīng)電流的變化量之比。即：rZ=ΔUZ/ΔIZ （4）額定功率PZ和最大穩(wěn)定電流IZM。額定功率PZ是在穩(wěn)壓管允許結(jié)溫下的最大功率損耗。最大穩(wěn)定電流IZM是指穩(wěn)壓管允許通過的最大電流。它們之間的關(guān)系是： PZ=UZIZM 二、 簡單硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路 穩(wěn)壓二極管正常工作電壓為：反向擊穿電壓。 工作原理：

32、 輸入電壓Ui波動時會引起輸出電壓Uo波動。如Ui升高將引起隨之升高，導(dǎo)致穩(wěn)壓管的電流IZ急劇增加，使得電阻R上的電流I和電壓UR迅速增大，從而使Uo基本上保持不變。反之，當Ui減小時，UR相應(yīng)減小，仍可保持Uo基本不變。 當負載電流Io發(fā)生變化引起輸出電壓Uo發(fā)生變化時，同樣會引起IZ的相應(yīng)變化，使得Uo保持基本穩(wěn)定。如當Io增大時，I和UR均會隨之增大使得Uo下降，這將導(dǎo)致IZ急劇減小，使I仍維持原有數(shù)值保持UR不變，使得Uo得到穩(wěn)定。 三、 發(fā)光二極管 當發(fā)光二極管的PN結(jié)加上正向電壓時，電子與空穴復(fù)合過程以光的形式放出能量。 不同材料制成的發(fā)光二極管會發(fā)出不同顏色的光。

33、 發(fā)光二極管具有亮度高、清晰度高、電壓低（1.5～3V）、反應(yīng)快、體積小、可靠性高、壽命長等特點，是一種很有用的半導(dǎo)體器件，常用于信號指示、數(shù)字和字符顯示。 四、 光電二極管 光電二極管的正常工作電壓為：反向電壓。 光電二極管的又稱為光敏二極管，其工作原理恰好與發(fā)光二極管相反。當光線照射到光電二極管的PN結(jié)時，能激發(fā)更多的電子，使之產(chǎn)生更多的電子空穴對，從而提高了少數(shù)載流子的濃度。在PN結(jié)兩端加反向電壓時反向電流會增加，所產(chǎn)生反向電流的大小與光的照度成正比，所以光電二極管正常工作時所加的電壓為反向電壓。為使光線能照射到PN結(jié)上，在光電二極管的管殼上設(shè)有一個小的通光窗口。 本課小結(jié)：1

34、、穩(wěn)壓二極管的特性曲線及參數(shù)。 2、簡單硅穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓電路的工作原理。 3、發(fā)光二極管與光電二極管的工作原理。 練習與作業(yè)：《電子技術(shù)基礎(chǔ)》教材P36 2-12、2-13、2-14、2-15、2-16 第三章 低頻小信號放大電路 第一節(jié) 放大器概述 教學(xué)目的： 了解放大的概念、對放大器的基本要求 教學(xué)重點： 對放大器的基本要求。 教學(xué)難點 放大器的輸入、輸出。 教學(xué)方法與手段： 教師講授與學(xué)生練習相結(jié)合；板書與多媒體課件相結(jié)合。 課時計劃：1課時 一、放大的概念 將微弱的電信號進行有限的放大得到所需要的信號。 放大器的方框圖如下

35、： 放大器 輸入 輸出 放大器滿足的兩個條件： 1、 輸出信號的功率大于輸入信號的功率。 2、 輸出信號的波形與輸入信號的波形相同。 二、對放大器的要求 1、要有足夠的放大倍數(shù)。 2、要具有一定寬度的通頻帶。 3、非線性失真要小。 4、工作要穩(wěn)定。 三、放大器的輸入。 信號源 放大器 輸出 輸入 對輸入信號的要求：輸入電流不能過大，電壓不能過高，功率不能太大，輸入信號的幅度要限制在一定的*圍內(nèi)。 四、放大器的輸出 放大器 后級電路 輸出 輸入 對放大器輸出端的要求：由放大器輸出給下一級電路的電流、電壓、功率都不能超過

36、規(guī)定值。 本課小結(jié)：1、放大器的概念及組成放大器的條件。 2、對放大器的基本要求。 3、對放大器輸入、輸出端的要求。 第二節(jié) 三極管基本放大電路 教學(xué)目的： 基本放大電路的組成。 教學(xué)重點： 基本放大電路的組成及各元件的作用。 教學(xué)難點 基本放大電路各元件的作用。 教學(xué)方法與手段： 教師講授與學(xué)生練習、實驗實訓(xùn)相結(jié)合；板書與多媒體課件相結(jié)合。 課時計劃：6課時 放大的實質(zhì)：用較小的信號去控制較大的信號。 一、基本放大電路的組成 （1）晶體管V。放大元件，用基極電流iB控制集電極電流iC。 （2）電源UCC和UBB。使晶體管的發(fā)射

37、結(jié)正偏，集電結(jié)反偏，晶體管處在放大狀態(tài)，同時也是放大電路的能量來源，提供電流iB和iC。UCC一般在幾伏到十幾伏之間。 （3）偏置電阻RB。用來調(diào)節(jié)基極偏置電流IB，使晶體管有一個合適的工作點，一般為幾十千歐到幾百千歐。 （4）集電極負載電阻RC。將集電極電流iC的變化轉(zhuǎn)換為電壓的變化，以獲得電壓放大，一般為幾千歐。 （5）電容Cl、C2。用來傳遞交流信號，起到耦合的作用。同時，又使放大電路和信號源及負載間直流相隔離，起隔直作用。為了減小傳遞信號的電壓損失，Cl、C2應(yīng)選得足夠大，一般為幾微法至幾十微法，通常采用電解電容器。 共發(fā)射極放大電路的實用電路 二、放大器中電流電壓符

38、號使用規(guī)定 1、用大寫字母帶大寫下標表直流分量，如IB、VC。 2、用小寫字母帶小寫下標表交流分量，如ib、vc. 3、用小寫字母帶大寫下標表直流分量與交流分量的疊加，即總量。如iB. 4、用大寫字母加小寫下標表示交流分量的有效值。如Vi、Vo。 三、放大器的靜態(tài)工作點 1、靜態(tài)工作點的概念 靜態(tài)是指無交流信號輸入時，電路的工作狀態(tài)。電路中由于電源的存在。產(chǎn)生了一組直流分量。如下圖所示。 ui=0 IC IE IB + UBE - + UCE - - u + v R 2 b o C C u 1

39、+ R + CC - i V c 由于(IB,UBE) 和( IC,UCE )分別對應(yīng)于輸入、輸出特性曲線上的一個點，用Q表示，所以稱為靜態(tài)工作點。 IB UBE Q IB UBE Q UCE IC IC UCE IB 2、放大器設(shè)置靜態(tài)工作點的目的。 1)、放大器沒有靜態(tài)工作點的情況。 動態(tài)——ui≠0時電路的工作狀態(tài)。 - u + v 2 o C C u 1 + R + CC - i V c + _

40、 ui t uo t ic t ib t _ + 放大器沒有設(shè)置靜態(tài)工作點產(chǎn)生了波形失真。 2)、放大器設(shè)置靜態(tài)工作點的目的是保證信號不失真 1 + 2 C c C V R CC R b ui t uo t IB t iB - u + i o u + - 放大器由于設(shè)置了靜態(tài)工作點，保證了信號在整個周期放大器都處于放大狀態(tài)，保證了信號不失真。 四、放大原理 在放

41、大電路中，設(shè)輸入信號電壓ui從基極與發(fā)射極輸入，被輸出的信號從集電極與發(fā)射極輸出。變化的ui產(chǎn)生了變化的ib,使各點的波形都產(chǎn)生了相應(yīng)的變化。它們的變化作用如下圖所示。 ui uBE UBE ib uCE UCE uo uiuBE iB iC vCE vo 從上圖可知，輸出信號與輸入信號反相。這是基本放大器的重要特點。 五、直流通路與交流通路 1、直流通路：直流信號流經(jīng)的路徑。 直流通路的畫法：將交流電源短路，電容開路。 開路 開路 - u + V R 2 L b o

42、 C R C u 1 + R + CC - . i V c 3、 交流通路：交流信號流經(jīng)的路徑。 交流通路的畫法：將電容短路，直流電源對地短路。經(jīng)整理如下圖所示。 六、基本放大電路的分析方法 (一)、放大器的常用指標 1、放大倍數(shù) 1）、電壓放大倍數(shù)AV　　AV＝VO/Vi 2)、電流放大倍數(shù)Ai Ai=Io/Ii 3)、功率放大倍數(shù)Ap Ap=Po/Pi 2、放大器的增益 1）、功率增益GP＝lgAp=10lg(Po/Pi)dB 2)、電壓增益Gv=20lgAv 3)、電流增益Gi=20lgAi 3、輸入電阻和輸出電阻、 1）、

43、輸入電阻：從放大器的輸入端看進去的交流等效電阻。 放大器的輸入電阻越大越好，越大對信號源的影響越小。 2）、輸出電阻：從放大器的輸出端看進去的交流等效電阻。 放大器的輸出電阻越小越好，越小對負載越好。 4、 通頻帶 放大器的通頻帶是指放大器的幅頻特性曲線的上限截止與下限截止頻率之間的頻率*圍。放大器的通頻帶不能太寬，也不能太窄。太寬干擾信號易進，太窄會丟失信號。 （二）、放大器的估算法 1、靜態(tài)工作點的估算(由直流通路估算) 例1：計算下圖所示電路的靜態(tài)工作點。 已知：VCC=12V，RC=4KΩ，Rb=300KΩ ，β=37.5 解：畫出直流通路如下圖所示 IBRB＋U

44、BE＝VCC IB＝（VCC－UBE）/Rb≈VCC/RB=12/300=30uA IC=βIB=40×37.5=1.5mA ICRC＋UCE＝VCC UCE=VCC-ICRC=12-1.5×4=6V 2、 輸入電阻和輸出電阻的估算 （1）、三極管輸入電阻rbe的估算公式 （2）、放大器的輸入電阻ri和輸出電阻ro的估算 ri=Rb rbe≈rbe ro≈Rc 3、 放大器放大倍數(shù)的估算(由交流通路估算) ui=ii(Rb rbe) ≈ibrbe vo=-ic(RCRL)=icR’L ic=βib vo=-icR’L=-βibR’L Av=vo/vi

45、=(-βibR’L)/ibR’L=-βR'l 本課小結(jié):1、了解放大器中電流、電壓符號使用規(guī)定. 2、放大器的靜態(tài)工作點的概念、靜態(tài)工作點的作用. 3、靜態(tài)工作點、輸入、輸出電阻、放大倍數(shù)的估算. 4、放大器的分析方法. 練習與作業(yè):《電子技術(shù)基礎(chǔ)》教材P60 3-1、3-2、3-3、3-4、3-9、3-10. 第二節(jié) 具有穩(wěn)定工作點的放大電路 教學(xué)目的：1、分壓式偏置電路的結(jié)構(gòu)及工作原理。 2、分壓式偏置電路靜態(tài)工作點、電壓放大倍數(shù)、輸入、輸出電阻的計算。 教學(xué)重點：1、分壓式偏置電路穩(wěn)定靜態(tài)工作點的原理。 2、靜態(tài)工作點的計算 教學(xué)難點：1、靜態(tài)工

46、作點的計算。 2、分壓式偏置電路穩(wěn)定靜態(tài)工作點的原理。 教學(xué)方法與手段： 教師講授與學(xué)生練習相結(jié)合；板書與多媒體課件相結(jié)合。 課時計劃：2課時 一、 分壓式偏置電路的結(jié)構(gòu)及工作原理 一） 電路結(jié)構(gòu) 條件：I2>>IB，則與溫度基本無關(guān)。 二）、工作原理 溫度對靜態(tài)工作點的影響 溫度升高 UBE 減小 ICBO 增大 β 增大 IC 增大 在該電路中與Re并聯(lián)的電容Ce是提供交流信號的通道，減少信號的損耗，使放大器的交流信號放大能力不致因Re而降低。 二、 靜態(tài)工作點的計算 畫出直流通路如下圖所示： 靜態(tài)工作點的計算如下： 三

47、、 電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻的計算 畫出放大器的交流通路如下所示： 例：圖示電路（接CE），已知UCC=12V，RB1=20kΩ，RB2=10kΩ，RC=3kΩ，RE=2kΩ，RL=3kΩ，β=50。試估算靜態(tài)工作點，并求電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻。 解：（1）用估算法計算靜態(tài)工作點 （2）求電壓放大倍數(shù) （3）求輸入電阻和輸出電阻 本課小結(jié)：1、分壓式偏置電路的結(jié)構(gòu)及工作原理。 2、分壓式偏置電路的靜態(tài)工作點的計算。 3、分壓式偏置電路的放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻的計算。 練習與作業(yè)：《電子技術(shù)基礎(chǔ)》教材P60 3-

48、11、3-12 第三節(jié) 多級放大器 教學(xué)目的：1、了解多級放大器的三種耦合方式。 2、掌握多級放大器的分析方法。 教學(xué)重點：1、 阻容耦合放大器的特點。 2、多級放大器的分析方法。 教學(xué)難點：1、直接耦合放大器的分析。 教學(xué)方法與手段： 教師講授與學(xué)生練習相結(jié)合；板書與多媒體課件相結(jié)合。 課時計劃：2課時 一、 多級放大器的耦合方式 多級放大器的耦合方式有三種：阻容耦合、變壓器耦全、直接耦合。 一）、阻容耦合 利用電阻和電容把前級和后級連接起來的耦合方式叫阻容耦合。 阻容耦合放大電路的特點 各極之間通過耦合電容及下級輸入電阻連接。優(yōu)點：各級靜態(tài)工

49、作點互不影響，可以單獨調(diào)整到合適位置；且不存在零點漂移問題。缺點：不能放大變化緩慢的信號和直流分量變化的信號；且由于需要大容量的耦合電容，因此不能在集成電路中采用。 二）、直接耦合放大電路 優(yōu)點：能放大變化很緩慢的信號和直流分量變化的信號；且由于沒有耦合電容，故非常適宜于大規(guī)模集成。 缺點：各級靜態(tài)工作點互相影響；且存在零點漂移問題。 零點漂移：放大電路在無輸入信號的情況下，輸出電壓uo卻出現(xiàn)緩慢、不規(guī)則波動的現(xiàn)象。 產(chǎn)生零點漂移的原因很多，其中最主要的是溫度影響。 三）、變壓器耦合 變壓器耦合放大電路的特點 各極之間通過變壓器連接。優(yōu)點：各級靜態(tài)工作點互不影響，可以單獨調(diào)整到

50、合適位置；且不存在零點漂移問題。缺點：不能放大變化緩慢的信號和直流分量變化的信號；變壓器具有阻抗匹配作用。變壓器頻率特性較差，體積大、笨重，不能在集成電路中采用。 二、 多級放大器的分析方法 1、 電壓放大倍數(shù)等于各級電壓放大倍數(shù)之積。 注意：計算前級的電壓放大倍數(shù)時必須把后級的輸入電阻考慮到前級的負載電阻之中。如計算第一級的電壓放大倍數(shù)時，其負載電阻就是第二級的輸入電阻。 2、輸入電阻與輸出電阻 輸入電阻就是第一級的輸入電阻。 輸出電阻就是最后一級的輸出電阻。 3、頻率特性與通頻帶 通頻帶比任何單級放大器的通頻帶要窄。 4、 非線性失真 多級放大器的非線性失真比任何單級放

51、大器的非線性失真要大。 本課小結(jié)：1、學(xué)習了多級放大器的三種耦合方式。 2、三種耦合方式的優(yōu)、缺點。 3、多級放大器的分析方法。 練習與作業(yè)：《電子技術(shù)基礎(chǔ)》教材P60 3-6、3-7 第四節(jié) 放大器的三種基本組態(tài) 教學(xué)目的：1、了解放大器的三種基本組態(tài)即：共發(fā)、共基、共集。 2、掌握共集電極放大電路的特點及靜態(tài)工作點的計算。 教學(xué)重點：掌握共集電極放大電路的特點及靜態(tài)工作點的計算。 教學(xué)難點：掌握共集電極放大電路的特點及靜態(tài)工作點的計算。 教學(xué)方法與手段： 教師講授與學(xué)生練習相結(jié)合；板書與多媒體課件相結(jié)合。 課時計劃：2課時 一、 共集電極放大電路（共集電極放大電路）

52、 一）、電路特點 1、輸出電壓與輸入電壓同相且略小于輸入電壓 2、 輸入電阻大 3、 輸出電阻小 共集電極放大器的用途： 共集電極放大器具有較高的輸入電阻和較低的輸出電阻，這是共集電極放大器射極最突出的優(yōu)點。共集電極放大器常用作多級放大器的第一級或最末級，也可用于中間隔離級。用作輸入級時，其高的輸入電阻可以減輕信號源的負擔，提高放大器的輸入電壓。用作輸出級時，其低的輸出電阻可以減小負載變化對輸出電壓的影響，并易于與低阻負載相匹配，向負載傳送盡可能大的功率。 （二）靜態(tài)工作點的計算 畫出共集電極放大電路的直流通路如下圖所示 例：圖示電路，已知UCC=12V，RB=200kΩ，R

53、E=2kΩ，RL=3kΩ，RS=100Ω，β=50。試估算靜態(tài)工作點，并求電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻。 解：（1）用估算法計算靜態(tài)工作點 二、 共基級放大電路（由同學(xué)們自已進行分析） 一）、特點 1、輸入與輸出同相，電壓放大倍數(shù)大小的計算與共發(fā)射極放大電路一樣。 2、輸入電阻較小。 3、輸出電阻較大。 二）、靜態(tài)工作點的計算與分壓式偏置電路的計算相同。 本課小結(jié)：1、學(xué)習了共集電極放大電路的組成及其特點：輸入與輸出同相，電壓放大倍數(shù)小于1而略等于1；輸入電阻大；輸出電阻小； 2、學(xué)習了共集電極放大電路的應(yīng)用場合。 3、掌握了共集電極放大電路的靜態(tài)工作點的計算。 練習與作業(yè)：《電子技術(shù)基礎(chǔ)》教材P61 3-15、3-16 . z.