模拟电子技术基础教案课程.pdf

云南民族大学教案 课程名称:模拟电子技术基础 授课班级:12 级电子信息类 1 班、12 级电子信息类 2 班、12 级网络工程班、12级电气类 1 班、12 级电气类 2 班 任课教师:王 霞 职 称:助 教 课程性质:专 业 必 修 课 授课学期:2013-2014学年第一学期 云 南 民 族 大 学 教 案 一、讲授章节名称：第一章、半导体器件 半导体的特性 二、本章节授课时间：第一周的周二12 节 授课学时：2 学时 三、本章节授课教师姓名：王霞 职称：助教 四、本章节教学目标和教学要求：1、使同学了解学习模拟电路的重要性；2、掌握半导体导电的机理。五、教学重点、难点：1、本征半导体的特性；2、杂质半导体导电特性；3、多子和少子的概念。六、结合教学内容选择的主要教学方法和教学手段：教学方法：讲授法、讨论法、问题教学法、实例教学法 教学手段：黑板板书和多媒体教学相结合，以教师讲授为主，结合学生的课堂练习和讨论。七、布置的作业及复习思考题：本次课无作业。八、选用教材和主要参考书：教材：模拟电子技术基础简明教程(第三版)，杨素行主编，北京：高等教育出版社，2006 年 5 月第 3 版。主要参考书：1 童诗白,华成英主编.模拟电子技术基础(第 4 版).北京：高等教育出版社,2006.2 罗桂娥主编.模拟电子技术基础(电类).长沙：中南大学出版社，2005.九、教学主要内容及教学安排：1、学习模拟电路基础课程的目标：（1）掌握模拟电子技术的基本概念，基本原理和基本分析方法。（2）初步学习从实际电路上升为“模型电路”的方法。（3）为后续课程打下基础。（4）培养学生分析问题和解决问题的能力。总之，是理工科电类专业学生的培养过程中最主要的课程之一。2、课程特点：（1）内容更接近工程实际。（2）发展十分迅速的课程。（3）实践性很强的课程 所以，模拟技术电子基础是研究实际电子元器件的性能，研究由实际电子元器件组成的实际电路的分析方法和电路设计基础。模拟电路是一门工程型、技术型、实用型课程。3、学习方法（1）牢固地掌握基本概念、基本理论和基本分析方法。（2）从实际出放，抓主要矛盾，简化问题，灵活使用基本分析方法解决问题。（3）学习模拟电子技术基础的目的是为了指导实际。第一章 半导体器件 半导体的特性 复习原子结构知识。半导体的定义 本征半导体 一、本征半导体的结构特点 本征半导体：完全纯净的、结构完整的半导体晶体。本征半导体中的自由电子很少，所以本征半导体的导电能力很弱。二、本征半导体的导电机理 1.载流子、自由电子和空穴 2.本征半导体的导电机理 本征半导体中存在数量相等的两种载流子，即自由电子和空穴。在其它力的作用下，空穴吸引附近的电子来填补，这样的结果相当于空穴的迁移，而空穴的迁移相当于正电荷的移动，因此可以认为空穴是载流子。三、本征半导体中电流由两部分组成：1.自由电子移动产生的电流。2.空穴移动产生的电流。四、半导体与金属导体导电原理的区别：导体：载流子自由电子 半导体：载流子自由电子和空穴 温度越高，载流子的浓度越高。因此本征半导体的导电能力越强，温度是影响半导体性能的一个重要的外部因素。杂质半导体 在本征半导体中掺入某些微量的杂质，就会使半导体的导电性能发生显着变化。其原因是掺杂半导体的某种载流子浓度大大增加。1、N 型半导体(Negative)：自由电子浓度大大增加的杂质半导体，也称为电子型半导体。2、P 型半导体(Positive)：空穴浓度大大增加的杂质半导体，也称为空穴型半导体。3、杂质半导体中多子和少子数量的决定因素，多子和少子数量比较。提问：1，一块孤立的半导体不管是本征半导体、N 型半导体或 P 型半导体将它们用导线连接成回路，回路中有电流吗【教学方法】本课程的导入好坏对同学能否下决心学好起了一定的作用，磨刀不误砍柴功，花一点时间，对同学们学习本门课程提出要求，介绍学习方法，帮助同学克服畏惧心理，学好本课程。用简洁，同学们易懂的语言，不惜时间讲清楚半导体内部导电的物理概念。特别是与外部特性有关的内部导电机理。【课堂小结】本课主要讨论了本征半导体的特性，杂质半导体导电特性以及多子和少子的概念。本节中的有关概念：本征半导体、杂质半导体 自由电子、空穴 N 型半导体、P 型半导体 多数载流子、少数载流子 施主原子、受主原子【课堂讨论】为什么杂质半导体中多子多之又多少子少之又少 云 南 民 族 大 学 教 案 一、讲授章节名称：第一章、半导体器件 半导体二极管 二、本章节授课时间：第一周的周四 12 节 授课学时：2 学时 三、本章节授课教师姓名：王霞 职称：助教 四、本章节教学目标和教学要求：1、熟练掌握 PN 结的单向导电性，二极管的伏安特性；2、掌握二极管的主要参数，稳压二极管的性能和稳压原理。五、教学重点、难点：1、PN 结的单向导电性；2、二极管的伏安特性；3、稳压二极管的性能和稳压原理。六、结合教学内容选择的主要教学方法和教学手段：教学方法：讲授法、讨论法、问题教学法、实例教学法 教学手段：多媒体与黑板板书相结合 七、布置的作业及复习思考题：P34-38：习题与思考题 1-7、1-8 八、选用教材和主要参考书：教材：模拟电子技术基础简明教程(第三版)，杨素行主编，北京：高等教育出版社，2006 年 5 月第 3 版。主要参考书：1 童诗白,华成英主编.模拟电子技术基础(第 4 版).北京：高等教育出版社,2006.2 罗桂娥主编.模拟电子技术基础(电类).长沙：中南大学出版社，2005.九、教学主要内容及教学安排：半导体二极管 PN 结及其单向导电性 结中载流子的运动 2.PN 结的单向导电性 加正向电压 加反向电压 PN 结处于正向导通(on)状态，正向等效电阻较小。反向电流非常小，PN 结处于截止(cut-off)状态。结论：PN 结具有单向导电性：正向导通，反向截止。二极管的伏安特性 1.二极管的结构 2.二极管的类型 3.二极管的伏安特性（1）正向特性 （2）反向特性 二极管的主要参数 1.最大整流电流IF 2.最高反向工作电压 UR 3.反向电流IR 4.最高工作频率fM 5.势垒电容 Cb 6.扩散电容 Cd 二极管单向导电举例 1 稳压管 结反向击穿机理解释 2.稳压管的主要参数 3.稳压管的稳压原理（1）稳压管必须工作在反向击穿区（2）稳压管应与负载RL 并联，（3）必须限制流过稳压管的电流IZ 4.举例说明如何选择限流电阻 R 补充内容：二极管的等效电路（或称为等效模型）1）理想模型：即正向偏置时管压降为 0，导通电阻为 0；反向偏置时，电流为0，电阻为。适用于信号电压远大于二极管压降时的近似分析。2）简化电路模型：是根据二极管伏安特性曲线近似建立的模型，它用两段直线逼近伏安特性，即正向导通时压降为一个常量Uon；截止时反向电流为0。3）小信号电路模型：即在微小变化范围内，将二极管近似看成线性器件而将它等效为一个动态电阻rD。这种模型仅限于用来计算叠加在直流工作点Q 上的微小电压或电流变化时的响应。【教学方法】利用 PPt 的图形显示，设计一些动画图形讲解 PN 结的单向导电原理。用举例方法介绍二极管单向导电，稳压管的典型应用。【课堂小结】本节讲解了 PN 结的单向导电性，二极管的伏安特性，稳压二极管的性能和稳压原理；【课堂讨论】有两个稳压管 VD1 和 VD2，它们的稳压值为UZ1=6V，UZ2=8V，正向导通压降均为UD=，将它们串联可得到几种稳压值。云 南 民 族 大 学 教 案 一、讲授章节名称：第一章、半导体器件 双极结型三极管 二、本章节授课时间：第二周的周二 12 节 授课学时：2 学时 三、本章节授课教师姓名：王霞 职称：助教 四、本章节教学目标和教学要求：1、掌握三极管的结构，三极管内部载流子的运动和电流分配关系。2、熟练掌握三极管的特性曲线和三极管的主要参数。五、教学重点、难点：1、三极管内部载流子的运动和电流分配关系；2、三极管的特性曲线。六、结合教学内容选择的主要教学方法和教学手段：教学方法：讲授法、讨论法、问题教学法、实例教学法 教学手段：多媒体与黑板板书相结合 七、布置的作业及复习思考题：P34-38：习题与思考题 1-9、1-13、1-14、1-15 八、选用教材和主要参考书：教材：模拟电子技术基础简明教程(第三版)，杨素行主编，北京：高等教育出版社，2006 年 5 月第 3 版。主要参考书：1 童诗白,华成英主编.模拟电子技术基础(第 4 版).北京：高等教育出版社,2006.2 罗桂娥主编.模拟电子技术基础(电类).长沙：中南大学出版社，2005.九、教学主要内容及教学安排：双极结型三极管 三极管的结构 三极管中载流子的运动和电流分配关系 三极管内部载流子的运动过程：1.发射 在发射结正偏电压作用下，发射区大量电子向基区发射。2.复合和扩散 电子在基区中边扩散边复合，因基区掺杂浓度近少，被复合的电子很少，绝大部分扩散到集电极边缘。3.收集 在集电极反偏压作用下，将扩散过来的电子收集到集电极，成为集电极电流的主要部分。同时形成反向饱和电流ICBO。三极管的特性曲线 1.输入特性 2.输出特性(1)截止区：IB 0 的区域，IC 0，发射结和集电结都反偏。(2)放大区：发射结正偏、集电结反偏IC=IB (3)饱和区：发射结和集电结都正偏，UCE较小，IC 基本不随IB 而变化。当UCE=UBE 时，为临界饱和；当UCE UBE 时过饱和。3.晶体管工作在三种不同工作区外部的条件和特点 工作状态 NPN 型 PNP 型 特点 截止状态 E 结、C 结均反偏 VBVE、VBVC E 结、C 结均反偏 VBVE、VBVC IC 0 放大状态 E 结正偏、C 结均反偏 VC VB VE E 结正偏、C 结均反偏 VC VB VE IC IB 饱和状态 E 结、C 结均正偏 VB VE、VB VC E 结、C 结均正偏 VB VE、VB VC V CEV CES 三极管的主要参数 1.电流放大系数 2.反向饱和电流 3.极限参数【教学方法】1，利用 PPt 的图形显示的优点，充分利用图解说明三极管内部载流子的运动和电流分配关系。2，一定要把物理概念说清楚。3，利用外因通过内因起作用的辩证法，说明三极管的工作原理。分析问题时，突出三极管的内部制造工艺特点，在外部发射结正偏和集电结反偏电压的共同作用下三极管内部载流子的运动和电流分配关系，进而决定三个电极的电路电流。【课堂小结】本节讲解了三极管的结构，三极管内部载流子的运动和电流分配关系和三极管的特性曲线和三极管的主要参数。这节课所讲内容是有源半导体器件的核心。【课堂讨论】用两个普通二极管背靠背连接起来，构成一个所谓的三极管，这个三极管能实现放大吗为什么 云 南 民 族 大 学 教 案 一、讲授章节名称：第二章、放大电路的基本原理和分析方法 放大的概念 放大电路的主要技术指标 单管共射极放大电路 二、本章节授课时间：第二周的周四12 节 授课学时：2 学时 三、本章节授课教师姓名：王霞 职称：助教 四、本章节教学目标和教学要求：1、掌握放大的基本概念；放大电路主要技术指标的含义。2、熟练掌握单管共射极放大电路的组成和工作原理。五、教学重点、难点：1、放大的基本概念；2、单管共射极放大电路的组成和工作原理。六、结合教学内容选择的主要教学方法和教学手段：教学方法：讲授法、讨论法、问题教学法、实例教学法 教学手段：多媒体与黑板板书相结合 七、布置的作业及复习思考题：P101-111：习题与思考题 2-1、2-3、2-4 八、选用教材和主要参考书：教材：模拟电子技术基础简明教程(第三版)，杨素行主编，北京：高等教育出版社，2006 年 5 月第 3 版。主要参考书：1 童诗白,华成英主编.模拟电子技术基础(第 4 版).北京：高等教育出版社,2006.2 罗桂娥主编.模拟电子技术基础(电类).长沙：中南大学出版社，2005.九、教学主要内容及教学安排：放大的概念 放大的本质:是实现能量的控制。放大作用:是小能量对大能量的控制作用。放大的对象:是变化量。放大电路的核心元件:是双极型三极管和场效应管。放大电路的主要技术指标 1.放大倍数 2.最大输出幅度 无明显失真的最大输出电压(或电流)，一般指电压的有效值,以Uom(或Iom)表示。3.非线性失真系数 所有的谐波总量与基波成分之比:4.输入电阻 5.输出电阻 6.通频带 放大倍数在高频和低频段分别下降至中频放大倍数的倍时所包括的频率范围,用 BW 表示。7.最大输出功率与效率 输出功率:无明显失真时的最大输出功率，用Pom表示。单管共射极放大电路 VT 是放大电路的核心，VCC提供输出信号能量，RC将iC的变化量转化为uCE的变化量，Rb和VBB提供发射结偏置电压UBE和静态基极电流IB。单管共射放大电路的工作原理 1.定性分析:在输入端加一ui将依次产生uBE、iB、iC、uCE 和uo 适当选择参数，uo可比ui大得多，从而实现放大作用。2.放大电路组成原则：(1)三极管必须工作在放大区，(2)ui 能够传送到三极管的基极回路,产生相应的iB，(3)iC能够转化为uCE,并传送到放大电路的输出端。3.原理电路缺点:(1)需要两路直流电源,既不方便也不经济。(2)输入、输出电压不共地。4.单管共射放大电路的改进电路 C1、C2 是隔直或耦合电容，RL是放大电路的负载电阻，省去了基极直流电源VBB。克服了原理电路的缺点,比较实用。【教学方法】为了熟练掌握单管共射放大电路的组成和工作原理必须加强练习，练习到同学们深入理解组成基本放大器的每个元件的作用为止。【课堂小结】本节讲解了放大的基本概念单管共射极放大电路的组成和工作原理，要求同学们熟练掌握单管共射放大电路的组成。【课堂讨论】分组讨论习题 21 云 南 民 族 大 学 教 案 一、讲授章节名称：第二章、放大电路的基本原理和分析方法 直流通路和交流通路 静态工作点的近似估算 图解法 二、本章节授课时间：第三周的周二12 节 授课学时：2 学时 三、本章节授课教师姓名：王霞 职称：助教 四、本章节教学目标和教学要求：1、熟练画出单管放大电路的直流通路和交流通路；2、熟练用近似估算法计算出放大器的静态工作点；3、掌握用图解法求工作点,进行动态分析。五、教学重点、难点：1、画直流通路和交流通路的原则，正确地画出直流通路和交流通路；2、静态工作点的近似估算方法。六、结合教学内容选择的主要教学方法和教学手段：教学方法：讲授法、讨论法、问题教学法、实例教学法 教学手段：多媒体与黑板板书相结合 七、布置的作业及复习思考题：P101-111：习题与思考题 2-2、2-5、2-7 八、选用教材和主要参考书：教材：模拟电子技术基础简明教程(第三版)，杨素行主编，北京：高等教育出版社，2006 年 5 月第 3 版。主要参考书：1 童诗白,华成英主编.模拟电子技术基础(第 4 版).北京：高等教育出版社,2006.2 罗桂娥主编.模拟电子技术基础(电类).长沙：中南大学出版社，2005.九、教学主要内容及教学安排：放大电路的基本原理和分析方法 1.直流通路与交流通路 直流通路的作用：用于放大电路的静态分析。画直流通路的原则：电容相当于开路、电感相当于短路 2.交流通路 交流通路的作用：用于放大电路的动态分析。画交流通路的原则：电容和理想电压源相当于短路，电感和理想电流源相当于开路。静态工作点的近似估算 静态分析(估算静态工作点)讨论对象是直流成分。静态工作点：外加输入信号为零时，三极管的IBQ，ICQ，UBEQ，UCEQ，在输入输出特性曲线上对应一个点Q点。UBEQ可近似认为：硅管 UBEQ=()V 锗管 UBEQ=()V 估算方法：由图中的直流通路，可求得单管放大电路的静态工作点的值为：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内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。图解法 图解法即可分析静态，也可分析动态。过程一般是先静态后动态。1.图解法分析静态 任务：用作图法确定静态工作点，求出IBQ，ICQ和UCEQ。由于输入特性不易准确测得，一般用近似估算法求IBQ和UBEQ。输出回路的图解法。输出回路的等效电路：直流负载线和静态工作点的求法：根据输出回路方程uCE=VCCiCRc 作直流负载线，与横坐标交点为VCC，与纵坐标交点为VCC/Rc，斜率为-1/RC，是静态工作点的移动轨迹。直流负载线与特性曲线Ib=IBQ 的交点即Q点，如图示。2.图解法分析动态 动态分析(估算动态技术指标)讨论对象是交流成分。交流负载线方程：)/(LCCCERRiu 交流负载线：描述放大电路的动态工作情况。(1)用交流负载线研究放大器动态范围 (2)用图解法求放大电路的放大倍数 (3)用图解法分析非线性失真 (4)用图解法估算最大输出幅度 3.图解法的步骤（1）画输出回路的直流负载线；（2）估算 IBQ，确定Q 点，得到 ICQ和 UCEQ；（3）画交流负载线；（4）求电压放大倍数。4.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、B0),/(LcCQCEQRRIU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。【教学方法】1、温故而知新，从复习电路分析掌握的电容、电感、电压源的基本特性引出画直流通路和交流通路的原则。2、用多媒体教学的突出优点图形教学的方法讲解图解法。3、采用提出问题解决问题的教学法。【课堂小结】本节讲解了画直流通路和交流通路的原则，正确地画出直流通路和交流通路，用近似估算方法计算静态工作点。用图解法分析了放大器的动态性能，特别是研究放大器的动态范围、非线性失真、最大输出幅度等特性，用图解法是最简洁的方法。【课堂讨论】为什么共射极放大器的输出电压与输入电压是反相的 云 南 民 族 大 学 教 案 一、讲授章节名称：第二章、放大电路的基本原理和分析方法 微变等效电路法 二、本章节授课时间：第三周的周四 12 节 授课学时：2 学时 三、本章节授课教师姓名：王霞 职称：助教 四、本章节教学目标和教学要求：1、熟练地画出 h 参数微变等效电路。2、清楚的知道 h 参数微变等效电路各参数的物理实质和ber的近似计算。3、熟练掌握用微变等效电路计算单管共射放大电路的电压放大倍数和输入、输出电阻。五、教学重点、难点：重点：画出 h 参数微变等效电路和用微变等效电路计算单管共射放大电路的电压放大倍数和输入、输出电阻。难点：h 参数微变等效电路各参数的物理实质和ber的近似计算。六、结合教学内容选择的主要教学方法和教学手段：教学方法：讲授法、讨论法、问题教学法、实例教学法 教学手段：多媒体与黑板板书相结合 七、布置的作业及复习思考题：P101-111：习题与思考题 2-10、2-14 八、选用教材和主要参考书：教材：模拟电子技术基础简明教程(第三版)，杨素行主编，北京：高等教育出版社，2006 年 5 月第 3 版。主要参考书：1 童诗白,华成英主编.模拟电子技术基础(第 4 版).北京：高等教育出版社,2006.2 罗桂娥主编.模拟电子技术基础(电类).长沙：中南大学出版社，2005.九、教学主要内容及教学安排：适用条件：微小交流工作信号，(ube5mV)，三极管工作在线性区。解决问题：处理三极管的线性问题。等效：三极管在放大器中可以看为一个双端口器件，按电路基础中等效的概念，可以用一个双端口电路来等效它。求这个双端口等效电路就成了研究放大器的核心问题。1、简化的 h 参数微变等效电路（以共射接法三极管为例）（1）三极管的等效电路 由以上分析可得三极管的微变等效电路 rbe的近似估算公式 其中:rbb是三极管的基区体电阻,若无特别说明,可认为rbb约为 300,（2）简化的 h 参数微变等效电路（以共射接法三极管为例）先画出放大电路的交流通路，再将三极管用等效电路替代。2、微变等效电路法的应用（1）输入电阻：（2）输出电阻：（3）电压放大倍数：3、等效电路法的步骤（1）确定放大电路的静态工作点Q，（2）求出Q点处的和rbe，（3）画出放大电路的微变等效电路，（4）列出电路方程并求解。4、举例讲解微变等效电路法的应用 小结:图解法 优点:1.即能分析静态,也能分析动态工作情况；2.直观形象；3.适合分析具有特殊输入/输出特性的管子；4.适合分析工作在大信号状态下的放大电路。缺点:1.特性曲线存在误差；2.作图麻烦,易带来误差；3.无法分析复杂电路和高频小工作信号。微变等效电路法 优点:1.简单方便；2.适用于分析任何基本工作在线性范围的简单或复杂的电路。缺点:1.只能解决交流分量的计算问题；2.不能分析非线性失真；3.不能分析最大输出幅度。【教学方法】1、重要内容一定要讲细，讲透：变等效电路法是分析单元电路的基本方法，同学们必须掌握的方法。为此，根据电路分析中掌握电路的等效概念，抓住决定三极管性能的本质因素，从物理本质求出三极管等效电路。2、加强练习，掌握微变等效电路法的应用。【课堂小结】本节详细地讲解了画h参数微变等效电路的方法和用微变等效电路计算单管共射放大电路的电压放大倍数和输入、输出电阻。反复举例说明了微变等效电路法的应用。【课堂讨论】微变等效电路法的应用范围，以及微变等效电路法优点和缺点。云 南 民 族 大 学 教 案 一、讲授章节名称：第二章、放大电路的基本原理和分析方法 静态工作点的稳定问题 二、本章节授课时间：第四周的周二 12 节 授课学时：2 学时 三、本章节授课教师姓名：王霞 职称：助教 四、本章节教学目标和教学要求：1、掌握温度如何对静态工作点的影响；2、熟练掌握分压式静态工作点稳定电路；3、掌握共集电极放大电路的基本特性和特性的计算方法。五、教学重点、难点：重点：分压式静态工作点稳定电路 难点：共集电极放大电路的基本特性。六、结合教学内容选择的主要教学方法和教学手段：教学方法：讲授法、讨论法、问题教学法、实例教学法 教学手段：多媒体与黑板板书相结合 七、布置的作业及复习思考题：P101-111：习题与思考题 2-15、2-16 八、选用教材和主要参考书：教材：模拟电子技术基础简明教程(第三版)，杨素行主编，北京：高等教育出版社，2006 年 5 月第 3 版。主要参考书：1 童诗白,华成英主编.模拟电子技术基础(第 4 版).北京：高等教育出版社,2006.2 罗桂娥主编.模拟电子技术基础(电类).长沙：中南大学出版社，2005.九、教学主要内容及教学安排：静态工作点的稳定问题 温度升高,静态工作点移近饱和区，使输出波形产生饱和失真。引起静态工作点波动的原因：外因：环境温度的变化。内因：三极管本身所具有的温度特性。解决措施：(1)保持放大电路的工作温度恒定。(2)从放大电路自身解决。最常用的静态工作点稳定电路是分压式工作点稳定电路。若iBfL1，fH180 丙类（C），导通角180 丁类（C），导通角2 时 RUVIIBECCREFC12 2.比例电流源 3.微电流源【教学方法】用引入法的教学方法：首先提出集成运放对偏置电路的特殊要求，再讨论基本镜像电流源如何从单级放大器改进获得，基本镜像电流源的基本特性恰好能满足集成运放对偏置电路的特殊要求。提高同学们解决问题的能力。【课堂小结】本节讲解了集成放大电路的特点以及集成运放的主要技术指标的含义。特别详细地讲解了集成运放的偏置电路-各种电流源，提高同学们如何运用旧知识学习新知识的方法。【课堂讨论】集成电路与单元电路之间的关系已是集成电路时代，还学习单元电路干什么 云 南 民 族 大 学 教 案 一、讲授章节名称：第五章、集成运算放大电路 中间级 输出级 二、本章节授课时间：第七周的周四 12 节 授课学时：2 学时 三、本章节授课教师姓名：王霞 职称：助教 四、本章节教学目标和教学要求：1、掌握差分放大器静态工作点和差分放大器差模电压放大倍数、差模输入电阻和输出电阻的估算方法。2、正确理解共模抑制比的概念。3、正确理解中间级、输出级的组成和作用。五、教学重点、难点：重点：差分放大器的组成和差模电压放大倍数、差模输入电阻和输出电阻的估算方法。难点：正确理解共模抑制比的概念。六、结合教学内容选择的主要教学方法和教学手段：教学方法：讲授法、讨论法、问题教学法、实例教学法 教学手段：多媒体与黑板板书相结合 七、布置的作业及复习思考题：P217-221：5-6、5-7、5-9 八、选用教材和主要参考书：教材：模拟电子技术基础简明教程(第三版)，杨素行主编，北京：高等教育出版社，2006 年 5 月第 3 版。主要参考书：1 童诗白,华成英主编.模拟电子技术基础(第 4 版).北京：高等教育出版社,2006.2 罗桂娥主编.模拟电子技术基础(电类).长沙：中南大学出版社，2005.九、教学主要内容及教学安排：1.基本形式差分放大电路（1）电路组成 两个输入、两个输出端口，两管静态工作点相同。电路结构对称，在理想的情况下，两管的特性及对应电阻元件的参数值都相等。对称差动放大电路对两管所产生的同向漂移都有抑制作用。（2）差模输入电压和共模输入电压 差模输入电压uId：两个输入电压大小相等、极性相反。共模输入电压uIc：两个输入电压大小相等、极性也相同。任模输入电压：实际上，在差分放大电路的两个输入端加上任意大小、任意极性的输入电压uI1和uI2，都可以将它们认为是某个差模输入电压和某个共模输入电压的组合。其中差模输入电压uId和共模输入电压uIc的值分别为:（3）差模电压放大倍数、共模电压放大倍数和共模抑制比 差模电压放大倍数Ad：udA是 VT1或 VT2单级放大倍数。牺牲一个放大管的放大倍数换取对零点漂移的抑制，但不理想，因电路不可能完全对称，单端输出时失去对零点漂移的抑制能力。共模放大倍数 2.长尾式差分放大电路 3.恒流源式差分放大电路 用恒流三极管代替阻值很大的长尾电阻Re，既可有效抑制零漂，又便于集成。4.差分放大电路的输入、输出接法 中间级 1.对中间级的要求 有较高的电压增益和输入电阻，向输出级提供较大的推动电流，实现差分与单端信号间的转换。2.有源负载 3.复合管 中间级采用复合管，得到很高的电流放大系数，提高电压放大倍数；能够大大提高输入电阻，以免对前级放大倍数产生不良影响。输出级 1、对输出级的要求 提供足够的输出功率以满足负载的需要，应具有较低的输出电阻，以增强带负载能力。有较高的输入电阻，以免影响前级的电压放大倍数。一般不要求输出级提供很高的电压放大倍数。应设法尽可能减小输出波形的失真。应有过载保护，以防止在输出端意外短路或负载电流过大时烧毁功率三极管。2、互补对称电路 3、过载保护电路【教学方法】运放是一个性能优越的直流放大器,怎样才能实现,是同学们学习电路第一次遇到的问题。采用将复杂问题分解，分步完成，再组合成系统完成任务。【课堂小结】本节详细地讲解了差分放大器静态工作点和差分放大器差模电压放大倍数、差模输入电阻和输出电阻的估算方法。重点突出的讲解了共模抑制比的概念和中间级、输出级的组成和作用。【课堂讨论】通用集成运放还有哪些不完美之处 云 南 民 族 大 学 教 案 一、讲授章节名称：第五章、集成运算放大电路 集成运放的典型电路 各类集成运放的性能特点 集成运放使用中的几个具体问题 二、本章节授课时间：第八周的周二 12 节 授课学时：2 学时 三、本章节授课教师姓名：王霞 职称：助教 四、本章节教学目标和教学要求：初步练习读电路：基本读懂通用运放 LM741 电路图。五、教学重点、难点：读通用运放 LM741 电路图。六、结合教学内容选择的主要教学方法和教学手段：教学方法：讲授法、讨论法、问题教学法、实例教学法 教学手段：多媒体与黑板板书相结合 七、布置的作业及复习思考题：P217-221：5-13 八、选用教材和主要参考书：教材：模拟电子技术基础简明教程(第三版)，杨素行主编，北京：高等教育出版社，2006 年 5 月第 3 版。主要参考书：1 童诗白,华成英主编.模拟电子技术基础(第 4 版).北京：高等教育出版社,2006.2 罗桂娥主编.模拟电子技术基础(电类).长沙：中南大学出版社，2005.九、教学主要内容及教学安排：集成运放的典型电路 1、双极型集成运放 LM741 LM741 是美国国家半导体公司的集成运放产品，是一类应用比较广泛的通用型集成运放。采用“提问讨论式”方法学习 LM741。LM741 运放主要由偏置电路、输入级、中间级、输出级保护电路组成。明白每部分电路的特殊任务、电路组成，如何让它的性能发挥到极值，与其它部分之间的联系。此电路整体的优缺点，是否有潜力可挖。各类集成运放的性能特点 集成运放使用中的几个具体问题 1.不能调零 2.漂移现象严重 3.产生自激振荡 使用集成运放时，为了防止损坏器件，保证安全，除了应选用具有保护环节，质量合格的器件外，电路中采用一定的保护措施。提问：在使用集成运放时还要设置一些保护措施 2.电源极性错接保护 3.输出端错接保护 若将集成运放的输出端错接到外部电压，可能引起过流或造成损坏。云 南 民 族 大 学 教 案 一、讲授章节名称：第六章、放大电路中的反馈 反馈的基本概念 二、本章节授课时间：第八周的周四12 节 授课学时：2 学时 三、本章节授课教师姓名：王霞 职称：助教 四、本章节教学目标和教学要求：1、掌握反馈的基本概念；2、会判断放大电路中是否存在反馈及反馈的类型。五、教学重点、难点：重点：判断放大电路中是否存在反馈及反馈的类型。难点：判断是正反馈还是负反馈。六、结合教学内容选择的主要教学方法和教学手段：教学方法：讲授法、讨论法、问题教学法、实例教学法 教学手段：多媒体与黑板板书相结合 七、布置的作业及复习思考题：P268-277：6-1 八、选用教材和主要参考书：教材：模拟电子技术基础简明教程(第三版)，杨素行主编，北京：高等教育出版社，2006 年 5 月第 3 版。主要参考书：1 童诗白,华成英主编.模拟电子技术基础(第 4 版).北京：高等教育出版社,2006.2 罗桂娥主编.模拟电子技术基础(电类).长沙：中南大学出版社，2005.九、教学主要内容及教学安排：反馈的基本概念 什么是反馈 反馈的定义：将放大电路的输出量（输出电压或输出电流）的一部分或全部，通过一定的方式，反送到输入回路中。反馈的分类 1.正反馈和负反馈 正反馈：引入的反馈信号增强了外加输入信号的作用，从而使放大电路的放大倍数提高。负反馈：引入的反馈信号削弱了外加输入信号的作用，从而使放大电路的放大倍数降低。判断方法：瞬时极性法。2.直流反馈和交流反馈 直流反馈：反馈信号中只包含直流成分。交流反馈：反馈信号中只包含交流成分。3.电压反馈和电流反馈 电压反馈：反馈信号取自输出电压，与输出电压成正比。电压负反馈可稳定输出电压，降低输出电阻。电流反馈：反馈信号取自输出电流，与输出电流成正比。电流负反馈可稳定输出电流，提高输出电阻。判断方法：可假设将输出端交流短路（即令输出电压等于零），若反馈信号不复存在，则为电压反馈，否则就是电流反馈。4.串联反馈和并联反馈 串联反馈：反馈信号与输入信号在输入回路中以电压形式求和。串联负反馈可提高输入电阻。并联反馈：反馈信号与输入信号在输入回路中以电流形式求和。并联负反馈降低输入电阻。【教学方法】以老师讲解为主，为同学们建立清晰的反馈概念，力求简单明了。【课堂小结】本节介绍了反馈的定义和反馈的类型，重点放在了反馈类型的判断方面。一定要学会判断。云 南 民 族 大 学 教 案 一、讲授章节名称：期中考试 二、本章节授课时间：第九周的周二12 节 授课学时：2 学时 三、本章节授课教师姓名：王霞 职称：助教 四、本章节教学目标和教学要求：期中考试 五、教学重点、难点：六、结合教学内容选择的主要教学方法和教学手段：七、布置的作业及复习思考题：八、选用教材和主要参考书：教材：模拟电子技术基础简明教程(第三版)，杨素行主编，北京：高等教育出版社，2006 年 5 月第 3 版。主要参考书：1 童诗白,华成英主编.模拟电子技术基础(第 4 版).北京：高等教育出版社,2006.2 罗桂娥主编.模拟电子技术基础(电类).长沙：中南大学出版社，2005.九、教学主要内容及教学安排：期中考试 云 南 民 族 大 学 教 案 一、讲授章节名称：第六章、放大电路中的反馈 负反馈的四种组态和反馈的一般表达式 二、本章节授课时间：第九周的周四 12 节 授课学时：2 学时 三、本章节授课教师姓名：王霞 职称：助教 四、本章节教学目标和教学要求：掌握负反馈的四种组态和反馈的一般表达式。五、教学重点、难点：重点：如何判断负反馈是属于哪种组态。正确理解一般表达式的含义。难点：判断负反馈是属于哪种组态。六、结合教学内容选择的主要教学方法和教学手段：教学方法：讲授法、讨论法、问题教学法、实例教学法 教学手段：多媒体与黑板板书相结合 七、布置的作业及复习思考题：P268-277：6-2、6-3 八、选用教材和主要参考书：教材：模拟电子技术基础简明教程(第三版)，杨素行主编，北京：高等教育出版社，2006 年 5 月第 3 版。主要参考书：1 童诗白,华成英主编.模拟电子技术基础(第 4 版).北京：高等教育出版社,2006.2 罗桂娥主编.模拟电子技术基础(电类).长沙：中南大学出版社，2005.九、教学主要内容及教学安排：负反馈的四种组态 1.电压串联负反馈 2.电压并联负反馈 3.电流串联负反馈 4.电流并联负反馈 反馈的方块图和一般表达式 云 南 民 族 大 学 教 案 一、讲授章节名称：第六章、放大电路中的反馈 负反馈对放大电路性能的影响 二、本章节授课时间：第十周的周二 12 节 授课学时：2 学时 三、本章节授课教师姓名：王霞 职称：助教 四、本章节教学目标和教学要求：正确理解负反馈对放大性能的影响，以及如何根据实际要求在放大电路中引入适当的的反馈。五、教学重点、难点：提高放大倍数的稳定性，减小非线性失真和抑制干扰，展宽频带，改变输入电阻和输出电阻。六、结合教学内容选择的主要教学方法和教学手段：教学方法：讲授法、讨论法、问题教学法、实例教学法 教学手段：多媒体与黑板板书相结合 七、布置的作业及复习思考题：P268-277：6-5、6-6、6-7 八、选用教材和主要参考书：教材：模拟电子技术基础简明教程(第三版)，杨素行主编，北京：高等教育出版社，2006 年 5 月第 3 版。主要参考书：1 童诗白,华成英主编.模拟电子技术基础(第 4 版).北京：高等教育出版社,2006.2 罗桂娥主编.模拟电子技术基础(电类).长沙：中南大学出版社，2005.九、教学主要内容及教学安排：提高放大倍数的稳定性 6.3.2 减小非线性失真和抑制干扰 采用预失真法减小非线性失真 展宽频带 改变输入电阻和输出电阻 1.负反馈对输入电阻的影响 举一压电式传感器对前置放大器的输入电阻的要求，希望输入电阻越大越好。式中 iaRRR/，aR为传感器的内阻，非常高，放大器输入电阻iR越大，R越大，传感器的电压能有效放大。希望MRi1000。如何提高放大器的输入电阻 2.负反馈对输出电阻的影响【教学方法】【课堂小结】本节介绍了负反馈对放大性能的影响，以及如何根据实际要求在放大电路中引入适当的的反馈。【课堂讨论】由传感器信号放大的实际需要，如何设计一个很高输入电阻的前置放大器 云 南 民 族 大 学 教 案 一、讲授章节名称：第六章、放大电路中的反馈 负反馈放大电路的分析计算 二、本章节授课时间：第十周的周四 12 节 授课学时：2 学时 三、本章节授课教师姓名：王霞 职称：助教 四、本章节教学目标和教学要求：正确理解具有深度负反馈放大电路的闭环电压放大倍数的近似估算。五、教学重点、难点：深度负反馈放大电路的闭