《模拟电子技术基础》教学教案.docx

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1、知识目标：掌握二极管的外形和电路图形符号；掌握二极管的相关特性参数；了解整流电路的基本组成,理解其工作原理，能进行简单的工程计算；熟悉电容滤波的基本形式，知道滤波电容参数的选用原那么；了解常用的几种特殊二极管的功能及使用常识。能力目标：掌握直流电源的制作方法；能看懂简易电源电路原理图；可在万能电路板上设计安装线路；可用万用表检测元器件；会根据电路设计图安装电路；检查后通电，并用万用表测输出电压值；用示波 器观察变压器次级波形、整流后的波形以及滤波后的波形。素质目标：具有较扎实的基本功和良好的职业素养，具有较强的独立工作能力和创新精神教学 半导体的基础知识；二极管构成的各种应用；熟悉电容滤波的基

2、本形式，知道滤波电容参数的选用原那么;重点各种稳压电路的应用整流电路的基本组成，理解其工作原理，能进行简单的工程计算；电容滤波的基本形式，知道滤波电容参 数的选用原那么；集成稳压器构成的各种应用电路分析。工程一直流稳压电源的制作K工程描述U在工业或民用电子产品中，其控制电路通常采用直流电源供电。对于直流电源的获取，除了直接采用蓄电池、干电池或直流发电机外，还可以将电网的380/220 V交流电通过电路 转换的方式转换成直流电来获取。本工程从简易直流稳压电源入手，分析交流电转换为直流电的方法，为后续各工程所需 直流电源的设计打下基础。K工程分析H简易直流稳压电源电路如图17所示，试分析其工作原理

3、并制作该电路。020 mAo+图17所示的直流稳压电源可用图1-2所示的方框图来表示。图17简易直流稳压电源电路教学目标教学难点教学难点教学手段实物演示；教学板书；录像插件；电子课件。教学学时20241N4007X4DW2CWI2200 Q220 V50 HzVD|VD苕1 000 pF25 V VDj本图2-2光敏电阻任务一认识三极管一、三极管的特性（-）三极管的工作原理1,结构与符号无论是NPN型还是PNP型的三极管，内部均包括三个区：发射区、基区和集电区，并相 应地引出三个电极，即发射极、基极和集电极，同时在三个区的两两交界处形成两个PN结,分别称为发射结和集电结。发射极箭头方向表示发射

4、结加正向电压时，发射极正向电流的方 向。2.三极管的三种连接方式根据所选公共端电极的不同，有三种连接方式，即共基极、共发射极和共集电极。3.三极管的电流分配与放大原理1）三极管放大的条件（1）三极管具有电流放大作用的外部条件为：发射结正向偏置，集电结反向偏置。（2）三极管具有电流放大作用的内部条件为：发射区的掺杂浓度大，集电区掺杂浓度低,且集电结面积大，基区要制造得很薄。2）三极管的电流放大原理（1）发射区向基区注入电子。（2）电子在基区的复合和扩散。（3）集电区收集扩散过来的电子。（二）晶体三极管的伏安特性1.输入特性曲线输入特性曲线是指在UCE一定的条件下，加在三极管基极与发射极之间的电压

5、UBE与产 生的基极电流IB之间的关系，可用表达式IB=f（UBE）UCE二常数来表示。2,输出特性曲线输出特性曲线是指在L一定的条件下，集电极与发射极的电压h与集电极电流lc之间 的关系曲线。1）截止区：一般将输出特性曲线IBWO以下的区域称为截止区。2）放大区：放大区指输出特性曲线之间间距接近相等，且互相平行的区域。3）饱和区：饱和区是指输出特性曲线靠近左边陡直,且互相重合的曲线与纵轴之间的区 域。二、三极管的主要参数1.电流放大系数2.极间反向饱和电流D集电极-基极反向饱和电流ICBO2）集电极-发射极反向饱和电流IcEO（又称穿透电流）3.极限参数1）集电极最大允许电流1CM2）集电极

6、最大允许耗散功率PCM3）反向击穿电压4.温度对特性曲线的影响1）温度对UBE的影响2）温度对ICBO的影响了解双极型半导 体三极管的结构 与特性。熟悉三极管的工 作原理、伏安特性 及主要参数。3）温度对B的影响任务二认识基本放大电路一、放大电路的基本知识（-）放大电路的概述1.放大电路结构（1）信号源。信号源是所需放大的电信号，可由将非电信号物理量变换为电信号的换能 器（传感器等）提供；也可以是前一级电子电路的输出信号。（2）负载。负载是接受放大电路输出信号的元件或电路，可由将电信号变成非电信号的 输出换能器（喇叭等）构成；也可以是下一级电子电路的输入电阻。（3）直流电源。直流电源用以供给放

7、大电路工作时所需要的能量，其中一局部能量转变 为输出信号输出，还有一局部能量消耗在放大电路中的电阻、器件等耗能元器件中。2.实现放大的条件3.放大器的基本要求（1）要有足够的放大倍数。（2）要具有一定宽度的通频带。（3）非线性失真要小。（4）工作要稳定。4,对输入、输出信号的要求1）对输入信号的要求放大器的输入端必然是与提供信号的信号源相连接的。2）对输出信号的要求放大器的输出端是与输出负载相连接的。（二）放大电路的主要性能指标1.放大倍数D电压放大倍数Au电压放大倍数是衡量放大电路电压放大能力的指标。2）源电压放大倍数Aus源电压放大倍数是考虑了信号源内阻影响时的电压放大倍数。3）电流放大倍

8、数Ai电流放大倍数是放大电路的输出电流与输入电流幅值或有效值之比。4）功率放大倍数AP功率放大倍数是放大电路的输出功率与输入功率之比。2,输入电阻Ri例1信号源us=20 mV,Rs=600。当Ri分别等于6 kQ、600。和60。时，试 求输入电流i i和输入电压ui的大小。3.输出电阻Ro输出电阻有两种定义方法：一种是从放大电路的输出端看进去的等效电阻；另一种是当 输入端信号短号（usR,Rs保存），输出端负载开路时，外加一个正弦输出电压u得到相应 的输出电流i,两者之比即为输出电阻R。4.通频带与频率失真5.最大输出功率和效率放大电路的最大输出功率是指在输出信号基本不失真的情况下，能够向

9、负载提供的最大 功率，用Pom表示。假设直流电源提供的功率为PD,放大电路的输出功率为P。，那么放大电路的 效率n为n=Po/PD。71越大，放大电路的效率越高，电源的利用率就越高。二、三种基本组态放大电路（一）共发射极放大电路掌握三极管的放 大作用。1.电路组成1）三极管V2）直流电源VCC3）偏置电阻RB4）集电极负载电阻RC5）耦合电容C1和C22.工作原理放大电路的功能是将微小输入信号的变化规律放大成幅值变化较大的输出信号。1）放大原理图275共发射极放大电路的工作图解2）静态值与非线性失真引起失真的原因有多方面，其中主要的原因是由于放大电路的静态值设置不合理，使三 极管的工作范围超出

10、了特性曲线上的线性范围而进入非线性区。这种失真称为非线性失真。3）静态值的估算静态值是直流量，可以从直流通路直接计算。4）电压放大倍数Au、输入电阻Ri、输出电阻R。的测量（1）电压放大倍数Au的测量。放大倍数是衡量一个放大电路放大能力的指标，电压放 大倍数定义为：在不失真时输出电压与输入电压的变化量之比。（2）输入电阻的测量。对信号源来讲，放大电路就是它的负载，这个负载可用一个等效 电阻Ri来表示，这个等效电阻就是放大电路的输入电阻。（3）输出电阻的测量。（二）分压偏置式放大电路1.电路的组成2.直流分析掌握三极管各种 组态的分析方法 和放大电路的调 试方法。（a）放大电路（a）放大电路（b

11、）电流/电压波形图2-31（二）差分放大电路的动态分析基本差分放大电路掌握差分放大电 路的原理和分析 方法。3.主要性能指标分析D电压放大倍数2）输入电阻3）输出电阻例2在图2-20所示电路中，三极管B=100,r bb=200 Q,UBEQ=0.7 V,Rs=1 k Q,Rb1=62 kQ,Rb2=20 kQ,Rc=3 kQ,Re=1.5 kQ,RL=5.6 kQ,UCC=15 V,各电容的 容量足够大。试求：（1）静态工作点；（2）Au、Ri、R。和源电压放大倍数Aus；（3）如果发 射极旁路电容Ce开路，画出此时放大电路的交流通路和小信号等效电路，并求此时放大电路Au、Ri、Roo（三）

12、射极输出器1.电路的组成在这里所要讲的射极输出器，信号是从基极输入、从发射极输出，输入回路和输出回路 共用三极管的集电极，因此，射极输出器又称为共集电极放大电路。射极输出器的最大特点是输入信号与输出信号的波形相同且幅值基本相等。2.性能指标分析（四）共基极放大电路共基极放大电路具有输出电压与输入电压同相、电压放大倍数高、输入电阻小、输出电 阻大等特点。由于共基极电路有较好的高频特性，故广泛应用于高频或宽带放大电路中。例4图2-29所示共基极放大电路中三极管0=100,rzbb=200 Q,UBEQ=0.7 V,Rb仁62 kO,Rb2=20 kO,Rc=3 kQ,RL=5.6 kO,Rb1=6

13、2 kO,Rs=1 kQ,UCC=15 V,C1、C2、C3对交流信号可视为短路。试求：（1）静态工作点；（2）主要性能指标Au、Ri、R。和Aus。（五）三种基本组态的比拟（1）共射极电路同时具有较大的电压放大倍数和电流放大倍数，输入电阻和输出电阻值 比拟适中。（2）共集电极电路的特点是电压跟随，即电压放大倍数接近于1或小于1,而且输入电 阻很高、输出电阻很低，由于具有这些特点，常被用做多级放大电路的输入级、输出级或作 为隔离用的中间级。（3）共基极电路的突出特点在于它具有很低的输入电阻，使晶体管结电容的影响不显著,因而频率响应得到很大改善，所以这种接法常常用于宽频带放大器中，特别用于接收机

14、的高 频头作为前置放大。任务三认识差分放大电路一、差分放大电路的工作原理（一）差分放大电路的组成及静态分析（b）克流通1.差模输入与差模特性在差分放大电路输入端加入大小相等、极性相反的输入信号，称为差模输入。2.共模输入与共模抑制比图2-33差分放大电路共模输入在差分放大电路的两个输入端加上大小相等、极性相同的信号，如图2-33(a)所示，称为共模输入，此时，令uikui2=uid。在共模信号的作用下，VT1、VT2管的发射极电流同 时增加(或减小)；由于电路是对称的，所以电流的变化量ie1=ie2,那么流过Re的电流增加2ie1,Re两端压降产生ue=2ie1Re=ie1(2Re)的变化量，

15、这就是说，Re对每个晶体管的共模 信号有2Re的负反响效果，由此可以得到图2-33(b)所示共模信号交流通路。例5差分放大电路的输出信号ui1=1.01 V,ui2=0.99 V,试求差模和共模输入电 压。假设Aud二一50,Auc=-0.05,试求该差分放大电路的输出电压uo及KCMR。二、具有电流源的差分放大电路(一)电流源电路(二)具有电流源的差分放大电路三、差分放大电路的输入、输出方式(一)差分放大电路的单端输入、输出方式(b)单端输入、单端输出比拟分析三种电 流源。(d)小次愉入、双端输出（二）双端变单端的转换电路K工程实施一、电子元器件的检测与筛选1.外观质量检查.元器件的识别与测

16、试1）三极管（1）管型和基极的判别。（2）集电极和发射极判别。3AX31熟悉三极管使用的基本知识，能判断三极管的好坏。图2-44三极管常用的外形及引脚排列2）光敏电阻3）直流继电器（1）基本结构。（2）基本参数。额定工作电压指继电器正常吸合时线圈所需要的电压。直流电阻。直流电阻是指继电器中线圈的直流电阻，可用万用表电阻挡直接测量。吸合电流。吸合电流是指继电器能够产生吸合动作的最小电流。释放电流。释放电流是指继电器产生释放动作的最大电流。（3）继电器的测试。测触点电阻。用万用表的电阻挡测继电器常闭触点与动点之间的电阻，其阻值应为0 0;而常开触点与动点之间的电阻应为无穷大。由此可以区别出哪个是常

17、闭触点，哪个是常 开触点。测线圈电阻。可用万用表RX10。挡测量继电器线圈的电阻值，从而判断该线圈是否 存在开路现象。:那么量吸合电压和吸合电流。二、元器件和材料清单本任务所用元器件和材料清单如表2-2所示。三、电路的连接1.万能实验板万能实验板是通过印制、蚀刻和钻孔等工艺，在覆铜板上做出2连、3连或4连的焊盘,用于固定元器件和实现连接。它的使用方法和面包板相同，不同处在于它是利用焊接的方式 来固定元器件的。利用它可快捷、方便地搭接电路，特别适合样机的制作。缺点是连线易出 错，排查错误比拟困难，不适合高频电路。2.电路的连接四、电路的检测与调试1.目视检验电路连接完成后，不要通电，首先对照电路

18、原理图或接线图逐个元件、逐条导线认真地 检查电路的连线是否正确，特别是二极管和三极管管脚的连接。2.通电检测电路接通电源后，首先将整个电路（或光敏电阻）置于光亮环境中，同时用万用表电阻挡 检测继电器常开触点的状态。正常时常开触点应处于断开状态。然后将整个电路（或光敏电阻）置于光线昏暗环境中，此时应听到继电器动铁芯（衔铁）“嗒”的吸合声，常开触点闭合，同时万用表指示电阻为零。假设此时继电器衔铁不动作，应 调整电位器RW,直至继电器动作正常。假设继电器仍不动作，说明电路存在故障。知识目标：熟悉乙类互补对称放大电路的组成、工作原理及功率与效率的估算，了解甲乙类功放的特点 及电路组成；了解多级放大电路

19、的耦合方式和分析方法；掌握反响电路的组成，了解其基本关系式；掌 握负反响放大电路类型、极性的判别，熟悉负反响对放大电路性能的影响，了解不同类型负反响放大电 路的性能特点；了解放大电路引入负反响的一般原那么，掌握深度负反响放大电路的特点，熟悉其闭环电 压增益的估算方法。能力目标：会识别与检测元器件；能调试常用集成音频功率放大电路；能按工艺要求独立进行音频放大 电路的装配、测试和调试；能独立排除装配、调试过程中出现的故障。素质目标：具有较扎实的基本功和良好的职业素养，具有较强的独立工作能力和创新精神多级放大电路的耦合方式和分析方法；反响电路的组成，了解其基本关系式；负反响放大电路类型、极 性的判别

20、；放大电路引入负反响的一般原那么；负反响对放大电路性能的影响；闭环电压增益的估算方法;互补对称功率放大电路和集成功率放大电路。多级放大电路的耦合方式和分析方法；负反响放大电路类型、极性的判别。教学 内容与 教学过程设计教学目标教学重占教学重占教学难点教学手段实物演示；教学板书；录像插件；电子课件。教学学时1620工程三音频放大电路的制作K工程描述X音频功率放大器电路如图3-1所示，其最大不失真功率可达0.5 Wo试分析其工作原理 并制作该电路。K工程分析1.电路组成本工程的电路由四局部组成，分别为电子开关、前置放大级、推动级和功率放大级。电源电子开关主要由三极管V1和V2构成，为了便于分析，将

21、电子开关局部电路重画于 图3-3中。2.输出功率计算K知识链接U一、前置放大电路的制作(-)多级放大电路的组成基本放大电路的性能通常很难满足电路或系统的要求，因此实用上需将两级或两级以上 的基本单元电路连接起来组成多级放大电路。(-)多级放大电路的耦合方式1.直接耦合放大电路中把前级的输出端直接或通过电阻接到下级的输入端，这种连接方式称为直接 耦合。优点是：既能放大交流信号，也能放大缓慢变化信号和直流信号，并且便于集成化。实 际的集成运算放大电路一般都是直接耦合多级放大电路。缺点是：直接耦合使前合级之间存在着直流通路，造成各级工作点互相影响，不能独立,使多级放大电路的分析、设计和调试工作比拟麻

22、烦。直接耦合放大电路最突出的问题是零点漂移问题。将直接耦合放大电路的输入端对地短 路，即当输入电压恒为零时，出现输出电压不等于零的情况，这种现象称为零点漂移（简称“零漂又称为温度漂移（简称“温漂2,阻容耦合放大电路中级与级之间通过电阻和电容相连接，称为阻容耦合放大电路。图3-6所示为 两级电容耦合放大电路，电路第一级的输出通过C2与第二级的输入电阻进行信号的耦合，故 称为阻容耦合放大电路。图3-6两级阻容耦合放大电路这种耦合方式中各级放大电路的静态值都是相互独立、互不影响的，各级放大电路的静 态值可以单独考虑，这就给分析、设计和调试带来了很大的方便。此外，它还具有体积小、重量轻的优点八但是阻容

23、耦合具有很大的局限性。首先它不适合传送缓慢变化的信号，其次在集成电路中，要想制造大容量的电容是很困难的，因此这种耦合方式在线性集成 电路中无法采用。3.变压器耦合放大电路中通过变压器连接前后级的方式称为变压器耦合。最大优点是能够进行阻抗、电压和电流的变换，特别是阻抗的变换，在功率放大电路中 常常用到。由于变压器对直流信号无变换作用，因此具有很好的隔直作用，使各级放大电路 的静态值互不影响。缺点是：变压器体积和重量较大、高频性能差及价格高，而且也不能放大缓慢变化的信 号，对直流信号根本无法传送。（三）多级放大电路的动态分析1.电压放大倍数在多级放大电路中，不管何种耦合方式和何种组态电路，由于各级

24、是互相串联起来的，从交流参数来看，前一级的输出信号就是后一级的输入信号，而后一级的输入电阻即为前一 级的交流负载，因此多级放大电路总的电压放大倍数等于各级电压放大倍数的乘积，即Au=Au1XAu2XXAun（3-4）其中，n为多级放大电路的级数 c2.输入电阻和输出电阻一般来说，多级放大电路的输入电阻就是输入级（第一级）的输入电阻；而多级放大电路 的输出电阻就是输出级（最后一级）的输出电阻。二、负反响在放大电路中的应用（-）反响放大电路的组成及基本关系式1.反响的基本概念讲解前置放大电 路的制作。掌 握 多级 放 大 电路 的 耦合 方 式 和分析方法。图1-2直流稳压电源的方框图K知识链接U

25、一、半导体基础知识（一）本征半导体纯洁的、不含其他杂质的半导体称为本征半导体。用于制造半导体器件的纯硅和纯楮都 是晶体，其原子最外层轨道上有4个电子，这些电子称为价电子，它们同属于4价元素。（二）杂质半导体掺入杂质的半导体称为杂质半导体，根据掺入杂质性质的不同，可以分为N型半导体和P型半导体。载流子以电子为主的半导体称为电子型半导体或N型半导体；载流子以空穴为 主的半导体称为空穴型半导体或P型半导体。.1.N型半导体2.P型半导体在本征半导体中掺入少量的3价杂质元素，如硼、钱和锢等，就形成P型半导体。这种 杂质因能够吸收电子被称为受主原子，这种掺杂使空穴的浓度大大增加，这种以空穴导电为 主的半

26、导体称为P型（或空穴型）半导体，其中空穴是多数载流子（简称多子），自由电子是 少数载流子（简称少子）。杂质离子虽然带电，但不能移动，因此它不是载流子；杂质半导体虽然有一种载流子占 多数，但整个半导体仍呈电中性。（三）PN结1.PN结的形成在一块完整的本征硅片上，用不同的掺杂工艺使其一边形成N型半导体，另一边形成P型半导体，在这两种杂质半导体的交界面附近就会形成一个具有特殊性质的薄层（正离子或 负离子的区域），这个特殊的薄层就是PN结。内电场有两个作用：一方面阻碍多子的扩散运动；另一方面促使两个区靠近交界面处的 少子产生漂移运动。2.PN结的单向导电性1）PN结正偏假设在PN结加上一个正向电压，

27、即电源的正极接P区，负极接N区，PN结的这种接法 称为正向接法或正向偏置（简称正偏）。正向偏置时，只要在PN结两端加上一定的正向电压（大于电位势垒），就可得到较大的 正向电流。为了防止回路中电流过大，一般可接入一个电阻。2）PN结反偏假设在PN结上加上一个反向电压，即电源的正极接N区，而电源的负极接P区，这种接 法称为反向接法或反向偏置（简称反偏）。PN结正偏时导通，呈现很小的电阻，形成较大的正向电流；反偏时截止，呈现很大的电 阻，反向电流近似为零。因此，PN结具有单向导电特性。3.PN结的击穿特性4.雪崩击穿当反向电压足够高时，阻挡层内电场很强，少数载流子在结区内受强烈电场的加速作用,获得很

28、大的能量，在运动中与其他原子发生碰撞时，有可能将价电子撞出共价键，形成新的 电子一空穴对。这些新的载流子与原先的载流子一同在强电场作用下碰撞其他原子撞出更多 的电子一空穴对，如此连锁反响，使反向电流迅速增大，这种击穿称为雪崩击穿。5.齐纳击穿所谓齐纳击穿是指当PN结两边掺入高浓度杂质时，其阻挡层宽度很窄，即使外加反向电 压不太高（一般为几伏），在PN结内也可形成很强的电场（可到达2X106 V/cm）,从而将共结合图片及视频，讲解半导体的基础知识。自激的产生是因为电路中存在把输出信号返送回输入信号的回路，这一回路就称为反响 电路。假设反响电路应用得好，可以用来稳定电路的工作、产生各种振荡波形信

29、号；假设应用的 不好，就会使放大电路不能正常放大。图371反响框图假设反响信号削弱了外加输入信号的作用，使放大电路的放大倍数降低，那么称这种反响为负反响，反之那么为正反响。见图371,负反响由于反响信号与输入信号反相，叠加的结果使 实际被放大的信号减弱，电路输出信号变小；而正反响由于反响信号与输入信号同相，叠加 的结果是使放大器的实际被放大的信号增加，信号将越增越大。负反响主要用于提高放大电 路的质量，正反响那么主要用于自激振荡。3.反响放大电路的基本关系式(二)负反响放大电路的基本类型1.直流反响和交流反响根据反响信号的性质可将反响分为直流反响和交流反响。如果反响仅存在于直流通路中,反响信号

30、只含有直流成分那么为直流反响；如果反响仅存在于交流通路中，反响信号只有交流 成分那么为交流反响；如果反响既存在于直流通路中，又存在于交流通路中，那么为交直流反响。在一个放大电路中，两种反响往往都有。直流负反响影响放大电路的直流性，常用以稳定静 态工作点；交流负反响影响放大电路的交流性能，常用以改善放大电路的动态性能。2.正反响和负反响正反响虽能提高增益，但会使放大电路的工作稳定度、失真度、频率特性等性能显著变 坏；负反响虽然降低了放大电路的增益，但却使放大电路许多方面的性能得到改善，所以，实际放大电路中均采用负反响，而正反响主要用于振荡电路中。3.电压反响和电流反响在输出端，假设反响网络与基本

31、放大电路、负载RL并联连接，如图375(a)所示，反响信 号取样于输出电压，称为电压反响；在输出端，假设反响网络与基本放大电路、负载串联连接,如图375(b)所示，反响信号取样于输出电流，那么称为电流反响。.判断反响是电压反响还是电流反响可采用输出短路法，即假设将负载RL短路，也就是使 输出电压为零。此时假设反响信号随输出电压为零而消失，那么原来的反响是电压反响；假设电路中仍然有反响存在，那么原来的反响应该是电流反响。4.串联反响和并联反响在三极管构成的反响放大电路中，存在以下一般规律：在输入回路中，假设反响信号接于了解不同类型负反响放大电路的性能特点。+(a)三极管的基极那么为并联反响；假设

32、反响信号接于三极管的发射极那么为串联反响。在放大电路引入的交流负反响共有四种类型：电压串联负反响、电压并联负反响、电流 串联负反响、电流并联负反响。(三)负反响放大电路四种组态的识别反响类型的分析步骤如下：(1)确定有无反响；(2)判断反响极性；(3)判别是串联反响还是并联反响；(4)判别是电压反响还是电流反响。例2试分析图378所示的反响放大电路。图3-18电压串联负反响电路例3试分析图3-19所示的反响放大电路。图379电压并联负反响电路例4试分析图3-20所示的反响放大电路。图3-20电流串联负反响电路 例5试分析图3-21所示的反响放大电路。(b)电压跟随器电路比拟负反响放大 电路四种

33、组态的 识别。结合例题讲解 c（四）负反响对放大电路性能的影响1.提高放大倍数的稳定性2.减小了非线性失真3.扩展通频带4.改变输入电阻和输出电阻1）负反响对输入电阻的影响（D串联负反响使输入电阻增大。（2）并联负反响使输入电阻减小。2）对输出电阻的影响输出电阻就是放大电路输出端等效电源的内阻。放大电路引入负反响后，对输出电阻的 影响取决于输出端的取样方式，而与输入端的反响类型无关。设R。为基本放大电路的输出电 阻，称为开环输出电阻；Rof为有反响时的输出电阻，称为闭环输出电阻。（1）电压负反响使输出电阻减小。（2）电流负反响使输出电阻增大。（五）放大电路引入负反响的一般原那么（1）要稳定放大

34、电路的某个量，就采用某个量的负反响方式。（2）根据对输入、输出电阻的要求来选择反响类型。（3）根据信号源及负载来确定反响类型。假设放大电路输入信号源已确定，为了使反响效果显著，那么要根据输入信号源内阻的大小来确定输入端反响类型。（六）深度负反响放大电路的分析方法1.深度负反响放大电路的特点（1）净输入信号uid近似为零，即基本放大电路两输入端P、N电位近似相等，两输入 端间似乎短路但并没有真的短路，称为“虚短”；（2）闭环输入电阻RifTs,闭环放大电路的输入电流近似为零，即流过基本放大电路 两输入端P、N的电流为零，两输入端似乎开路但并没有真的开路，称为“虚断二2.深度负反响放大电路性能的估

35、算1）电流串联负反响放大电路例7估算图3-29所示负反响放大电路的电压放大倍数Auf=uo/ufowf1RF图3-29电流串联负反响放大电路2）电流并联负反响放大电路结合例题讲解。例8估算图3-30所示负反响放大电路的电压放大倍数Auf=uo/ufo图3-30电流并联负反响放大电路（七）负反响放大电路的自激振荡和消除方法1.产生自激振荡的条件和原因2.消除自激振荡的常用方法消除高频自激的基本方法是：在基本放大电路中插入相位补偿网络（也称消振电路），以 改变基本放大电路高频段的频率特性，从而破坏自激振荡条件，使其不能振荡。如图331图3-31高频补偿网络三、功率放大电路的制作（-）功率放大电路的

36、性能要求与分类3.功率放大器的基本要求（1）根据负载要求，提供所需要的输出功率。（2）具有较高的效率。放大器输出给负载的功率是由直流电源提供的。（3）尽量减小非线性失真。2.功率放大器的分类根据功率放大器中三极管的工作状态不同，通常把功率放大器分为甲类、乙类和甲乙类甲类功率放大电路虽然具有电路结构简单的优点，但它在无输入信号时自身消耗的功率 较大（这种功率称为静态功耗），因此效率较低50%）,通常用于输出功率比拟小的功放电路 中。当要求输出功率较大且效率较高时，通常采用各种形式的互补对称式电路。（二）互补对称功率放大电路1.0TL乙类互补对称电路 这种类型的功放电路的主要 放大电路的效率可达7

37、8.5%；主要 由于在输入电压ul的幅度小于三 均不能导通，故ic1和ic2以及 的失真，这种失真称为交越失真。2.0TL甲乙类互补对称电路分组讨论不同种类功率放大器的优缺点。+匕优点是效率高，理想情况下 缺点是波形失真比拟严重 c 极管的死区电压时，V1和V2 iL、uo的波形都将出现明显图3-37 OTL甲乙类互补对称电路的波形图采用甲乙类互补对称功放电路既能减小非线性失真，改善输出波形，同时又能获得较高 的效率，所以在实际电路中得到了广泛应用。3.OCL互补对称电路4.功率管的散热问题一、印制电路板的手工制作方法D下料2）拓图3）钻孔4）描板5）腐蚀6）去膜7）涂助焊剂2,贴图法贴图法制

38、作PCB的步骤如下。（1）将胶带纸裁成合适的宽度，需要钻孔的线条宽度应在1.5 mm以上。（2）按设计图形贴到覆铜板上，贴图时要压紧，否那么腐蚀液进入后将使图形受损。（3）放入腐蚀液中进行腐蚀。3.热转印法热转印法制作PCB的步骤如下。（D用Protel或其他制图软件设计好印制电路板图。（2）用激光打印机将设计好的电路板图打印在转印纸上。（3）用细砂纸擦干净覆铜板，磨平四周，将打印好的转印纸覆盖在覆铜板上，送入照片 过塑机（温度调到180200C）来回压几次，使熔化的墨粉完全吸附在覆铜板上（假设覆铜板足图3-39常用的几种散热器外形够平整，那么可用电熨斗烫几次，这样也能实现图形的转移）。（4）

39、覆铜板冷却后揭去转印纸，腐蚀后，即可形成做工精细的PCB。二、元器件和材料清单实现本工程所用元器件和材料清单如表37所示。三、电路的实现1元器件的检测1）外观质量检查2）元器件的测试与筛选2.元器件的引线成型及插装D元器件的引线成形2）元器件的插装3.整机装配1）印制电路板的装配2）装配其他元件四、电路的调试教学 目标知识目标：掌握集成运放的线性及非线性应用基础知识一一虚短、虚断的概念；掌握基本运算电路，如 用集成运放实现电信号的比例、力口、减、积分、微分等基本运算的方法和原理；掌握集成运放的非线性 应用。能力目标：熟练掌握集成运放性能及其分析判别方法；通过红外线报警器电路的分析与制作，使学生

40、理 解和掌握集成运放的特性及应用，能按工艺要求独立进行电路装配、测试和调试，并能独立排除装配、调试过程中出现的故障。素质目标：具有较扎实的基本功和良好的职业素养，具有较强的独立工作能力和创新精神教学 重占.T.f集成运放的线性及非线性应用基础知识一一虚短虚断的概念；基本运算电路如用集成运放实现电信号的 比例、力口、减、积分、微分等基本运算的方法和原理；集成运放的非线性应用。教学 难点集成运算放大器的结构、分类和参数；集成运放的非线性应用。教学 手段实物演示；教学板书；录像插件；电子课件。教学内容与教学过程设计工程一 公差测量技术概述任务一互换性概述K工程描述1红外线报警器电路如图47所示，试分

41、析其工作原理并制作该电路。AAj：LM324图47红外线报警器电路 任务一认识集成运算放大器K知识链接】一、电路结构集成运算放大器主要由输入级、中间放大级、功率输出级和偏置电路等组成。集成运算放大器的输入级通常是三极管恒流源双端输入差动放大电路。这样可有效控制 零点漂移，提高共模抑制比，并可获得较好的输入特性和输出特性。集成运算放大电路有两个输入端，即反相输入端Ui-和同相输入端Ui+,一个输出端U0。反相输入端输入时，输出信号与输入信号反相。同相输入端输入时，输出信号与输入信号同 相。二、集成运放的分类（一）通用型运算放大器通用型运算放大器就是以通用为目的而设计的。这类器件的主要特点是价格低

42、廉、产品 量大面广,其性能指标能适合于一般性使用。（二）高阻型运算放大器这类集成运算放大器的特点是差模输入阻抗非常高，输入偏置电流非常小，一般rid Md火?|B为几皮安到几十皮安。（三）低温漂型运算放大器在精密仪器、弱信号检测等自动控制仪表中，总是希望运算放大器的失调电压小且不随温 度的变化而变化。低温漂型运算放大器就是为此而设计的。（四）高速型运算放大器高速型运算放大器主要特点是具有高的转换速率和宽的频率响应。（五）低功耗型运算放大器常用的运算放大器有TL 022C、TL 060C等,其工作电压为218 V,消耗电流为50250 mAo（六）高压大功率型运算放大器高压大电流集成运算放大器外

43、部不需附加任何电路,即可输出高电压和大电流。三、集成运放的电压传输特性教学学时812区分不同种类的运算放大器。集成运放的电压传输特性如图4-8所示，传输特性分为线性区（放大区）和非线性区（饱 和区）。图4-8集成运放的电压传输特性（1）要使集成运放工作在线性区，必须使其工作在闭环状态，并引入深度负反响。（2）当电路工作于开环状态或加有正反响时，工作于非线性区。四、集成运放的主要参数（一）开环差模电压放大倍数Au。（）最大输出电压Uopp（三）输入失调电压Uio（四）输入失调电流li。（五）最大差模输入电压UidM（六）最大共模输入电压UicM（七）共模抑制比KCMR（八）输出电阻r。（九）差模

44、输入电阻rid任务二 集成运算放大器的线性应用K知识链接一、反相比例运算电路图4-9所示为反相比例电路。R1是信号输入电阻、R2是直流平衡电阻、Rf是反响电阻。图4-9反相比例电路为了保证集成运放差动输入级的静态平衡，要求平衡电阻R?=R/R“该比例电路的反响 是深度电压并联负反响。其输入电阻和输出电阻均不高。二、同相比例运算电路图470所示为同相比例电路。图470同相比例电路讲解集成运放的主要参数。吊小为了保证集成运放差动输入级的静态平衡，也要求平衡电阻Rz=RJ/Rf。该比例电路的反馈是深度电压串联负反响。其输入电阻很高，输出电阻较低。三、减法运算电路图471所示为典型的减法电路。四、加法

45、运算电路图4-12(a)所示为反相加法电路。结合图片讲解各种运算电路。图471减法电路氏CD h氏CD hoo4-如rS五、积分运算电路五、积分运算电路(b)同相加法电路加法电路4-图47 3积分电路六、微分运算电路图475所示为微分电路。图4-15微分电路七、对数运算电路图4-16所不为采用二（Wio）ROIZD5-极管的对数运算电路。UN5图476采用二极管的对数运算电路八、指数运算电路图47 7所示为采用二极管的指数运算电路。图4-17采用二极管的指数运算电路任务三集成运放的非线性应用电压比拟器K知识链接一、过零比拟器图478(a)所示为过零比拟器。由于集成运放处于开环状态，uo与ui不

46、再保持线性关系，而是将同相端电压和反相端 电压进行比拟。当u+u-,即u i 0时，uo=+Uo(sat)。当u+0时，uo=-Uo(sat)。电压传输特性曲线如图47 8(b)所示。Woo-0(a)符号符号(b)电压传输特性曲线电压传输特性曲线图47 8过零比拟起二、单限比拟器三、滞回比拟器(施密特触发器)图4-20所示为滞回比拟器的电路和波形。由于电路工作于正反响状态，所以电路的输出 电压将为负饱和值或正饱和值，uo与ui不再保持线性关系。UNUp掌握集成运放的非线性应用。R价键的价电子直接拉出来，产生电子一空穴对，使反向电流急剧增加，出现击穿现象。二、半导体二极管()二极管的结构半导体二

47、极管是由一个PN结加上管壳封装而成的，从P端引出的一个电极称为阳极，从N端引出的另一个电极称为阴极。(-)二极管的类型按结构的不同来分：点接触型二极管和面接触型二极管；按应用场合的不同来分：整流二极管、稳压二极管、检波二极管、限幅二极管、开关二 极管和发光二极管等；按功率的不同来分：小功率二极管、中功率二极管和大功率二极管；假设按制作材料的不 同来分，可分为错二极管和硅二极管等。(三)二极管的导电特性二极管由一个PN结构成，因此，它同样具有单向导电特性。半导体二极管的导电特性可 用其伏安特性来说明，所谓伏安特性是指流过二极管的电流与其两端电压之间的关系曲线。图1-10所示为伏安特性的实验电路，

48、图1-11所示为半导体二极管的伏安特性曲线。RwE/1,正向特性所谓正向特性是指二极管阳极接高电位、阴极接低电位时的伏安特性，这时二极管所加 的电压称为正向电压。2.反向特性所谓反向特性是指二极管阴极接高电位、阳极接低电位时的伏安特性，这时二极管所加 的电压称为反向电压。3.温度特性其规律是：在接近室温，同一电流下，温度每升高1,正向电压减小22.5 mV；温 度每升高10,反向电流增大约1倍。(四)二极管的主要参数1二极管的型号命名法第1局部：用阿拉伯数字表示器件的电极数目。“2”代表二极管；“3”代表三极管。第2局部：用汉语拼音字母表示管子的材料。为N型错管，为P型错管；为N型硅管，为P型

49、硅管。说一说你知道哪 些类型的二极管。教师讲解二极管 的导电特性 c“02许许V?图423窗口比拟器K工程实施一、集成电路的识别与检测集成电路的封装外形不同，其引脚排列顺序也不一样，其识别方法如下：(1)圆筒形和菱形金属壳封装IC的引脚识别。(2)单列直插式IC的引脚识别。(3)双列直插式或扁平式IC的引脚识别。二、元器件和材料清单实现本工程所用元器件和材料清单如表4-2所示。三、电路的实现1,元器件的检测1)外观质量检查电子元器件应完整无损，各种型号、规格、标志应清晰、牢固，标志符号不能模糊不清 或脱落。2)元器件的测试与筛选用万用表分别检测电阻、二极管、电容。2.元器件的引线成型及插装在印

50、制电路板上插装元器件，插装时应注意以下事项。(1)电阻和涤纶电容无极性之分，但插装时一定要注意电阻值和电容量，不能插错。(2)电解电容和发光二极管有正负极性之分，插装时要看清极性。(3)插装集成电路和传感器时要注意管脚。(4)元器件的安装力求到位，并且美观。3.元器件的焊接元器件焊接时间最好控制在23 so焊接完成后，剪掉多余的引线。四、电路的调试通电前，先仔细检查已焊接好的电路板，确保装接无误。然后，用万用表电阻挡测量正 负电源之间有无短路和开路现象，假设不正常，那么应排除故障后再通电。本电路无可调试元器件，只要元器件无损，连接无误，一般都能正常工作。在实验室试验时，可不必加涅菲涅尔透镜，直