99热精品69堂国产-97超级碰在线精品视频-日韩欧美中文字幕在线视频-欧美日韩大尺码免费专区-最新国产三级在线不卡视频-在线观看成人免费视频-亚洲欧美国产精品完整版-色综久久天天综合绕视看-中文字幕免费在线看线人-久久国产精品99精品国产

期刊大全 雜志訂閱 SCI期刊 期刊投稿 出版社 公文范文 精品范文

電子技術基礎范文

時間:2023-01-02 22:04:16

序論:在您撰寫電子技術基礎時,參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野,小編為您整理的7篇范文,希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情,引導您走向新的創(chuàng)作高度。

電子技術基礎

第1篇

1、本課程教學目的:

本課程是電氣信息類專業(yè)的主要技術基礎課。其目的與任務是使學生掌握常用半導體器件和典型集成運放的特性與參數,掌握基本放大、負反饋放大、集成運放應用等低頻電子線路的組成、工作原理、性能特點、基本分析方法和工程計算方法;使學生具有一定的實踐技能和應用能力;培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力,為后續(xù)課程和深入學習這方面的內容打好基礎。

2、本課程教學要求:

1.掌握半導體器件的工作原理、外部特性、主要參數、等效電路、分析方法及應用原理。

2.掌握共射、共集、共基、差分、電流源、互補輸出級六種基本電路的組成、工作原理、特點及分析,熟悉改進放大電路,理解多級放大電路的耦合方式及分析方法,理解場效應管放大電路的工作原理及分析方法,理解放大電路的頻率特性概念及分析。

3.掌握反饋的基本概念和反饋類型的判斷方法,理解負反饋對放大電路性能的影響,熟練掌握深度負反饋條件下閉環(huán)增益的近似估算,了解負反饋放大電路產生自激振蕩的條件及其消除原則。

4.了解集成運算放大器的組成和典型電路,理解理想運放的概念,熟練掌握集成運放的線性和非線性應用原理及典型電路;掌握一般直流電源的組成,理解整流、濾波、穩(wěn)壓的工作原理,了解電路主要指標的估算。

3、使用的教材:

楊栓科編,《模擬電子技術基礎》,高教出版社

主要參考書目:

康華光編,《電子技術基礎》(模擬部分)第四版,高教出版社

童詩白編,《模擬電子技術基礎》,高等教育出版社,

張鳳言編,《電子電路基礎》第二版,高教出版社,

謝嘉奎編,《電子線路》(線性部分)第四版,高教出版社,

陳大欽編,《模擬電子技術基礎

問答、例題、試題》,華中理工大學出版社,

唐競新編,《模擬電子技術基礎解題指南》,清華大學出版社,

孫肖子編,《電子線路輔導》,西安電子科技大學出版社,

謝自美編,《電子線路

設計、實驗、測試》(二),華中理工大學出版社,

緒論

本章的教學目標和要求:

要求學生了解放大電路的基本知識;要求了解放大電路的分類及主要性能指標。

本章總體教學內容和學時安排:(采用多媒體教學)

§1-1 電子系統(tǒng)與信號

0.5

§1-2

放大電路的基本知識

0.5

本章重點:

放大電路的基本認識;放大電路的分類及主要性能指標。

本章教學方式:

課堂講授

本章課時安排:

1

本章的具體內容:

1節(jié)

介紹本課程目的,教學參考書,本課程的特點以及在學習中應該注意的事項和學習方法;

介紹放大電路的基本認識;放大電路的分類及主要性能指標。

重點:

放大電路的分類及主要性能指標。

第1章

半導體二極管及其基本電路

本章的教學目標和要求:

要求學生了解半導體基礎知識;理解PN結的結構與形成;熟練掌握普通二極管和穩(wěn)壓管的V-I特性曲線及其主要參數,熟練掌握普通二極管正向V-I特性的四種建模。

本章總體教學內容和學時安排:(采用多媒體教學)

§1-1 PN結

§1-2

半導體二極管

§1-3 半導體二極管的應用

§1-4 特殊二極管

本章重點:

PN結內部載流子的運動,PN結的特性,二極管的單向導電性、二極管的特性、參數、應用電路分析及穩(wěn)壓管的特性、參數及其特點。

本章難點:

PN結的形成原理,二極管的非線性伏安特性方程和曲線及其電路分析。

本章主要的切入點:

“管為路用”

從PN結是半導體器件的基礎結構,PN結的形成原理入手,通過對器件的非線性伏安特性的描述,在分析電路時說明存在的問題,引出非線性問題線性化的必要性和可行性。

本章教學方式:

課堂講授

本章課時安排:3

本章習題:

P26

1.1、1.2、1.7、1.9、1.12、1.13。

本章的具體內容:

2、3節(jié)

1、介紹本課程目的,教學參考書,本課程的特點以及在學習中應該注意的事項和學習方法;

2、講解半導體基礎知識,半導體,雜質半導體;

3、講解PN結的特點,PN結的幾個特性:單向導電性、伏安特性、溫度特性、電容特性。

重點:

PN結的形成過程、PN結的單向導電性、伏安特性曲線的意義,伏安方程的應用。

4節(jié)

1、講解半導體二極管結構和電路符號,基本特點,等效電路;

2、講解穩(wěn)壓二極管工作原理,電路符號和特點,等效電路;

3、講解典型限幅電路和穩(wěn)壓電路的分析。

重點:兩種管子的電路符號和特點。

講解課后習題,讓學生更好地了解二極管基本電路及其分析方法。

【例1】電路如圖(a)所示,已知,二極管導通電壓。試畫出uI與uO的波形,并標出幅值。

圖(a)

【相關知識】

二極管的伏安特性及其工作狀態(tài)的判定。

【解題思路】

首先根據電路中直流電源與交流信號的幅值關系判斷二極管工作狀態(tài);當二極管的截止時,uO=uI;當二極管的導通時,。

【解題過程】

由已知條件可知二極管的伏安特性如圖所示,即開啟電壓Uon和導通電壓均為0.7V。

由于二極管D1的陰極電位為+3V,而輸入動態(tài)電壓uI作用于D1的陽極,故只有當uI高于+3.7V時

D1才導通,且一旦D1導通,其陽極電位為3.7V,輸出電壓uO=+3.7V。由于D2的陽極電位為-3V,

而uI作用于二極管D2的陰極,故只有當uI低于-3.7V時D2才導通,且一旦D2導通,其陰極電位即為-3.7V,輸出電壓uO=-3.7V。當uI在-3.7V到+3.7V之間時,兩只管子均截止,故uO=uI。

uI和uO的波形如圖(b)所示。

圖(b)

【例1-8】

設本題圖所示各電路中的二極管性能均為理想。試判斷各電路中的二極管是導通還是截止,并求出A、B兩點之間的電壓UAB值。

【相關知識】

二極管的工作狀態(tài)的判斷方法。

【解題思路】

(1)首先分析二極管開路時,管子兩端的電位差,從而判斷二極管兩端加的是正向電壓還是反向電壓。若是反向電壓,則說明二極管處于截止狀態(tài);若是正向電壓,但正向電壓小于二極管的死區(qū)電壓,則說明二極管仍然處于截止狀態(tài);只有當正向電壓大于死區(qū)電壓時,二極管才能導通。

(2)在用上述方法判斷的過程中,若出現(xiàn)兩個以上二極管承受大小不等的正向電壓,則應判定承受正向電壓較大者優(yōu)先導通,其兩端電壓為正向導通電壓,然后再用上述方法判斷其它二極管的工作狀態(tài)。

【解題過程】

在圖電路中,當二極管開路時,由圖可知二極管D1、D2兩端的正向電壓分別為

10V和25V。二極管D2兩端的正向電壓高于D1兩端的正向電壓,二極管D2優(yōu)先導通。當二極管D2導通后,UAB=-15V,二極管

D1兩端又為反向電壓。故D1截止、D2導通。U

AB

=

-15V。

【例1-9】

硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路如圖所示。其中硅穩(wěn)壓管DZ的穩(wěn)定電壓UZ=8V、動態(tài)電阻rZ可以忽略,UI=20V。試求:

(1)

UO、IO、I及IZ的值;

(2)

當UI降低為15V時的UO、IO、I及IZ值。

【相關知識】

穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路。

【解題思路】

根據題目給定條件判斷穩(wěn)壓管的工作狀態(tài),計算輸出電壓及各支路電流值。

【解題過程】

(1)

由于

>UZ

穩(wěn)壓管工作于反向電擊穿狀態(tài),電路具有穩(wěn)壓功能。故

UO

=

UZ

=

8V

IZ=

I-IO=6-4=2

mA

(2)

由于這時的

<UZ

穩(wěn)壓管沒有被擊穿,穩(wěn)壓管處于截止狀態(tài)。故

IZ

=

【例1-10】電路如圖(a)所示。其中未經穩(wěn)定的直流輸入電壓UI值可變,穩(wěn)壓管DZ采用2CW58型硅穩(wěn)壓二極管,在管子的穩(wěn)壓范圍內,當IZ為5mA時,其端電壓UZ為10V、為20Ω,且該管的IZM為26mA。

(1)

試求當該穩(wěn)壓管用圖(b)所示模型等效時的UZ0值;

(2)

當UO

=10V時,UI

應為多大?

(3)

若UI在上面求得的數值基礎上變化±10%,即從0.9UI變到1.1UI,問UO

將從多少變化到多少?相對于原來的10V,輸出電壓變化了百分之幾?在這種條件下,IZ變化范圍為多大?

(4)

若UI值上升到使IZ=IZM,而rZ值始終為20Ω,這時的UI和UO分別為多少?

(5)

若UI值在6~9V間可調,UO將怎樣變化?

(a)

(b)

【相關知識】

穩(wěn)壓管的工作原理、參數及等效模型。

【解題思路】

根據穩(wěn)壓管的等效模型,畫出等效電路,即可對電路進行分析。

【解題過程】

(1)

由穩(wěn)壓管等效電路知,

(2)

(3)

設不變。當時

當時

(4)

(5)

由于U

I<UZ0,穩(wěn)壓管DZ沒有被擊穿,處于截止狀態(tài)

故UO將隨U

I在6~9

V之間變化

第2章

半導體三極管及放大電路基礎

本章的教學目標和要求:

要求學生正確理解放大器的一些基本概念,掌握BJT的簡化模型及其模型參數的求解方法,掌握BJT的偏置電路,及靜態(tài)工作點的估算方法;掌握BJT的三種基本組態(tài)放大電路的組成,指標,特點及分析方法;理解放大器的頻率響應的概念和描述,掌握放大器的低頻、高頻截止頻率的估算,單管放大器的頻率響應的分析,波特圖的折線畫法。

本章總體教學內容和學時安排:(采用多媒體與板書相結合的教學方式)

§2-1

半導體BJT

§2-2

共射極放大電路

§2-3

圖解分析法

§2-4

小信號模型分析法

§2-5

放大電路的工作點穩(wěn)定問題

§2-6

共集電極電路和共基極電路

§2-7

多級放大電路

§2-8

放大電路的頻率響應

習題課

本章重點:

以共射極放大電路為例介紹基本放大電路的組成、工作原理、靜態(tài)工作點的計算、性能指標計算。

頻率響應的概述,波特圖的定義;BJT的簡化混合高頻等效模型,單管共射放大器中頻段、低頻段、高頻段的頻率響應的分析和波特圖的畫法。

本章難點:

對放大概念的理解;等效模型的應用;對電路近似分析的把握。

本章主要的切入點:

通過易于理解的物理概念、作圖的方法理解放大的概念;通過數學推導與物理意義的結合,加強對器件等效模型的理解;通過CB、CC、CS等基本電路的分析,強化工程分析的意識和分析問題的能力。

本章教學方式:

課堂講授+仿真分析演示

本章課時安排:

14

本章習題:

P84

2.3、2.4、2.7、2.8、2.11、2.12、2.13、2.14、2.15、2.16、2.18、2.19、2.20。

本章的具體內容:

5、6、7節(jié):

介紹半導體BJT的結構、工作原理、特性曲線和主要參數。

重點:BJT內部載流子的移動、電流的分配關系和特性曲線。

8、9、10節(jié):

介紹共射放大器組成原則,電路各元件的作用,介紹Q點定義及其合理設置的重要性,放大電路的工作原理,信號在放大電路各點的傳輸波形變化;放大電路組成原則。

重點:

強調對于各個基本概念的理解和掌握。

11、12、13、14節(jié):

對放大電路進行分析,介紹直流、交流通路的畫法原則,并例舉幾個電路示范;

采用圖解法對放大電路的Q點、電壓放大倍數和失真情況進行分析,強調交、直流負載線的區(qū)別。

再對一個典型共射放大電路進行完整的動態(tài)參數分析,并對其分析結果進行詳細分析和討論,從而作為此部分的一個小結。

重點:

直流、交流通路的畫法原則,典型共射放大電路進行完整的動態(tài)參數分析。

15、16節(jié):

介紹三極管的小信號等效模型、并用小信號模型法分析基本放大電路的主要性能指標Av,Ri,Ro。

重點:建立小信號電路模型,將非線性問題線性化。

講解課后習題,使學生熟悉用圖解法和小信號模型法分析放大電路的方式方法。

討論放大電路Q點的穩(wěn)定性。從影響Q點穩(wěn)定的因素入手,在固定偏流電路的基礎上介紹分壓偏置電路,并對其穩(wěn)定靜態(tài)工作點的原理進行詳細分析。

對典型分壓偏置共射放大器進行直流分析,強調直流分析中VCC的分割,工程近似法計算Q點;

重點:

對典型分壓偏置共射放大器進行交直流分析。

17、18節(jié):

簡要介紹有穩(wěn)Q能力的其它電路結構形式,

介紹共集放大器(CC)的原理圖、直流通路、交流通路、交直流分析,介紹其特點和典型應用;給出一個典型CC放大器和其分析結論由學生課外完成分析;

介紹共基放大器(CB),原理圖,直流通路,交流通路,交直流分析,介紹其特點和典型應用;

給出一個典型CB放大器和其分析結論由學生課外完成分析。

結合一個簡單綜合性例題小結三組態(tài)的特點。

給出一個CE,CC,CB放大器比較對照表由學生課外完成分析。

重點:

共集放大器(CC)的交直流分析,共基放大器(CB)的交直流分析。

頻率響應的概述,基本概念,三個頻段的劃分,引入RC高通電路模擬低頻響應,RC低通電路模擬高頻響應,它們的幅頻響應,相頻響應;的頻率響應;波特圖的定義;BJT的完整混合模型,簡化高頻等效模型,主要參數的推導;單管共射放大器中頻段、低頻段、高頻段的頻率響應的分析和波特圖的畫法。放大器增益帶寬積的概念,影響因素,多級放大器的頻率響應。以一個單管共射放大電路的分析為例題對以上內容做一個小結。

重點:

頻率響應的基本概念,簡化高頻等效模型,主要參數的推導;單管共射放大器頻率響應的分析。

講解課后習題,并對本章內容作個簡單的小結。

【例2-1】電路如圖所示,晶體管的β=100,UBE=0.7

V,飽和管壓降UCES=0.4

V;穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓UZ=4V,正向導通電壓UD=0.7

V,穩(wěn)定電流IZ=5

mA,最大穩(wěn)定電流IZM=25

mA。試問:

(1)當uI為0

V、1.5

V、25

V時uO各為多少?

(2)若Rc短路,將產生什么現(xiàn)象?

【相關知識】

晶體管工作狀態(tài)的判斷,穩(wěn)壓管是否工作在穩(wěn)壓狀態(tài)的判斷以及限流電阻的作用。

【解題思路】

(1)

根據uI的值判斷晶體管的工作狀態(tài)。

(2)

根據穩(wěn)壓管的工作狀態(tài)判斷uO的值。

【解題過程】

(1)當uI=0時,晶體管截止;穩(wěn)壓管的電流

在IZ和IZM之間,故uO=UZ=4

V。

當uI=15V時,晶體管導通,基極電流

假設晶體管工作在放大狀態(tài),則集電極電流

由于uO>UCES=0.4

V,說明假設成立,即晶體管工作在放大狀態(tài)。

值得指出的是,雖然當uI為0

V和1.5

V時uO均為4

V,但是原因不同;前者因晶體管截止、穩(wěn)壓管工作在穩(wěn)壓區(qū),且穩(wěn)定電壓為4

V,使uO=4

V;后者因晶體管工作在放大區(qū)使uO=4

V,此時穩(wěn)壓管因電流為零而截止。

當uI=2.5

V時,晶體管導通,基極電流

假設晶體管工作在放大狀態(tài),則集電極電流

在正電源供電的情況下,uO不可能小于零,故假設不成立,說明晶體管工作在飽和狀態(tài)。

實際上,也可以假設晶體管工作在飽和狀態(tài),求出臨界飽和時的基極電流為

IB=0.18

mA>IBS,說明假設成立,即晶體管工作在飽和狀態(tài)。

(2)若Rc短路,電源電壓將加在穩(wěn)壓管兩端,使穩(wěn)壓管損壞。若穩(wěn)壓管燒斷,則uO=VCC=12

V。

若穩(wěn)壓管燒成短路,則將電源短路;如果電源沒有短路保護措施,則也將因輸出電流過大而損壞。

【方法總結】

(1)

晶體管工作狀態(tài)的判斷:對于NPN型管,若uBE>Uon(開啟電壓),則處于導通狀態(tài);若同時滿足UC≥UB>UE,則處于放大狀態(tài),IC=βIB;若此時基極電流

則處于飽和狀態(tài),式中ICS為集電極飽和電流,IBS是使管子臨界飽和時的基極電流。?。?)穩(wěn)壓管是否工作在穩(wěn)壓狀態(tài)的判斷:穩(wěn)壓管所流過的反向電流大于穩(wěn)定電流IZ才工作在穩(wěn)壓區(qū),反向電流小于最大穩(wěn)定電流IZM才不會因功耗過大而損壞,因而在穩(wěn)壓管電路中限流電阻必不可少。圖示電路中Rc既是晶體管的集電極電阻,又是穩(wěn)壓管的限流電阻。

【例2-2】電路如圖所示,晶體管導通時UBE=0.7V,β=50。試分析uI為0V、1V、1.5V三種情況下T的工作狀態(tài)及輸出電壓uO的值。

【相關知識】

晶體管的伏安特性。

【解題思路】

根據晶體管的管壓降與,以及基極電流和集電極電流的特點,直接可以判別出管子的

工作狀態(tài),算出輸出電壓。

【解題過程】

(1)當VBB=0時,T截止,uO=12V。

(2)當VBB=1V時,因為

μA

所以T處于放大狀態(tài)。

(3)當VBB=3V時,因為

μA

所以T處于飽和狀態(tài)。

【例2-3】試問圖示各電路能否實現(xiàn)電壓放大?若不能,請指出電路中的錯誤。圖中各電容對交流可視為短路。

圖(a)

圖(b)

圖(c)

圖(d)

【相關知識】

放大電路的組成原理。

【解題思路】

放大電路的作用是把微弱的電信號不失真地放大到負載所需要的數值。即要求放大電路既要有一定的放大能力,又要不產生失真。因此,首先要檢查電路中的晶體管(非線性器件)是否有合適的直流偏置,是否工作在放大狀態(tài)(線性狀態(tài)),其次檢查信號源、放大器和負載之間的信號傳遞通道是否暢通,并具有電壓放大的能力。

【解題過程】

圖(a)電路不能實現(xiàn)電壓放大。電路缺少集電極電阻,動態(tài)時電源相當于短路,輸出端沒有交流電壓信號。

圖(b)電路不能實現(xiàn)電壓放大。電路中缺少基極偏置電阻,動態(tài)時電源相當于短路,輸入交流電壓信號也被短路。

圖(c)

電路也不能實現(xiàn)電壓放大。電路中晶體管發(fā)射結沒有直流偏置電壓,靜態(tài)電流,放大電路工作在截止狀態(tài)。

圖(d)電路能實現(xiàn)小信號電壓放大。為了保證輸出信號不失真(截止、飽和),當輸入信號為正時,應不足以使三極管飽和;當輸入信號為負時,應不會使三極管截止。

【例2-4】單級放大電路如圖所示,已知Vcc=15V,,,,

此時調到,,,,,,晶體管飽和壓降UCES為1V,晶體管的結電容可以忽略。試求:

(1)靜態(tài)工作點,:

(2)中頻電壓放大倍數、輸出電阻、輸入電阻;

(3)估計上限截止頻率和下限截止頻率;

(4)動態(tài)范圍=?輸入電壓最大值Ui

p=?

(5)當輸入電壓的最大值大于Ui

p時將首先出現(xiàn)什么失真?

【相關知識】

(1)共射極放大電路。

(2)放大電路的頻率特性。

【解題思路】

(1)根據直流通路可求得放大電路的靜態(tài)工作點。

(2)根據交流通路可求得放大電路的、、。

(3)根據高頻區(qū)、低頻區(qū)的等效電路可分別求出和。

(4)根據靜態(tài)工作點及交流負載線的斜率可求得動態(tài)范圍

,同時可判斷電路出現(xiàn)失真的狀況。

(5)根據電壓放大倍數和動態(tài)范圍可求出Ui

p。

【解題過程】

(1)采用估算法求解靜態(tài)工作點。由圖可知

(2)利用微變等效電路法,求解放大電路的動態(tài)指標。

(3)當電路中只有一個慣性環(huán)節(jié)時,電路的截止頻率可以表示為,其中

為電容

所在回路的等效電阻。

在高頻區(qū),根據題意,晶體管的結電容可以忽略,影響電路上限截止頻率的電容只有負載等效電容。故電路的上限截止頻率為

在低頻區(qū),影響下限截止頻率的電容有、和。可以分別考慮輸入回路電容(、)和輸出回路電容()的影響,再綜合考慮它們共同作用時對電路下限截止頻率的影響。

只考慮輸出回路電容時

只考慮輸入回路電容和時,為了簡化計算,忽略偏置電阻及射極電阻的影響,把射極旁路電容折算到基極回路,則有

由于,所以電路的下限截止頻率為

(4)

由于,即電路的最大不失真輸出電壓受截止失真的限制,故電路的動態(tài)范圍

輸入電壓最大值

(5)

由上述分析可知,當輸入電壓的最大值大于U

ip時,電路將首先出現(xiàn)截止失真。

【例2-5】

圖示放大電路為自舉式射極輸出器。在電路中,設,,,,晶體管的,,各電容的容量足夠大。試求:

(1)斷開電容,求放大電路的輸入電阻和輸出電阻。

(2)接上電容,寫出的表達式,并求出具體數值,再與(1)中的數值比較。

(3)接上電容,若通過增大來提高,那么的極限值等于多少?

圖(a)

【解相關知識】

射極輸出器、自舉原理、密勒定理。

【解題思路】

根據放大電路的微變等效電路求放大電路的輸入電阻。

【解題過程】

在分析電路的指標之前,先對自舉式射極輸出器的工作原理作一簡要說明。在靜態(tài)時,電容相

當于開路;在動態(tài)時,大電容相當于短路,點

E和點A的交流電位相等。由于點E的交流電位跟隨輸入信號(點B的交流電位)變化,所以兩端的交流電位接近相等,流過的交流電流接近

于零。對交流信號來說,相當于一個很大的電阻,從而減小了、對電路輸入電阻的影響。由于大電容C的存在,點A的交流電位會隨著輸入信號而自行舉起,所以叫自舉式射極輸出器。

這種自舉作用能夠減小直流偏置電阻對電路輸入電阻的影響,可以進一步提高射極輸出器的輸入電阻。

(1)在斷開電容C后,電路的微變等效電路如圖

(b)所示。圖中

圖(b)

。

由圖可以求出

可見,射極輸出器的原來是很大的,但由于直流偏置電阻的并聯(lián),使減小了很多。

(2)接上自舉電容后,用密勒定理把等效為兩個電阻,一個是接在B點和地之間的

,另一個是接在A(E)點和地之間的,其中是考慮了與、以及并聯(lián)后的,如圖(c)所示。

圖(c)

由于,但小于1,所以是一個比大得多的負電阻,它與、、并聯(lián)后,總的電阻仍為正。由于很大,它的并聯(lián)效應可以忽略,從而使

此時

所以,自舉式射極輸出器的輸入電阻

由于對的并聯(lián)影響小得多,所以比沒有自舉電容時增大了。

(3)

通過增大以增大的極限情況為,即用自舉電阻提高的結果,使

只取絕于從管子基極看進去的電阻,與偏置電阻幾乎無關。

【例2-6】試判斷圖示各電路屬于何種組態(tài)的放大電路,并說明輸出電壓相對輸入電壓的相位關系。

(a)

(b)

(c)?????????????????????????????????????????(d)

【相關知識】

共集-共射,共射-共集,共集-共基組合放大電路。

【解題思路】

根據信號流向分析各個晶體管放大電路的組態(tài)及輸出電壓與輸入電壓的相位關系。

【解題過程】

圖(a)所示電路第一級是共集電極放大電路,輸出電壓與輸入電壓同相;第二級是共射極放大電路,輸出電壓與輸入電壓反相。因此,整個電路是共集-共射組合電路,輸出電壓與輸入電壓反相。

圖(b)所示電路第一級是共射極放大電路,輸出電壓與輸入電壓反相;第二級是共基極放大電路,輸出電壓與輸入電壓同相。因此,整個電路是共射-共基組合電路,輸出電壓與輸入電壓反相。

圖(c)所示電路第一級是共集電極放大電路,輸出電壓與輸入電壓同相;第二級是共基極放大電

路,輸出電壓與輸入電壓同相。因此整個電路是共集-共基組合電路,輸出電壓與輸入電壓同相。

圖(d)所示電路由于T1管集電極具有恒流特性,因而T1管是T2管的有源負載,所以T2管組成了有源負載的共射放大器,輸出電壓與輸入電壓反相。

【例2-7】

晶體管組成的共集-共射、共射-共集、共射-共基等幾種組合放大電路各有其獨特的優(yōu)點,請你選擇合適的組合放大電路,以滿足如下所述不同應用場合的需求。

(1)電壓測量放大器的輸入級電路。

(2)輸出電壓受負載變化影響小的放大電路。

(3)負載為0.2kΩ,要求電壓增益大于60dB的放大電路。

(4)輸入信號頻率較高的放大電路。

【相關知識】

共集-共射,共射-共集,共射-共基組合放大電路。

【解題思路】

根據三種組合放大電路的特點,選擇滿足應用需求的組合放大電路。三種組合放大電路的特點如下:

(1)共集-共射組合放大電路,不僅具有共集電極電路輸入電阻大的特點,而且具有共射電路電壓放大倍數大的特點;

(2)共射-共集組合放大電路,不僅具有共射電路電壓放大倍數大的特點,而且具有共集電極電路輸出電阻小的特點;

(3)共射-共基組合放大電路,共基極電路本身就有較好的高頻特性,同時將輸入電阻很小的共基極電路接在共射極電路之后,減小了共射極電路的電壓放大倍數,使共射極接法的管子集電結電容效應減小,改善了放大電路的頻率特性。因此,共射-共基組合放大電路在高頻電路中獲得了廣泛的應用。該組合電路的電壓放大倍數近似等于一般共射電路的電壓放大倍數。

【解題過程】

(1)電壓測量放大器的輸入級既要有較大的輸入電阻,又要有一定的電壓放大能力,應采用共集-共射組合放大電路。

(2)輸出電壓受負載變化影響小的放大電路應具有較小的輸出電阻,也要有一定的電壓放大能力,應采用共射-共集組合放大電路。

(3)負載為0.2kΩ,電壓增益大于60dB的放大電路應采用電壓放大倍數大、輸出電阻小的共射-共集組合電路,最好在輸入級再增加一級具有高輸入電阻的共集電極電路。

(4)輸入信號頻率較高時,應采用頻率特性好的共射-共基組合放大電路。

第3章

場效應管放大電路

本章的教學目標和要求:

要求學生了解JFET、MOSFET的結構特點,理解其工作原理;掌握JFET、MOSFET的特性曲線及其主要參數,掌握BJT、JFET、MOSFET三者之間的差別;掌握FET的偏置電路,工作點估算方法,掌握FET的小信號跨導模型,掌握FET的共源和共漏電路的分析和特點。

本章總體教學內容和學時安排:(采用多媒體教學方式)

§3-1

結型場效應管

§3-2

金屬-氧化物-半導體場效應管

§3-3

場效應管放大電路

習題課

本章重點:

各種場效應管的外特性及參數,場效應管放大電路的偏置電路及特點。

本章難點:

場效應管的工作原理以及靜態(tài)工作點的計算。

本章教學方式:課堂講授

本章課時安排:8

本章的具體內容:

19、20節(jié):

介紹結型場效應管的工作原理、結型場效應管的特性曲線以及主要參數。

重點:對結型場效應管的特性曲線的理解。

21、22、23節(jié):

介紹MOS效應管的工作原理、MOS效應管的特性曲線以及主要參數。

重點:對MOS效應管的特性曲線的理解。

24、25、26節(jié):

FET放大電路的分類,Q點設置方法,兩種偏置方法的特點,以及用圖解法、計算法對電路進行分析。FET的小信號模型,并用它對共源、共漏放大器分析;加一習題課講解習題并對本章作一小結。

重點:強調分析方法的掌握,以及電路結構、分析過程與BJT放大器的對比。

【例3-1】在圖示電路中,已知場效應管的;問在下列三種情況,管子分別工作在那個區(qū)?

(1),

(2),

(3),

【相關知識】

場效應管的伏安特性。

【解題思路】

根據管子工作在不同區(qū)域的特點,判斷管子的工作狀態(tài)。

【解題過程】

(1)

因為

管子工作在截止區(qū)。

(2)

因為

管子工作在放大區(qū)。

(3)

因為

管子工作在可變電阻區(qū)。

【例3-2】

電路如圖(a)示。其中,,,,場效應管的輸出特性如圖(b)

所示。試求電路的靜態(tài)工作點、和之值。

圖(a)

圖(b)

【相關知識】

結型場效應管及其外特性,自給偏壓電路,放大電路的直流通路、解析法、圖解法。

【解題思路】

根據放大電路的直流通路,利用解析法或圖解法可求得電路的靜態(tài)工作點。

【解題過程】

由場效應管的輸出特性可知管子的,

由式

與雙極型晶體管放大電路類似,分析場效應管放大電路的靜態(tài)工作點,也有兩種方法,解析法和圖解法

【另一種解法】

(1)在輸出特性曲線上,根據輸出回路直流負載線方程

作直流負載線MN,如圖(d)所示。MN與不同

的輸出特性曲線有不同的交點。Q點應該在MN上。

圖(c)

圖(d)

(2)由交點對應的、值在~坐標上作曲線,稱為~控制特性,如圖

(c)所示。

(3)在控制特性上,根據輸入回路直流負載線方程

代入,可作出輸入回路直流負載線。該負載線過原點,其斜率為,與控制特性曲線的

交點即為靜態(tài)工作點。由此可得,

(4)根據,在輸出回路直流負載線上可求得工作點,再由點可得

。

【例3-3】

兩個場效應管的轉移特性曲線分別如圖

(a)、(b)所示,分別確定這兩個場效應管的類型,并求其主要參數(開啟電壓或夾斷電壓,低頻跨導)。測試時電流iD的參考方向為從漏極D到源極S。

(a)

(b)

【相關知識】

(1)場效應管的轉移特性。

(2)場效應管的電參數。

【解題思路】

根據場效應管的轉移特性確定其開啟電壓或夾斷電壓,及在某一工作點處的跨導。

【解題過程】

(a)圖曲線所示的是P溝道增強型MOS管的轉移特性曲線。其開啟電壓UGS(th)=-2V,IDQ=

-1mA

在工作點(UGS=-5V,

ID=-2.25mA)處,跨導

(b)圖曲線所示的是N溝道耗盡型MOSFET的轉移特性曲線,其夾斷電壓,

在工作點(UGS=-2V,

ID=1mA)處,跨導

第4章

集成運算放大器

本章的教學目標和要求:

要求學生了解差分式放大低電路的基本概念,簡單差分式放大電路的組成、工作原理,差分放大電路靜態(tài)工作點與主要性能指標的計算;了解集成運放電路的組成及特點;了解集成運放的主要參數和性能指標;理解理想運放的概念,掌握理想運放的線性工作區(qū)的特點,運放在線性工作區(qū)的典型應用;掌握理想運放的非線性工作區(qū)的特點,運放在非線性工作區(qū)的典型應用。

本章總體教學內容和學時安排:(采用多媒體教學)

§4-1

集成運放概述

§4-2

集成運放中的基本單元電路

§4-3 通用集成運放

§4-4 運放的主要參數幾簡化低頻等效電路

本章重點:

差分式放大電路的組成、工作原理,差分放大電路靜態(tài)工作點與主要性能指標的計算;零點漂移現(xiàn)象;差動放大器對差模信號的放大作用和對共模信號的抑制作用;半電路分析方法。

電流源電路的結構和工作原理、特點;

直接耦合互補輸出級電路的結構原理、特點,交越失真的概念;

本章難點:

對差模信號共模信號的理解,對任意信號單端輸入、單端輸出差動放大器的分析;多級放大器前后級之間的相互影響。

本章教學方式:課堂講授

本章課時安排:6

本章習題:

P144

4.1、4.2、4.3、4.5、4.6、4.10、4.11、4.12、4.13、4.19、4.20。

本章的具體內容:

27、28、29節(jié):

介紹集成電路運算放大器中的幾種電流源形式;介紹引入直接耦合放大電路的產生零點漂移的原因,零點漂移的抑制方法;直接耦合放大電路的直流分析。任意信號的差模共模分解,典型差分放大器的結構,對共模差模信號的不同響應。

重點:

產生零點漂移的原因,零點漂移的抑制方法;典型差分放大器的原理。

30、31、32節(jié):

差分放大器對差模信號的放大作用的詳細分析,共模抑制比的概念。差放的四種典型接法,并對幾種結構的交流特性做分析。簡要介紹改進型差放的改進原理。

介紹集成電路運算放大器的內部結構、工作原理、主要參數和性能指標。

重點:共模抑制比,差放的四種典型接法和集成運放的工作原理。

【例4-1】三個兩級放大電路如下圖所示,已知圖中所有晶體管的β均為100,rbe均為1

kΩ,所有電容均為10

μF,VCC均相同。

填空:

(1)填入共射放大電路、共基放大電路等電路名稱。

圖(a)的第一級為_________,第二級為_________;

圖(b)的第一級為_________,第二級為_________;

圖(c)的第一級為_________,第二級為_________。

(2)三個電路中輸入電阻最大的電路是_________,最小的電路是_________;輸出電阻最大的電路是_________,最小的電路是_________;電壓放大倍數數值最大的電路是_________;低頻特性最好的電路是_________;若能調節(jié)Q點,則最大不失真輸出電壓最大的電路是_________;輸出電壓與輸入電壓同相的電路是_________。

【相關知識】

晶體管放大電路三種接法的性能特點,多級放大電路不同耦合方式及其特點,多級放大電路動態(tài)參數與組成它的各級電路的關系。

【解題思路】

(1)通過信號的流通方向,觀察輸入信號作用于晶體管和場效應管的哪一極以及從哪一極輸出的信號作用于負載,判斷多級放大電路中各級電路屬于哪種基本放大電路。

(2)根據各種晶體管基本放大電路的參數特點,以及單級放大電路連接成多級后相互間參數的影響,分析各多級放大電路參數的特點。

【解題過程】

(1)在電路(a)中,T1為第一級的放大管,信號作用于其發(fā)射極,又從集電極輸出,作用于負載(即第二級電路),故第一級是共基放大電路;T2和T3組成的復合管為第二級的放大管,第一級的輸出信號作用于T2的基極,又從復合管的發(fā)射極輸出,故第二級是共集放大電路。

在電路(b)中,T1和T2為第一級的放大管,構成差分放大電路,信號作用于T1和T2的基極,又從T2的集電極輸出,作用于負載(即第二級電路),是雙端輸入單端輸出形式,故第一級是(共射)差分放大電路;T3為第二級的放大管,第一級的輸出信號作用于T3的基極,又從其發(fā)射極輸出,故第二級是共集放大電路。

在電路(c)中,第一級是典型的Q點穩(wěn)定電路,信號作用于T1的基極,又從集電極輸出,作用于負載(即第二級電路),故為共射放大電路;T2為第二級的放大管,第一級的輸出信號作用于T

2的基極,又從其集電極輸出,故第二級是共射放大電路。

應當特別指出,電路(c)中T3和三個電阻(8.2

kΩ、1.8

kΩ、1

kΩ)組成的電路構成電流源,等效成T2的集電極負載,理想情況下等效電阻趨于無窮大。電流源的特征是其輸入回路沒有動態(tài)信號的作用。要特別注意電路(c)的第二級電路與互補輸出級的區(qū)別。

(2)比較三個電路的輸入回路,電路(a)的輸入級為共基電路,它的e?b間等效電阻為rbe/(1+β),Ri小于rbe/(1+β);電路(b)的輸入級為差分電路,Ri大于2rbe;電路(c)輸入級為共射電路,Ri是rbe與10

kΩ、3.3

kΩ電阻并聯(lián),Ri不可能小于rbe/(1+β);因此,輸入電阻最小的電路為(a),最大的電路為(b)。

電路(c)的輸出端接T2和T3的集電極,對于具有理想輸出特性的晶體管,它們對“地”看進去的等效電阻均為無窮大,故電路(c)的輸出電阻最大。比較電路(a)和電路(b),雖然它們的輸出級均為射極輸出器,但前者的信號源內阻為3.3

kΩ,后者的信號源內阻為10

kΩ;且由于前者采用復合管作放大管,從射極回路看進去的等效電阻表達式中有1/(1+β)2,而后者從射極回路看進去的等效電阻表達式中僅為有1/(1+β),故電路(a)的輸出電阻最小。

由于電路(c)采用兩級共射放大電路,且第二級的電壓放大倍數數值趨于無窮大,而電路(a)和(b)均只有第一級有電壓放大作用,故電壓放大倍數數值最大的電路是(c)。

由于只有電路(b)采用直接耦合方式,故其低頻特性最好。

由于只有電路(b)采用±VCC兩路電源供電,若Q點可調節(jié),則其最大不失真輸出電壓的峰值可接近VCC,故最大不失真輸出電壓最大的電路是(b)。

由于共射電路的輸出電壓與輸入電壓反相,共集和共基電路的輸出電壓與輸入電壓同相,可以逐級判斷相位關系,從而得出各電路輸出電壓與輸入電壓的相位關系。電路(a)和(b)中兩級電路的輸出電壓與輸入電壓均同相,故兩個電路的輸出電壓與輸入電壓均同相。電路(c)中兩級電路的輸出電壓與輸入電壓均反相,故整個電路的輸出電壓與輸入電壓也同相。

綜上所述,答案為(1)共基放大電路,共集放大電路;差分放大電路,共集放大電路;共射放大電路,共射放大電路;(2)(b),(a);(c),(a);(c);(b);(b);(a),(b),(c)。

【例4-2】電路如圖所示。已知,,,,,。時,。

(1)試說明和、和、以及分別組成什么電路?

(2)若要求上電壓的極性為上正下負,則輸入電壓的極性如何?

(3)寫出差模電壓放大倍數的表達式,并求其值。

【相關知識】

(1)差分放大電路。

(2)多級放大電路。

(3)電流源電路。

【解題過程】

根據差分放大電路、多級放大電路的分析方法分析電路。

【解題過程】

(1)、管組成恒流源電路,作和管的漏極有源電阻,、管組成差分放大電路,并且恒流源作源極有源電阻。管組成共射極放大電路,并起到電平轉化作用,使整個放大

電路能達到零輸入時零輸出。管組成射極輸出器,降低電路的輸出電阻,提高帶載能力,這

里恒流源作為管的射極有源電阻。

(2)為了獲得題目所要求的輸出電壓的極性,則必須使基極電壓極性為正,基極電壓極性為負,也就是管的柵極電壓極性應為正,而管的柵極電壓極性應為負。

(3)整個放大電路可分輸入級(差分放大電路)、中間級(共射放大電路)和輸出級(射極輸出器)。

對于輸入級(差分放大電路),由于恒流源作漏極負載電阻,使單端輸出具有與雙端輸出相同的放大倍數。所以

式中,漏極負載電阻,而

為管的等效電阻。為管組成的共射放大電路的輸入電阻。

由于恒流源的。所以:

管組成的共射放大電路的電壓放大倍數

由于管組成的射極輸出器的輸入電阻,所以:

管組成的射極輸出器的電壓放大倍數

則總的差模電壓放大倍數的表達式為

其值為

【例4-3】下圖所示為簡化的集成運放電路,輸入級具有理想對稱性。選擇正確答案填入空內。

(1)該電路輸入級采用了__________。

A.共集?共射接法

B.

共集?共基接法

C.

共射?共基接法

(2)輸入級采用上述接法是為了__________。

A.

展寬頻帶

B.

增大輸入電阻

C.

增大電流放大系數

(3)T5和T6作為T3和T4的有源負載是為了__________。

A.

增大輸入電阻

B.

抑制溫漂

C.

增大差模放大倍數

(4)該電路的中間級采用__________。

A.

共射電路

B.

共基電路

C.

共集電路

(5)中間級的放大管為__________。

A.

T7

B.

T8

C.

T7和T8組成的復合管

(6)該電路的輸出級采用__________。

A.

共射電路

B.

共基電路

C.

互補輸出級

(7)D1和D2的作用是為了消除輸出級的__________。

A.

交越失真

B.

飽和失真

C.

截止失真

(8)輸出電壓uO與uI1的相位關系為__________。

A.

反相

B.

同相

C.

不可知

【相關知識】

集成運放電路(輸入級,中間級,互補輸出級),基本放大電路的接法及性能指標,有源負載,差模放大倍數,復合管。

【解題思路】

(1)用基本的讀圖方法對放大電路進行分塊,分析出輸入級、中間級和輸出級電路。

(2)分析各級電路的基本接法及性能特點。

【解題過程】

(1)輸入信號作用于T1和T2管的基極,并從它們的發(fā)射極輸出分別作用于T3和T4管的發(fā)射極,又從T3和T4管的集電極輸出作用于第二級,故為共集?共基接法。

(2)上述接法可以展寬頻帶。

為什么不是增大輸入電阻呢?因為共基接法的輸入電阻很小,即T1和T2管等效的發(fā)射極電阻很小,所以輸入電阻的增大很受限。因為共基接法不放大電流,所以不能增大電流放大系數。

(3)T5和T6作為T3和T4的有源負載是為了增大差模放大倍數。利用鏡像電流源作有源負載,可使單端輸出差分放大電路的差模放大倍數增大到近似等于雙端輸出時的差模放大倍數。

(4)為了完成“主放大器”的功能,中間級采用共射放大電路。

(5)由于第一級的輸出信號作用于T7的基極以及T7和T8的連接方式,說明T7和T8組成的復合管為中間級的放大管。

(6)T9和T10的基極相連作為輸入端,發(fā)射極相連作為輸出端,故輸出級為互補輸出級。

(7)D1和D2的作用是為了消除輸出級的交越失真。

(8)若在輸入端uI1加“+”、uI2加“-”的差模信號,則T2的共集接法使其發(fā)射極(即T4的發(fā)射極)電位為“-”,T4的共基接法使其集電極(即T7的基極)電位也為“-”;以T7、T8構成的復合管為放大管的共射放大電路輸出與輸入反相,它們的集電極電位為“+”;互補輸出級的輸出與輸入同相,輸出電壓為“+”;故uI1一端為同相輸入端,uI2一端為反相輸入端。

綜上所述,答案為(1)B,(2)A,(3)C,(4)A,(5)C,(6)C,(7)A,(8)B。

第5章

反饋和負反饋放大電路

本章的教學目標和要求:

要求學生理解反饋的基本概念,掌握四種反饋類型;掌握實際反饋放大器的類型和極性的判斷;掌握負反饋對放大電路的影響;掌握在深度負反饋條件下的計算;了解負反饋放大器的穩(wěn)定性。

本章總體教學內容和學時安排:(采用多媒體教學)

§5-1

反饋的基本概念及類型

§5-2

負反饋對放大電路性能的影響

§5-3 負反饋放大電路的分析及近似計算

§5-4 負反饋放大電路的自激振蕩幾消除

本章重點:

反饋的基本概念;反饋類型的判斷;負反饋對放大器性能的影響;在深度負反饋條件下放大器增益的估算。

本章難點:

反饋的基本概念;反饋類型的判斷;自給振蕩條件及消除振蕩的措施

本章主要的切入點:為改善放大器的性能,引入負反饋的概念,通過方塊圖理解負反饋放大器的組成;通過方框圖理解負反饋放大器的四種組態(tài);定性理解負反饋對放大器的性能的理解;根據深度負反饋條件,估算放大器的增益。

本章教學方式:課堂講授

本章課時安排:12

本章習題:

P183

5.3、5.4、5.5、5.8、5.9、5.10、5.11、5.13。

本章的具體內容:

33、34、35、36節(jié):

反饋的基本概念,反饋放大器的組成,工作原理,反饋的判斷(有無、正負、交流直流),結合對運放和分離元件放大器反饋電路的分析介紹。

四種基本反饋方式的劃分,典型結構的分析,結合例題判斷反饋組態(tài)。

重點:

反饋的基本概念,反饋組態(tài)判斷。

37、38、39、40、41節(jié):

反饋的引入對放大電路性能的影響,增益帶寬積,負反饋引入的原則;

負反饋放大器的結構,特點,一般表達式的分析和推導。

在深度負反饋條件,在深度負反饋條件下負反饋放大器的性能分析,例題2個;

四種基本反饋在深度負反饋條件下放大器不同增益的表達式;

重點:

反饋的引入對放大電路性能的影響,負反饋引入的原則;一般表達式的分析和理解。

42、43、44節(jié):

負反饋放大器的穩(wěn)定性分析:負反饋放大器自激振蕩產生的原因和條件,負反饋放大器的穩(wěn)定性的定性分析和判斷,負反饋放大器自激振蕩的消除方法。

重點:

負反饋放大器自激振蕩產生的原因和條件,負反饋放大器的穩(wěn)定性的判斷,負反饋放大器自激振蕩的消除方法。

【例5-1】在括號內填入“√”或“×”,表明下列說法是否正確。

(1)若從放大電路的輸出回路有通路引回其輸入回路,則說明電路引入了反饋。

(2)若放大電路的放大倍數為“+”,則引入的反饋一定是正反饋,若放大電路的放大倍數為“?”,則引入的反饋一定是負反饋。

(3)直接耦合放大電路引入的反饋為直流反饋,阻容耦合放大電路引入的反饋為交流反饋。

(4)既然電壓負反饋可以穩(wěn)定輸出電壓,即負載上的電壓,那么它也就穩(wěn)定了負載電流。

(5)放大電路的凈輸入電壓等于輸入電壓與反饋電壓之差,說明電路引入了串聯(lián)負反饋;凈輸入電流等于輸入電流與反饋電流之差,說明電路引入了并聯(lián)負反饋。

(6)將負反饋放大電路的反饋斷開,就得到電路方框圖中的基本放大電路。

(7)反饋網絡是由影響反饋系數的所有的元件組成的網絡。

(8)阻容耦合放大電路的耦合電容、旁路電容越多,引入負反饋后,越容易產生低頻振蕩。

【相關知識】

反饋的有關概念,包括什么是反饋、直流反饋和交流反饋、電壓負反饋和電流負反饋、串聯(lián)負反饋和并聯(lián)負反饋、負反饋放大電路的方框圖、放大電路的穩(wěn)定性

【解題思路】

正確理解反饋的相關概念,根據這些概念判斷各題的正誤。

【解題過程】

(1)通常,稱將輸出量引回并影響凈輸入量的電流通路為反饋通路。反饋是指輸出量通過一定的方式“回授”,影響凈輸入量。因而只要輸出回路與輸入回路之間有反饋通路,就說明電路引入了反饋,而反饋通路不一定將放大電路的輸出端和輸入端相連接。例如,在下圖所示反饋放大電路中,R2構成反饋通路,但它并沒有把輸出端和輸入端連接起來。故本題說法正確。

(2)正、負反饋決定于反饋的結果是使放大電路的凈輸入量或輸出量的變化增大了還是減小了,若增大則為正反饋,否則為負反饋;與放大電路放大倍數的極性無關。換言之,無論放大倍數的符號是“+”還是“?”,放大電路均可引入正反饋,也可引入負反饋。故本題說法錯誤。

(3)直流反饋是放大電路直流通路中的反饋,交流反饋是放大電路交流通路中的反饋,與放大電路的耦合方式無直接關系。本題說法錯誤。

(4)電壓負反饋穩(wěn)定輸出電壓,是指在輸出端負載變化時輸出電壓變化很小,因而若負載變化則其電流會隨之變化。故本題說法錯誤。

(5)根據串聯(lián)負反饋和并聯(lián)負反饋的定義,本題說法正確。

(6)本題說法錯誤。負反饋放大電路方框圖中的基本放大電路需滿足兩個條件,一是斷開反饋,二是考慮反饋網絡對放大電路的負載效應。雖然本課程并不要求利用方框圖求解負反饋放大電路,但是應正確理解方框圖的組成。

(7)反饋網絡包含所有影響反饋系數的元件組成反饋網絡。例如,在上圖所示電路中,反饋網絡由R1、R2和R4組成,而不僅僅是R2。故本題說法正確。

(8)在低頻段,阻容耦合負反饋放大電路由于耦合電容、旁路電容的存在而產生附加相移,若滿足了自激振蕩的條件,則產生低頻振蕩。根據自激振蕩的相位條件,在放大電路中有三個或三個以上耦合電容、旁路電容,引入負反饋后就有可能產生低頻振蕩,而且電容數量越多越容易產生自激振蕩。故本題說法正確。

綜上所述,答案為:(1)√,(2)×,(3)×,(4)×,(5)√,(6)×,(7)√,(8)√

【例5-2】

電路如圖所示,圖中耦合電容器和射極旁路電容器的容量足夠大,在中頻范圍內,它們的容抗近似為零。試判斷電路中反饋的極性和類型(說明各電路中的反饋是正、負、直流、交流、電壓、電流、串聯(lián)、并聯(lián)反饋)。

【相關知識】

反饋放大電路。

【解題思路】

根據反饋的判斷方法判斷電路中反饋的極性和類型。

【解題過程】

圖示放大電路輸出與輸入之間沒有反饋,第一級也沒有反饋,第二級放大電路有兩條反饋支路。一條反饋支路是,另一條反饋支路是和串聯(lián)支路。支路有旁路電容,所以它是本級直流反饋,可以穩(wěn)定第二級電路的靜態(tài)工作點。和串聯(lián)支路接在第二級放大電路的輸出(集電極)和輸入之間(

基極),由于的“隔直”作用,該反饋是交流反饋。

和串聯(lián)支路交流反饋極性的判斷:

當給第二級放大電路加上對地極性為?的信號時,輸出電壓極性為一,由于電容對交流信號可認為短路,所以反饋信號極性也為一,因而反饋信號削弱輸入信號的作用,該反饋為負反饋。判斷過程如圖所示。

負反饋組態(tài)的判斷:

若令輸出電壓信號等于零,從輸出端返送到輸入電路的信號等于零,即反饋信號與輸出電壓信號成正比,那么該反饋是電壓反饋;反饋信號與輸入信號以電流的形式在基極疊加,所以它是并聯(lián)反饋。

總結上述判別可知,圖示電路中和串聯(lián)支路構成交流電壓并聯(lián)負反饋。

【例5-3】試判斷圖示各電路中是否引入了反饋;若引入了反饋,則判斷是正反饋還是負反饋,是直流反饋還是交流反饋;若引入了交流負反饋,則判斷是哪種組態(tài)的負反饋。設圖中所有電容對交流信號均可視為短路。

【相關知識】

分立元件放大電路(雙極型管放大電路和單極型管放大電路)各種接法的極性判斷,反饋的判斷方法,包括判斷是否引入了反饋、判斷反饋的正負、判斷直流反饋和交流反饋、判斷交流負反饋的四種組態(tài)。

【解題思路】

(1)根據反饋的定義,判斷電路中是否存在反饋通路,從而判斷是否引入了反饋。

(2)若引入了反饋,利用瞬時極性法判斷反饋的正負。

(3)根據直流反饋和交流反饋的定義,判斷引入的反饋屬于哪種反饋。

(4)根據交流反饋四種組態(tài)的判斷方法,判斷引入的反饋屬于哪種組態(tài)。

【解題過程】

在圖(a)電路中,Rf將輸出回路與輸入回路連接起來,故電路引入了反饋;且反饋既存在于直流通路又存在于交流通路,故電路引入了直流反饋和交流反饋。利用瞬時極性法,在規(guī)定輸入電壓瞬時極性時,可得到放大管基極、集電極電位的瞬時極性以及輸入電流、反饋電流的方向,如圖(e)所示。晶體管的基極電流等于輸入電流與反饋電流之差,故電路引入了負反饋,且為并聯(lián)負反饋。當輸出電壓為零(即輸出端短路)時,Rf將并聯(lián)在T的b?e之間,如圖(e)中虛線所示;此時盡管Rf中有電流,但這個電流是uI作用的結果,輸出電壓作用所得的反饋電流為零,故電路引入了電壓負反饋。綜上所述,電路引入了直流負反饋和交流電壓并聯(lián)負反饋。

在圖(b)電路中,R1將輸出回路與輸入回路連接起來,故電路引入了反饋;且反饋既存在于直流通路又存在于交流通路,故電路引入了直流反饋和交流反饋。利用瞬時極性法,在規(guī)定輸入電壓瞬時極性時,可得到放大管各極電位的瞬時極性以及輸入電流、反饋電流方向,如圖(f)所示。由于反饋減小了T1管的射極電流,故電路引入了并聯(lián)負反饋。令輸出電壓為零,由于T2管的集電極電流(為輸出電流)僅受控于它的基極電流,且R1、R2對其分流關系沒變,反饋電流依然存在,故電路引入了電流負反饋。綜上所述,該電路引入了直流負反饋和交流電流并聯(lián)負反饋。

在圖(c)電路中,R4在直流通路和交流通路中均將輸出回路與輸入回路連接起來,故電路引入了直流反饋和交流反饋。按u

I的假設方向,可得電路中各點的瞬時極性,如圖(g)所示。輸出電壓uO作用于R4、R1,在R1上產生的電壓就是反饋電壓uF,它使得差分管的凈輸入電壓減小,故電路引入了串聯(lián)負反饋。由于uF取自于uO,電路引入了電壓負反饋。綜上所述,電路引入了直流負反饋和交流電壓串聯(lián)負反饋。

根據上述分析方法,圖(d)電路的瞬時極性如圖(h)所示。電路引入了直流負反饋和交流電流串聯(lián)負反饋。

從圖(c)和(d)電路可知,它們的輸出電流均為輸出級放大管的集電極電流,而不是負載電流。

【方法總結】

分立元件放大電路反饋的判斷與集成運放負反饋放大電路相比有其特殊性。電路的凈輸入電壓往往指輸入級放大管輸入回路所加的電壓(如晶體管的b?e或e?b間的電壓、場效應管的g?s或s?g間的電壓),凈輸入電流往往指輸入級放大管的基極電流或射極電流。在電流負反饋放大電路中,輸出電流往往指輸出級晶體管的集電極電流、發(fā)射極電流或場效應管的漏極電流、源極電流。

【常見錯誤】

在分立元件電流負反饋放大電路中,認為輸出電流是負載RL上的電流。

【例5-4】某一負反饋放大電路的開環(huán)電壓放大倍數,反饋系數。試問:

(1)閉環(huán)電壓放大倍數為多少?

(2)如果發(fā)生20%的變化,則的相對變化為多少?

【相關知識】

(1)相對變化率

(2)閉環(huán)增益的一般表示式

【解題思路】

當已知的相對變化率來計算的相對變化率時,應根據的相對變化率的大小采用不同的方法。當的相對變化率較小時,可對求導推出與的關系式后再計算。當的相對變化率較大時,應通過計算出后再計算。

【解題過程】

(1)閉環(huán)電壓放大倍數

(2)當變化20%,那么,

則的相對變化為

當變化-20%,那么

則的相對變化為

【常見錯誤】

本例中已有20%的變化,

的相對變化率較大,應通過計算出后再計算。

【例5-5】電路如圖所示,試合理連線,引入合適組態(tài)的反饋,分別滿足下列要求。

(1)減小放大電路從信號源索取的電流,并增強帶負載能力;

(2)減小放大電路從信號源索取的電流,穩(wěn)定輸出電流。

【相關知識】

雙極型管放大電路和單極型管放大電路各種接法的分析及其極性分析,反饋的基本概念,負反饋對放大電路性能的影響,放大電路中引入負反饋的一般原則。

【解題思路】

(1)分析圖中兩個放大電路的基本接法。

(2)設定兩個放大電路輸入端的極性為正,分別判斷兩個放大電路其它輸入端和輸出端的極性。

(3)根據要求引入合適的負反饋。

【解題過程】

圖示電路的第一級為差分放大電路,輸入電壓uI對“地”為“+”時差分管T1的集電極(即④)電位為“?”,T2的集電極(即⑤)電位為“+”。第二級為共射放大電路,若T3管基極(即⑥)的瞬時極性為“+”,則其集電極(即⑧)電位為“?”,發(fā)射極(即⑦)電位為“+”;若反之,則⑧的電位為“+”,⑦的電位為“?”。

(1)減小放大電路從信號源索取的電流,即增大輸入電阻;增強帶負載能力,即減小輸出電阻;故應引入電壓串聯(lián)負反饋。

因為要引入電壓負反饋,所以應從⑧引出反饋;因為要引入串聯(lián)負反饋,以減小差分管的凈輸入電壓,所以應將反饋引回到③,故而應把電阻Rf接在③、⑧之間。Rb2上獲得的電壓為反饋電壓,極性應為上“+”下“?”,即③的電位為“+”。因而要求在輸入電壓對“地”為“+”時⑧的電位為“+”,由此可推導出⑥的電位為“?”,需將⑥接到④。

結論是,需將③接⑨、⑩接⑧、⑥接④。

(2)減小放大電路從信號源索取的電流,即增大輸入電阻;穩(wěn)定輸出電流,即增大輸出電阻;故應引入電流串聯(lián)負反饋。

根據上述分析,Rf的一端應接在③上;由于需引入電流負反饋,Rf的另一端應接在⑦上。為了引入負反饋,要求⑦的電位為“+”,由此可推導出⑥的電位為“+”,需將⑥接到⑤。

結論是,需將③接⑨、⑩接⑦、⑥接⑤。

【方法總結】

(1)減小放大電路從信號源索取的電流,即增大輸入電阻,應引入串聯(lián)負反饋。

(2)增強帶負載能力,即減小輸出電阻,應引入電壓負反饋;穩(wěn)定輸出電壓,即減小輸出電阻,應引入電壓負反饋。

(3)穩(wěn)定輸出電流,即增大輸出電阻,應引入電流負反饋。

【常見錯誤】

在引入反饋時只注意保證引入的反饋組態(tài)正確,但沒有保證引入的反饋為負反饋。

第6、7章

信號的運算與處理電路

本章的教學目標和要求:

要求學生理解掌握理想運放的虛短與虛斷的特點,熟練掌握比例、加法、減法、微分、積分等幾種基本理想運算電路的工作原理及應用;掌握實際運放的誤差分析;理解對數和反對數運算電路以及模擬乘法器的基本概念及應用,有源濾波器的基本概念及一階、二階有源濾波器電路分析,單門限、雙門限電壓比較器電路分析。

本章的總體教學內容:(采用多媒體教學)

§6-1

基本運算電路

§6-2

對數和反對數運算電路

§6-3

模擬乘法器及其應用

§6-4

集成運放使用中的幾個問題

§7-1

電子系統(tǒng)概述

§7-2

信號檢測系統(tǒng)中的放大電路

§7-3

有源濾波電路

§7-4

電壓比較器

習題課

本章重點:

理想運放線性應用的規(guī)律分析、基本運算電路分析、模擬乘法器的基本概念及應用、有源濾波器、電壓比較器的基本概念、雙門限電壓比較器電路分析。

本章難點:

正確判斷運放的工作區(qū),并靈活運用所在區(qū)的特點分析電路的功能。

本章主要的切入點:

通過引入理想運放的概念,建立虛短與虛斷的概念和零子模型電路;圍繞理想運放的兩個工作區(qū)各自的特點,分析比例、求和、,從而掌握運放應用電路的一般分析方法。

本章教學方式:課堂講授

本章課時安排:8

本章習題:P203

P233

6.1、6.9、6.10、6.11、6.13、6.14、6.16、7.3、7.13、7.20、7.21、7.22。

45、46節(jié):

運用虛短與虛斷概念分析反相比例、同相比例、加法、減法、積分和微分運算電路的工作原理;對實際運算電路的誤差進行分析。

重點:基本運算電路的工作原理。

47、48、49節(jié):

運用虛短與虛斷概念分析對數和反對數運算電路的工作原理。介紹模擬乘法器的工作原理及應用。

重點:

模擬乘法器的工作原理。

習題課:應用基本運算放大電路進行電路分析及計算。

50、51、52節(jié):

濾波器的概念,分類,頻帶特性,對用運放構成的簡單高通、低通濾波器電路進行分析。電壓比較器的概念,分類,應用

重點:

有源高通、低通濾波器電路的分析;電壓比較器的分析方法、原理及應用。

【例6-1】如圖所示的理想運放電路,可輸出對“地”對稱的輸出電壓和。設,。

(1)試求/。

(2)若電源電壓用15V,,電路能否正常工作?

【相關知識】

(1)運放特性。

(2)反相輸入比例運算電路。

【解題思路】

分析各運放組成哪種單元電路,根據各單元電路輸出與輸入關系,推導出總的輸出電壓的關系式。

【解題過程】

(1)由圖可知,運放A1和A2分別組成反相輸入比例運算電路。故

(2)

若電源電壓用15V,那么,運放的最大輸出電壓,當時,,。運放A1和A2的輸出電壓均小于電源電壓,這說明兩個運放都工作在線性區(qū),故電路能正常工作。

【例6-2】電路如圖所示,設運放均有理想的特性,寫出輸出電壓與輸入電壓、的關系式。

【相關知識】

運放組成的運算電路。

【解題思路】

分析各運放組成哪種單元電路,根據各單元電路輸出與輸入關系,推導出總的輸出電壓的關系式。

【解題過程】

由圖可知,運放A1、A2組成電壓跟隨器。

運放A4組成反相輸入比例運算電路

運放A3組成差分比例運算電路

運放A3組成差分比例運算電路

以上各式聯(lián)立求解得:

【例6-3】理想運放電路如圖所示,試求輸出電壓與輸入電壓的關系式。

【相關知識】

加法器、減法器。

【解題思路】

由圖可知,本電路為多輸入的減法運算電路,利用疊加原理求解比較方便。

【解題過程】

當時

當時

利用疊加原理可求得上式中,運放同相輸入端電壓

于是得輸出電壓

【例7-1】現(xiàn)有有源濾波電路如下:

A、高通濾波器

B、低通濾波器

C、帶通濾波器

D、帶阻濾波器

選擇合適答案填入空內。

(1)為避免50Hz電網電壓的干擾進入放大器,應選用。

(2)已知輸入信號的頻率為1~2kHz,為了防止干擾信號的混入,應選用。

(3)為獲得輸入電壓中的低頻信號,應選用。

(4)為獲得輸入電壓中的低頻信號,應選用。

(5)輸入信號頻率趨于零時輸出電壓幅值趨于零的電路為。

(6)輸入信號頻率趨于無窮大時輸出電壓幅值趨于零的電路為。

(7)輸入信號頻率趨于零和無窮大時輸出電壓幅值趨于零的電路為。

(8)輸入信號頻率趨于零和無窮大時電壓放大倍數為通帶放大倍數的電路為。

【相關知識】

四種有源濾波電路的基本特性及其用途。

【解題思路】

根據四種有源濾波電路的基本特性及其用途來選擇填入。

【解題過程】

根據表7.1.3可知

答案為(1)D,(2)C,(3)B,(4)A,(5)A、C,(6)B、C,(7)C,(8)D。

【例7-2】已知由理想運放組成的三個電路的電壓傳輸特性及它們的輸入電壓uI的波形如圖所示。

(1)分別說明三個電路的名稱;

(2)畫出uO1~uO3的波形。

【相關知識】

單限比較器、滯回比較器和窗口比較器電壓傳輸特性的特征。

【解題思路】

(1)根據電壓傳輸特性判斷所對應的電壓比較器的類型。

(2)電壓傳輸特性及電壓比較器的類型畫出輸出電壓的波形。

【解題過程】

(1)圖(a)說明電路只有一個閾值電壓UT(=2

V),且uI<UT時uO1

=

UOL

=-0.7

V,uI>UT時uO1

=UOH=6

V;故該電路為單限比較器。

圖(b)所示電壓傳輸特性的兩個閾值電壓UT1=2

V、UT2=4

V,有回差。uI<UT1時uO2=

UOH

=+6

V,

uI>UT2時uO2=

UOL

=-6

V,

UT1<uI<UT2時uO決定于uI從哪兒變化而來;說明電路為滯回比較器。

圖(c)所示電壓傳輸特性的兩個閾值電壓UT1=1

V、UT2=3

V,由于uI<UT1和uI>UT2時uO3=

UOL=-6

V,UT1<uI<UT2時uO1=

UOH

=+6

V,故該電路為窗口比較器。

答案是具有如圖(a)、(b)、(c)所示電壓傳輸特性的三個電路分別為單限比較器、滯回比較器和窗口比較器。

(2)根據題目給出的電壓傳輸特性和上述分析,可畫出uO1~uO3的波形,如圖(e)所示。

應當特別提醒的是,在uI<4

V之前的任何變化,滯回比較器的輸出電壓uO2

都保持不變,且在uI=4

V時uO2從高電平躍變?yōu)榈碗娖?,直至uI=2

V時uO2才從低電平躍變?yōu)楦唠娖健*?/p>

【方法總結】

根據滯回比較器電壓傳輸特性畫輸出電壓波形時,當輸入電壓單方向變化(即從小逐漸變大,或從大逐漸變?。┙涍^兩個閾值時,輸出電壓只跳變一次。例如本題中,當uI從小逐漸變大時,只有經過閾值電壓UT2=4

V時輸出電壓才跳變;而當uI從大逐漸變小時,只有經過閾值電壓UT1=2

V時輸出電壓才跳變。

【常見錯誤】

認為只要uI變化經過閾值電壓UT1=2

V或UT2=4

V時輸出電壓就跳變。

圖(e)

第8章

信號發(fā)生器

本章的教學目標和要求:

要求學生理解掌握正弦波信號產生電路的基本概念,RC串聯(lián)、LC并聯(lián)正弦信號產生電路的組成、振蕩條件判斷、振蕩頻率計算;掌握理想運放非線性應用的分析規(guī)律,方波產生電路組成及工作原理。

本章的總體教學內容:(采用多媒體教學)

§8-1

正弦波信號發(fā)生器

§8-2

非正弦波信號發(fā)生器

本章重點:

正弦波振蕩電路的振蕩條件及比較器的基本原理。

本章難點:

振蕩條件的判別

本章教學方式:課堂講授

本章課時安排:4

本章習題:

P259

8.1、8.2、9.2.3、8.4、8.5、8.7、8.8、8.9、8.10、8.12

53、54節(jié):

介紹正弦波發(fā)生器的工作原理,組成結構,產生正弦波振蕩的條件;

重點:

正弦波發(fā)生器的工作原理。

55、56節(jié):

典型的RC橋式電路的結構及其工作原理;電容三點式、電感三點式振蕩電路的結構及工作原理,振蕩條件的判別;石英晶體振蕩電路的工作原來。

重點:

RC、LC振蕩電路的工作原理。

方波、鋸齒波產生電路的工作原理。

【例8-1】圖(a)所示電路是沒有畫完整的正弦波振蕩器。

(1)完成各節(jié)點的連接;

(2)選擇電阻的阻值;

(3)計算電路的振蕩頻率;

(4)若用熱敏電阻(的特性如圖(b)所示)代替反饋電阻,當(有效值)多大時該電路出現(xiàn)穩(wěn)定的正弦波振蕩?此時輸出電壓有多大?

圖(a)

圖(b)

【相關知識】

RC正弦波振蕩器。

【解題思路】

根據RC正弦波振蕩器的組成和工作原理對題目分析、求解。

【解題過程】

(1)在本題圖中,當時,RC串—并聯(lián)選頻網絡的相移為零,為了滿足相位條件,放大器的相移也應為零,所以結點應與相連接;為了減少非線性失真,放大電路引入負反饋,結點

應與相連接。

(2)為了滿足電路自行起振的條件,由于正反饋網絡(選頻網絡)的反饋系數等于1/3(時),所以電路放大倍數應大于等于3,即。故應選則大于的電阻。

(3)電路的振蕩頻率

(4)由圖(b)可知,當,即當電路出現(xiàn)穩(wěn)定的正弦波振蕩時,,此時輸出電壓的有效值

【例8-2】試判斷圖(a)所示電路是否有可能產生振蕩。若不可能產生振蕩,請指出電路中的錯誤,畫出一種正確的電路,寫出電路振蕩頻率表達式。

【相關知識】

LC型正弦波振蕩器。

【解題思路】

(1)

從相位平衡條件分析電路能否產生振蕩。

(2)

LC電路的振蕩頻率,L、C分別為諧振電路的等效電感和電容。

【解題過程】

圖(a)電路中的選頻網絡由電容C和電感L(變壓器的等效電感)組成;晶體管T及其直流偏置電路構成基本放大電路;變壓器副邊電壓反饋到晶體管的基極,構成閉環(huán)系統(tǒng)統(tǒng);本電路利用晶體管的非線性特性穩(wěn)幅。靜態(tài)時,電容開路、電感短路,從電路結構來看,本電路可使晶體管工作在放大狀態(tài),若參數選擇合理,可使本電路有合適的靜態(tài)工作點。動態(tài)時,射極旁路電容和基極耦合電容短路,集電極的LC并聯(lián)網絡諧振,其等效阻抗呈阻性,構成共射極放大電路。利用瞬時極性法判斷相位條件:首先斷開反饋信號(變壓器副邊與晶體管基極之間),給晶體管基極接入對地極性為的輸入信號,則集電極對地的輸出信號極性為一,即變壓器同名端極性為一,反饋信號對地極性也為一。反饋信號輸入信號極性相反,不可能產生振蕩。若要電路滿足相位平衡條件,只要對調變壓器副邊繞組接線,使反饋信號對地極性為即可。改正后的電路如圖(c)所示。本電路振蕩頻率的表達式為

圖(c)

(d)

圖(b)電路中的選頻網絡由電容C1、C2和電感L組成;晶體管T是放大元件,但直流偏置不合適;電容C1兩端電壓可作為反饋信號,但放大電路的輸出信號(晶體管集電極信號)沒有傳遞到選頻網絡。本電路不可能產生振蕩。首先修改放大電路的直流偏置電路:為了設置合理的偏置電路,選頻網絡與晶體管的基極連接時要加隔直電容,晶體管的偏置電路有兩種選擇,一種是固定基極偏置電阻的共射電路,另一種是分壓式偏置的共射電路。選用靜態(tài)工作點比較穩(wěn)定的電路(分壓式偏置電路)比較合理。修改交流信號通路:把選頻網絡的接地點移到C1和C2之間,并把原電路圖中的節(jié)點2連接到晶體管T的集電極。修改后的電路如圖(d)所示。然后再判斷相位條件:在圖(d)電路中,斷開反饋信號(選頻網絡與晶體管基極之間),給晶體管基極接入對地極性為的輸入信號,集電極輸出信號對地極性為一(共射放大電路),當LC選頻網絡發(fā)生并聯(lián)諧振時,LC網絡的等效阻抗呈阻性,反饋信號(電容C1兩端電壓)對地極性為。反饋信號與輸入信號極性相同,表明,修改后的電路能滿足相位平衡條件,電路有可能產生振蕩。本電路振蕩頻率的表達式為

第9章

功率放大電路

本章的教學目標和要求:

要求學生了解功率放大電路的基本概念和特點;掌握乙類雙電源互補對稱功率放大電路的組成、工作原理及性能指標的計算;掌握甲乙類互補對稱功率放大電路OCL和OTL的組成、工作原理及性能指標的計算。

本章總體教學內容和學時安排:(采用多媒體教學方式)

§9-1

功率放大電路的特點及分類

§9-2

互補推挽功率放大電路

本章重點:

乙類、甲乙類互補對稱功率放大電路的輸出功率和效率的計算。

本章難點:

功率放大電路的工作原理及計算分析。

本章教學方式:課堂講授

本章課時安排:4

本章的具體內容:

57、58節(jié):

介紹結型場效應管的工作原理、結型場效應管的特性曲線以及主要參數。

重點:對結型場效應管的特性曲線的理解。

59、60節(jié):

介紹MOS效應管的工作原理、MOS效應管的特性曲線以及主要參數。

重點:對MOS效應管的特性曲線的理解。

FET放大電路的分類,Q點設置方法,兩種偏置方法的特點,以及用圖解法、計算法對電路進行分析。FET的小信號模型,并用它對共源、共漏放大器分析;加一習題課講解習題并對本章作一小結。

重點:強調分析方法的掌握,以及電路結構、分析過程與BJT放大器的對比。

【例9-1】單電源互補功率放大電路如圖所示。設功率管、的特性完全對稱,

管子的飽和壓降,發(fā)射結正向壓降,,,,并且電容器和的容量足夠大。

(1)靜態(tài)時,A點的電位、電容器C兩端壓降和輸入端信號中的直流分量分別為多大?

(2)動態(tài)時,若輸出電壓仍有交越失真,應該增大還是減小?

(3)試確定電路的最大輸出功率

、能量轉換效率,及此時需要的輸入激勵電流的值;

(4)如果二極管D開路,將會出現(xiàn)什么后果?

【相關知識】

甲乙類互補推挽功放電路的工作原理。

【解題思路】

(1)為了使單電源互補推挽功放電路輸出信號正負兩個半周的幅值對稱,靜態(tài)時,A點的電位應等于電源電壓的一半,由此可推算電容器C兩端壓降和輸入端信號中的直流分量的大小。

(2)分析產生交越失真的原因,討論的作用。

(3)確定輸出電壓最大值,求解最大輸出功率、能量轉換效率及此時需要的輸入激勵電流的值。

(4)斷開二極管,分析電路可能出現(xiàn)的狀況。

【解題過程】

(1)

靜態(tài)時,調整電阻、和,保證功率管和處于微導通狀態(tài),使A點電位等于電源電壓的一半,即。此時耦合電容C被充電,電容C兩端的電壓;輸入信號中的直流分量的大小,應保證輸入信號接通后不影響放大電路的直流工作點,即。

(2)

電路中設置電位器和二極管D的目的是為功率管提供合適的靜態(tài)偏置,從而減小互補推挽電路的交越失真。若接通交流信號后輸出電壓仍有交越失真,說明偏置電壓不夠大,適當增大電位器的值之后,交越失真將會減小。

(3)

功率管飽和時,輸出電壓的幅值達到最大值,則電路的最大輸出功率

此功放電路的能量轉換效率最大

當輸出電壓的幅值達最大值時,功率管基極電流的瞬時值應為

(4)當D開路時,原電路中由電位器和二極管D給功率管和提供微導通的作用消失。、、和的發(fā)射結及將構成直流通路,有可能使和管完全導通。若和的值較小時,將會出現(xiàn),從而使功放管燒壞。

【例9-2】在圖示的電路中,已知運放性能理想,其最大的輸出電流、電壓幅值分別為15mA和15V。設晶體管和的性能完全相同,=60,

。試問:

(1)該電路采用什么方法來減小交越失真?請簡述理由。

(2)如負載分別為20、10時,其最大不失真輸出功率分別為多大?

【相關知識】

(1)乙類互補推挽功放。

(2)運算放大器。

(3)電壓并聯(lián)負反饋。

【解題思路】

(1)推導晶體管和即將導通時,管子發(fā)射結兩端電壓與輸入電壓關系,并由此分析電路減小交越失真的措施。

(2)根據運放輸出電流和輸出電壓的最大值,確定功放電路輸出電流和輸出電壓的最大值。在不同負載條件下,分析電路最大不失真輸出功率是受輸出電流的限制還是受輸出電壓的限制,從而可求出其最大不失真輸出功率。

【解題過程】

(1)當輸入信號小到還不足以使晶體管和導通時,電路中還沒有形成負反饋。此時由電路圖可列出以下關系式

和死區(qū)電壓的關系為

當時,和未導通;

當時,

和導通。

由于運放的

很大,即使非常小時,

或也會導通,與未加運放的乙類推挽功放電路相比,輸入電壓的不靈敏區(qū)減小了,從而減小了電路的交越失真。

(2)由圖可知,功放電路最大的輸出電流幅值為

最大的輸出電壓幅值為

當時,因為,那么,受輸出電壓的限制,電路的最大輸出功率為

當時,因為,受輸出電流的限制,電路的最大輸出功率為

【例9-3】圖示為三種功率放大電路。已知圖中所有晶體管的電流放大系數、飽和管壓降的數值等參數完全相同,導通時b-e間電壓可忽略不計;電源電壓VCC和負載電阻RL均相等。填空:

(1)分別將各電路的名稱(OCL、OTL或BTL)填入空內,圖(a)所示為_______電路,圖(b)所示為_______電路,圖(c)所示為_______電路。

(2)靜態(tài)時,晶體管發(fā)射極電位uE為零的電路為有_______。

(3)在輸入正弦波信號的正半周,圖(a)中導通的晶體管是_______,圖(b)中導通的晶體管是_______,圖(c)中導通的晶體管是_______。

(4)負載電阻RL獲得的最大輸出功率最大的電路為_______。

(5)效率最低的電路為_______。

【相關知識】

常用功率放大電路(OCL、OTL或BTL)。

【解題思路】

(1)根據三種功率放大電路(OCL、OTL或BTL)的結構特點來選擇相應的電路填空。

(2)功率放大電路采用雙電源供電時,其晶體管發(fā)射極電位uE為零。

(3)根據三種功率放大電路(OCL、OTL或BTL)的基本工作原理來選擇相應的晶體管填空。

(4)分析三種功率放大電路的最大不失真輸出電壓,從而選出輸出功率最大的電路。

(5)根據三種功率放大電路的最大輸出功率以及功放管消耗的能量大小來確定效率最低的電路。

【解題過程】

(1)答案為OTL、OCL、BTL。

(2)由于圖(a)和(c)所示電路是單電源供電,為使電路的最大不失真輸出電壓最大,靜態(tài)應設置晶體管發(fā)射極電位為VCC/2。因此,只有圖(b)所示的OCL電路在靜態(tài)時晶體管發(fā)射極電位為零。因此答案為OCL。

(3)根據電路的工作原理,圖(a)和(b)所示電路中的兩只管子在輸入為正弦波信號時應交替導通,圖(c)所示電路中的四只管子在輸入為正弦波信號時應兩對管子(T1和T4、T2和T3)交替導通。

因此答案為T1,T1,T1和T4。

(4)在三個電路中,哪個電路的最大不失真輸出電壓最大,哪個電路的負載電阻RL獲得的最大輸出功率就最大。三個電路最大不失真輸出電壓的峰值分別為

,,

(5)根據(3)、(4)中的分析可知,三個電路中只有BTL電路在正弦波信號的正、負半周均有兩只功放管的消耗能量,損耗最大,故轉換效率最低。因而答案為(c)。

第10章

直流穩(wěn)壓電源

本章的教學目標和要求:

要求學生掌握直流電源的組成,各部分的作用,了解穩(wěn)壓電源的發(fā)展趨勢和典型的元件。

本章總體教學內容和學時安排:(采用多媒體教學)

§10-1 概述

§10-2 單相整流及電容濾波電路

§10-3 串聯(lián)反饋型線性穩(wěn)壓電路

習題課,復習

本章重點:

直流電源的組成及各部分的作用;單相橋式整流電路、電容濾波、穩(wěn)壓管穩(wěn)壓的工作原理。

本章難點:

濾波電路的定量計算。

本章主要的切入點:

從前幾章電子電路對直流電源的要求,簡略說明直流電源的任務,進而說明直流電源的組成。

本章教學方式:課堂講授

本章課時安排:4

本章習題:

P299

10.1、10.3、10.6、10.13、10.10、10.17

61、62節(jié):

直流電源的組成框圖,各個部分的作用,主要參數,對器件的選擇的要求。介紹半波整流電路,分析典型的單相橋式整流電路。介紹濾波、穩(wěn)壓部分的典型結構。重點:

單相橋式整流電路的工作原理。

63、64節(jié)

典型穩(wěn)壓電源電路的工作原理:簡介串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路和串聯(lián)開關式穩(wěn)壓電路的工作原理;介紹常用的三端集成穩(wěn)壓器件78XX和79XX系列。

重點:

串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路的工作原理。

習題課,講解本章節(jié)的重難點習題,傳授解題技巧;對本課程做總結性回顧。

【例10-1】在某一具有電容濾波的橋式整流電路中,設交流電源的頻率為1000HZ,整流二極管正向壓降為0.7V,變壓器的內阻為2。要求直流輸出電流IO=100mA,輸出直流電壓UO=12V,試計算:

(1)估算變壓器副邊電壓有效值U2。

(2)選擇整流二極管的參數值。

(3)選擇濾波電容器的電容值。

【相關知識】

電容濾波的橋式整流電路。

【解題思路】

(1)根據估算變壓器副邊電壓有效值U2。

(2)根據電路中流過二極管的電流及二極管承受的最高反壓電壓選擇整流二極管。

(3)根據及電容器的耐壓選擇濾波電容器。

【解題過程】

(1)

由可得

。

(2)

流過二極管的電流

二極管承受的反壓為

選2CP33型二極管,其參數為URM=25V,IDM=500mA。

(3)

由,,可得

取,那么

選C=22μF,耐壓25V的電解電容。

【例10-2】串聯(lián)型穩(wěn)壓電路如圖所示。已知穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓,負載。

(1)

標出運算放大器A的同相和反相輸入端。

(2)

試求輸出電壓的調整范圍。

(3)

為了使調整管的,試求輸入電壓的值。

【相關知識】

串聯(lián)型穩(wěn)壓電路。

【解題思路】

(1)

運算放大器的同相和反相輸入端的連接要保證電路引入電壓負反饋。

(2)

根據確定輸出電壓的調整范圍。

(3)

由,并考慮到電網電壓有波動,確定輸入電壓的值。

【解題過程】

(1)

由于串聯(lián)型穩(wěn)壓電路實際上是電壓串聯(lián)負反饋電路。為了實現(xiàn)負反饋,取樣網絡(反饋網絡)應接到運放的反相輸入端,基準電壓應接到運放的同相輸入端。所以,運放A的上端為反相輸入端(–),下端為同相端(+)。

(2)

根據串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的穩(wěn)壓原理,由圖可知

式中,為可變電阻滑動觸頭以下部分的電阻,。

當時,最小

當時,最大

因此,輸出電壓的可調范圍為。

(3)由于

當時,為保證,輸入電壓

若考慮到電網電壓有波動時,也能保證,那么,實際應用中,輸入電壓應取。

【常見的錯誤】

容易忽視電網電壓有波動。

【例10-3】圖中畫出了兩個用三端集成穩(wěn)壓器組成的電路,已知靜態(tài)電流IQ=2mA。

(1)寫出圖(a)中電流IO的表達式,并算出其具體數值;

(2)寫出圖(b)中電壓UO的表達式,并算出當R2=0.51k時的具體數值;

(3)說明這兩個電路分別具有什么功能?

圖(a)

圖(b)

【相關知識】

三端集成穩(wěn)壓器。

【解題思路】

(4)

寫出圖(a)電路輸出電流與穩(wěn)壓器輸出電壓的表達式。

(5)寫出圖(b)電路輸出電壓與穩(wěn)壓器輸出電壓的表達式。

(6)由表達式分析各電路的功能。

【解題過程】

(1)

第2篇

電子技術基礎課作為理工院校電類專業(yè)中最重要的課程,其由數字電路與模擬電路組合形成。對后面課程的學習必須將這門課學好。相比于傳統(tǒng)的的院校學科,這門課相關的技術發(fā)展的非???,這使得教師需要擁有豐富的相關知識,從而將學生的數字視野拓展開來,在教學中網絡則可以在這方面起到很大的幫助,畢竟在信息量方面,網絡有著無可比例的優(yōu)勢。很強的應用性與實踐性可以說是電子技術基礎課的優(yōu)勢所在,這幾年高校的擴張使得學校的實驗設施方面無法得到滿足,這可以通過課后對實驗進行分組進行與在課堂中運用計算機仿真進行講課進行改善。而且高校改革壓縮了教學的時間,這使得學校必須將課堂效率進行提升,而多媒體課件在這方面起到很大的幫助作用。在信息技術的素養(yǎng)方面,對于電子技術專業(yè)的學生來說要求是非常高的。因此電子技術專業(yè)的學生一般都擁有很強的信息接收以及適應能力,因為計算機與網絡技術是基于電子技術進行開展的。所以,相比于其他的學科,信息技術與電子技術基礎課的結合更加的容易。

2.整合現(xiàn)代信息技術與電子技術基礎課的原則

豐富多彩是整合課程最突出的優(yōu)點,因而在整合的過程中需要對心理學、教育學以及教育技術學等相關的理論進行借鑒,通過聯(lián)系二者的結合點,用系統(tǒng)的手段將教學系統(tǒng)中的學生、老師、教學內容等各方面的因素進行整合,做到協(xié)調的一致性,從而將各種因素的優(yōu)勢發(fā)揮出來。課程整合的成功在于量變到質變的改變教堂教學與管理、教師備課、師生關系等等方面,通過自身的優(yōu)勢與對成功經驗的借鑒,整合二者的原則需要對以下幾個方面進行遵守:第一,對電子技術基礎課中信息技術的作用做到正確的認識,在整合二者的過程中教學的主體依舊是課程本身,這是無可爭議的。在整合的過程中其個體自身的特點不能因信息技術的加入而被改變,必須對個體特征的繼承性進行強化。任務作為信息技術服務的對象,要以任務為主體,不能做到隨意的更改。教學目標與學科特點的特殊性使得天然聯(lián)系的二者的優(yōu)勢被削弱。對電子技術基礎課來說,信息技術處于服務地位,傳統(tǒng)教學的優(yōu)勢不可能因信息技術的加入導致改革教學模式而廢掉。對多媒體教學手段使用的標準就是服務教學,目標就是將教學目的達到,不可做到本末倒置。通過這幾年的實踐可以發(fā)現(xiàn)教學要從實際出發(fā),對傳統(tǒng)的教學優(yōu)勢要進行保持,這是對信息技術與電子技術基礎課進行整合所需要遵守的。第二,在學習過程中學生與教師的作用做到正確的認識。在整合過程中對教師為主導、學生為主體的原則做到肯定,在教師的指導下可以優(yōu)化教學過程。老師的作用不可能由多媒體技術來代替,而且在整合過程中對老師的要求反而更高,老師不僅要在授課能力方面過硬,還有對現(xiàn)代信息技術有著深入的了解,二者還要有效地結合起來。當然,在對教師的主導地位進行強調的同時也不能忽視學生的主體地位,作為學習的主人,其主體意識必須明確,同時要將學生在學習過程中的積極性、主動性等做到充分的發(fā)揮。在整合過程中學生對新的學習方式與環(huán)境進行適應的時候老師要起到幫助的作用。不能讓學生對信息技術有抵觸情緒,要讓他們認識到信息技術可以幫助自己更好的尋找知識,對問題進行解決。在整個課程整合過程中,學生作為參與者,在知識的構建過程中,學生應該主動去完成學習的任務與目標,在這個過程中學生對資料的獲取可以通過網絡信息資源尋求幫助。就像老師在電子技術基礎課中僅僅出題目,余下的是學生所要完成的,學生可以通過信息技術進行,老師在這個過程中起到幫助的作用。通過對課程的整合,學生的自主學習能力得到了很好的鍛煉,而且他們的信息素養(yǎng)也因此得到了有效地培養(yǎng)。

3.結語

第3篇

中職教育的教學方法從宏觀上講主要有:以語言形式獲得間接經驗的方法、以直觀形式獲得間接經驗的方法、以實際訓練形式形成技能技巧的方法。其中以語言形式獲得間接經驗的方法主要有講授法、討論法和讀書指導法。以直觀形式獲得間接經驗的方法主要有演示法和參觀法。在“電子技術基礎”課程的理論知識教學中,演示法很適用,如在晶體管的實物展示;晶體管的極性判別特性檢測;三極管的放大電路、集成運放放大電路、組合邏輯電路、時序邏輯電路、555集成電路的實物連接。學生在教師的演示過程中要用到觀察法。演示法對于基礎知識不扎實、獨立學習自覺精神不強的學生是行之有效的教學方法。以實際訓練形式形成技能技巧的方法有練習、實驗法和實習作業(yè)等方法。實驗法常用比如用示波器測試三極管的放大電路和集成運放放大電路的放大功能等。在制作半導體收音機、直流穩(wěn)壓電源、籃球比賽24秒計時器、眼睛會循環(huán)變頻閃動的玩具的套件時,就得用到實習作業(yè)的教學法。實習作業(yè)法常在實習教學中綜合運用所學知識掌握專業(yè)技能最有效的教學方法,可以培養(yǎng)學生動手能力,鍛煉學生實踐探索精神??傊?,教學有法,教無定法,貴在得法。

2合理運用教學媒介

傳統(tǒng)的教學媒介就是粉筆、黑板、教科書,隨著科學技術的迅猛發(fā)展,現(xiàn)代科技為基礎的教學媒體逐漸發(fā)展起來,先后出現(xiàn)了教學的電化教學、多媒體輔助教學、校園網。多媒體技術是為教學服務的工具,多媒體技術集聲、像、文字、動畫于一體,具有形象直觀、興趣性強、生動活潑等特點,可使教學化靜為動、化難為易、化抽象為具體,可顯事半功倍之奇效。在課程教學中,許多難以用板書和掛圖表達清楚的抽象理論和動態(tài)過程如晶體管的內部結構、PN結的導通原理、三極管的工作原理等實現(xiàn)了形象化的教學。因此,在教學中應充分考慮課程的特點來合理運用多媒體技術。并非所有的教學內容都有必要使用多媒體件教學,只有那些教學重點和難點以及關鍵點,才值得運用多媒體輔助教學。避免簡單的運用多媒體教學,要留給學生與教師交流的時間,堅持以人為主、以機為輔、人機協(xié)作的原則。不要被多媒體捆住了手腳,失去了傳統(tǒng)教學課堂中教師的優(yōu)勢和風度。

3加強實驗教學

實驗的內容和方法的建立是以能力培養(yǎng)為主線,分層次、多模塊、相互銜接的科學系統(tǒng)的實驗教學體系,與理論教學既有機結合又相對獨立。實驗教學內容與社會應用實踐密切聯(lián)系,形成良性互動,實現(xiàn)基礎與現(xiàn)代的有機結合。加強綜合性、設計性、創(chuàng)新性實驗。建立新型的適應學生能力培養(yǎng)、推進學生自主學習、合作學習、研究性學習。在“電子技術基礎”課程的實驗教學是在電子技能實訓室進行,主要完成電子元器件識別與檢測、焊接技術、電子產品組裝調試等電子基本技能實訓。實驗教學大致分為兩類,一類是驗證性實驗,如三極管放大電路的放大原理、組合邏輯電路的電路功能驗證等;驗證性實驗主要是對電子儀器儀表的熟練應用,如示波器、萬用表等。另一類是電子制作。電子制作的前期主要進行基本技能的訓練,包括認識印刷電路板,手工焊接練習,認識并檢測常用電子元器件。電子制作實際上就是是對電子產品組裝訓練,課程中的四個電子制作是圍繞不同的知識模塊設計的電子產品,每個學生在這四個電子制作中必須人人過關,才使其具備扎實的理論基礎,較強的專業(yè)技能。在“電子技術基礎”課程教學中,加強實驗教學,提高學生的動手能力。

4思考

第4篇

關鍵詞:電子技術基礎 改革 教學評價

在傳統(tǒng)的教學觀念中,大部分教師都是把掌握的現(xiàn)成知識、技能傳遞給學生。學生得到的往往只是一個結論,得到的容易,遺忘的也容易?,F(xiàn)在的學生學習知識的積極性較差,知識大多不容易掌握。我們要適應這種現(xiàn)狀,就要改變教學方法?,F(xiàn)從以下幾點進行分析:

一、教學內容的改革

電子專業(yè)的課程具有很強的綜合性、應用性和實踐性。而對現(xiàn)在的學生來講,他們的基礎知識較薄弱,遇到復雜的問題,他們就缺乏了應有的熱情。最終會導致他們失去學習興趣。電子技術基礎課程也應該改變原有的教學模式,要打破學科體系,突出應用特點,把能力的培養(yǎng)放在首位。在實際的教學中,應該化繁為簡,越簡單越便于記憶。盡量避開繁瑣的理論推導,輔以簡單的定量計算。同時,還可以省去那些用處不大的理論知識。電子技術基礎的教學還應拓展一些相關專業(yè)的知識,擴充學生的知識面,為學生將來走向社會提供更廣闊的空間。隨著電子行業(yè)的迅猛發(fā)展,新技術、新器件不斷出現(xiàn)。在教學內容上可適時加入新元器件及該專業(yè)的最新發(fā)展情況。還可通過圖片等形式向學生們介紹相關的新產品及新技術的發(fā)展現(xiàn)狀, 拓寬學生的視野,提高學生對課程的關注程度,激發(fā)學生的學習興趣。另外,一味的教授課程,學生容易開小差,讓學生積極地思考與參與,保持適度的緊張感,緊跟課堂進度,還可迅速、真實地了解學生的掌握情況,有助于提高課堂教學效果。

許多人都認為教材是用來“教”的,而不是教會學生使用教才,學會自學教材。我國現(xiàn)在提倡“以問題為中心的學習”和“以項目為中心的學習”,并引入了“研究性學習”這一概念。其意義就是要通過改變學生的學習方式,賦予學生以自主學習能力、與人合作能力、自主決策能力、解決實際問題能力,以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神與實踐能力以及對社會的責任感。

二、教學策略的改革

針對學生的實際水平,在教材的處理上,突出基礎知識的發(fā)現(xiàn)過程與教材本身知識結構之間的內在聯(lián)系。學生通過“看”、“思”、“學”、“做”的有機結合,手腦結合去發(fā)現(xiàn)知識,去完成學習,以教師為主導,學生為主體。所以,在電子技術基礎教學過程中,首先,學生應該明確在未來工作的意義和作用。其次,是如何能調動學生學習的積極性,增強學生的主觀能動性。最后落實到所給出的完整教學中去。現(xiàn)如今電子行業(yè)已經滲透到了我們生活的各個方面,我們平時用的手機、LED手電筒、電視機、電腦,出門要用的電子導航、交通信號燈等等??梢哉f我們的生活已經離不開這些電子產品了。電子專業(yè)的前景是非常廣闊的。在講課時,可以由比較流行的話題引入,也可以提出一些懸念來引起學生的注意。有了良好的開端后,在后面的課程中,教師還應該積極引導學生去理解、分析,調動學生的主動性,形成教與學的良性互動。同時,對于一些容易混淆的知識,要進行對記憶。對一些具有相同分析思路的典型電路要總結共性,如晶體管的共射、共集、共基三種組態(tài)電路,都是從靜態(tài)、動態(tài)入手的,分析思路是相同的,把結論整理在一起,再根據電路特點推廣其應用。

教學領域不斷地發(fā)生著變化,現(xiàn)在正處于教育發(fā)展上最振奮人心的時代,人們關注的焦點是:在幫助學生深入理解所學知識的同時,發(fā)展學生的思維能力,培養(yǎng)學生的創(chuàng)造精神和實踐能力。首先我們看到來自環(huán)境的刺激進入感覺記憶,然后我們從感覺記憶中選擇一些信息進行注意,理解它的意思,并把它轉移成新的記憶。也就是說,新舊知識整合過程就是知識如何被理解的過程。在講課的過程中,注重新舊知識的聯(lián)系,就可以有效地提高教學效果。例如:在講到晶閘管時,可以由二極管引入,來對比記憶。

三、完善教學評價體系,鞏固教學效果

教學成果離不開教學評價,教學評價對教學工作及學生的學習起著診斷、導向、矯正、激勵等功能。我們的學生與初中生、小學生不同,決不能采取期中、期末考試的形式,進行一次性的評價,因此,我們不斷完善教學評價體系,可采取以下三種評價方式:

第一種方式以過程性考查為主,終結性考查為輔,注重學生的平時考查。比如:口頭答辯、型作業(yè)等,強調學生學習的過程。學生成績以平時為主,期中、期末為輔。更好的激勵學生參與學習。例如可以選擇一些電器元件,讓同學們指出用處、特性。再或者同學們共同來默畫重點電路,并進行評講。第二種方式以問題能力為對象建立考評標準。在教學中,既要看學生主動接受了多少問題,更要看其主動發(fā)現(xiàn)了多少問題,獨立提出了多少問題和探索了多少問題。這是有針對性的觀察學生和促進學生學習的重要標準。比如:可根據平時聽課情況,給出一定的平時成績。第三種方式自我考評和集體考評相結合。鼓勵學生參與,采用自我評定、同學之間的互評的方法,重視小組之間的階段性總結與反思及相應的改法。這樣有助于學生的自我教育、自我提高以及相互促進。

小結

幾年來,在不斷的教學過程中,積累了一些寶貴的經驗,我要不斷地更新觀念、轉變方式、重建制度。目前,教學質量也有了穩(wěn)步的提高,但是對學生的教學來講,是一個長期的過程,在今后,我還會做出不懈的努力的。

參考文獻:

[1]馬國鵬.淺談電工基礎課堂導入法[J].職業(yè)技術教育, 2010

第5篇

電子技術基礎是一門實踐性、應用性很強的專業(yè)基礎課,其任務是對學生進行電子技術基礎知識的教育,為學習專業(yè)課和實際工作提供必要的基礎理論知識和基本技能。因此,它在整個維修電工專業(yè)的教學中都起著十分重要的作用。但在實際教學中,能學好此課程的學生并不多,往往達不到預期的教學目的。其原因有三:一是教材重理論、輕實踐;二是傳統(tǒng)的教學方法過于單一;三是現(xiàn)在的職技校學生厭學心理普遍,自主學習能力差。為了提高教學效率,培養(yǎng)出社會所需要的操作型、技能型、實用型人才,筆者從以下五個方面談談自己在電子技術基礎課堂教學中的一些體會和想法。

一、教材處理

維修電工中級工考證對電子技術基礎的要求分為兩部分:一是讀電子線路圖的理論要求為單管放大電路的分析、計算;反饋的概念、類型、原理;振蕩電路的概念、類型、原理;功放電路的類型、原理;穩(wěn)壓電路原理;晶閘管、單結晶體管的結構與參數;單相可控整流電路。技能要求為能識別各種電子元器件的符號;能分析簡單電路圖的結構、分析工作原理;能繪制簡單的波形圖,等等。二是電子線路的安裝調試與排故的理論要求為RC阻容放大電路、晶體管穩(wěn)壓電路、RC橋式振蕩電路等的結構與原理;單結晶體管觸發(fā)電路的結構與原理;各種簡單電子線路的調試方法;單相可控整流電路的原理、調試方法;故障現(xiàn)象的分析與排除故障的方法。技能要求為晶閘管、單結晶體管的識別與測試;各種簡單電子線路的安裝與調試;電子線路中簡單故障的排除。

根據維修電工中級工考證對電子技術基礎的要求,本著理論知識夠用,重在培養(yǎng)實際能力的原則,筆者對教材內容進行了大膽整合,對各種器件和集成電路內部構造及原理方面的內容進行刪減,把重點放在如何使用元件上。對于各種公式不做推導,簡化計算。為此,筆者將電子技術基礎教材整合為晶體管模塊、放大電路模塊、RC橋式振蕩電路模塊、電源電路模塊、功放電路模塊、晶閘管電路模塊六個模塊進行教學。

二、教室教學

教室教學是傳統(tǒng)教學方式,電子技術基礎中的二極管基礎知識、三極管基礎知識、負反饋基礎知識、正弦波振蕩電路的基礎知識、整流基礎知識、集成穩(wěn)壓器基礎知識、晶閘管基礎知識的最佳教學方式就是教室教學。為了提高教室教學的有效性,增加學生的學習興趣,教學方法應盡可能多樣化,根據具體知識點和學生的基礎采用不同的教學方法。常用的教學方法有:講授教學法、多媒體教學法、啟發(fā)式教學法、類比教學法、演示教學法、提問教學法、總結教學法等。比如在講解PN結知識點時,就適宜采用Flas教學法(自由電子用黑色圓圈表示,空穴用紅色圓圈表示,黑色圓圈和紅色圓圈像小蝌蚪游動,相遇時消失形成PN結);比如講解二極管管腳判別知識點時,就適宜采用演示教學方法(教師一邊講解判別方法,一邊用萬用表演示);比如講解整流電路時,就適宜采用啟發(fā)式教學法。例如:市電提供的電壓通常是220伏的交流電,而充電器的輸出電壓基本上是3~5伏的直流電,這是怎樣實現(xiàn)的呢?首先要從高電壓得到低電壓,必須用到的電路就是變壓器電路,經過變壓之后的電仍是交流電,要想得到直流,就需要用到整流電路。

三、PROTEUS仿真教學

在電子技術基礎教學中,分析電路工作過程和元件參數對電路的影響,學生往往很難理解和掌握。這部分知識如果采用PROTEUS仿真教學會取得不錯的效果。PROTEUS仿真軟件提供了各種豐富的分立元件,各元器件選擇范圍廣,可隨時調整和修改元器件參數,不會像實際操作那樣多次地把元件焊下而損壞器件和印刷電路板,可分析各元件參數對電路的作用與影響,使電路調試變得快捷方便,非常接近實際操作的效果。PROTEUS仿真軟件還提供了各種豐富的調試測量工具,如各種電壓表、電流表、示波器等,可測量電路中的各點電壓、電流,波形等。

例如在講解靜態(tài)工作點知識點時,筆者用PROTEUS仿真軟件畫出單管放大電路,不加直流電壓(沒有靜態(tài)工作點),在輸入端加入低頻交流小信號,用示波器觀察輸出端(沒有波形輸出);加入直流電壓,用示波器觀察輸出端(有放大的波形輸出)。通過對比,學生立即明白了靜態(tài)工作點的作用。并且改變基極電阻,學生可以很清楚地看到輸出波形從截止失真不失真飽和失真變化,從而進一步理解元件參數變化對電路的影響。

再如,講解電容濾波知識點時,筆者用PROTEUS仿真軟件畫出橋式整流電路,用示波器觀察整流輸出波形;加上濾波電容,再用示波器觀察輸出波形。通過對比,學生馬上就明白了電容的作用。改變電容大小,用示波器觀察輸出波形,學生就能夠加深對此知識點的認識和理解。PROTEUS仿真軟件是一個很好的實用工具,使教師能夠在教學過程中隨時進行演示,深入淺出地分析各種電路的特性,講解各種元件參數改變對電路的影響。從而學生上課容易聽懂,加強了對理論知識的理解,提升了學習興趣,為電子實訓打下一個良好的基礎。

四、實驗室教學

在課堂教學中,不僅要注意書本既有知識的理論傳授,更要注重培養(yǎng)學生解決實際問題的能力、自學探索能力等。在教學過程中,筆者采用加強實驗、理論夠用策略,充分發(fā)揮電子實驗室的功能,既激發(fā)學生的學習熱情,又能通過實驗來掌握理論知識,在實驗中鞏固理論、用理論指導實驗,從而達到較好掌握知識,提高動手能力、創(chuàng)新能力的目的。在教學中,筆者安排了單管放大電路、多級放大電路、反饋電路、功放電路、RC橋式振蕩電路、穩(wěn)壓電路、晶閘管觸發(fā)電路、晶閘管調光電路在實驗室中進行。例如在講解單管放大電路時,筆者先讓學生在實驗室自己動手連接一個共發(fā)射極單管放大電路,然后用萬用表測出靜態(tài)工作點的電壓,并記錄下來,再用示波器觀察輸入、輸出波形,并記錄下來進行對比分析。讓學生有了這樣的感性認識之后,筆者再結合放大原理,分析學生在實驗中觀察到的現(xiàn)象,學生便很容易聽懂并理解放大原理,掌握知識要點。

五、評價方式

學生學得好不好,傳統(tǒng)的教學評價往往采用期末考試這一種形式。然而,這種狹隘的考試評價法只是考查學生死記硬背課堂筆記和書本內容的能力,考試的結果只是造就了一批高分低能者。一個好的教學評價體系應該能夠體現(xiàn)學生是否真正掌握了知識和技能,并能暴露出教學過程中還存在的問題,從而改進學習。

對此,筆者在教學中從理論知識的考查、實踐能力的考查、分析問題解決問題能力的考查三個方面對學生進行評價。考核的四種方式及其各自所占的比例如下:口頭提問(10%)、書面作業(yè)(10%)、課堂練習(10%)、實驗(30%)、期末考試(40%)。

六、結束語

從學生的實訓和考證情況來看,本文所提倡的教學方式收到了良好的效果。在該課程今后的教學中還應積極思考,運用多種教學方法和手段,探索培養(yǎng)學生能力的新途徑。

參考文獻:

[1]廖芳.電子技術[M].北京:北京師范大學出版社,2006.

[2]康華光.電子技術基礎(模擬部分) 第4版[Ml.北京:高等教育出版社,1999.

第6篇

關鍵詞 教材改革 實驗室 資金包干

隨著汽車智能化程度的不斷提高,汽車電器越來越多,應用越來越廣泛,有關資料顯示,未來汽車就是“谷歌”和“英特”的天下。因此對于汽車維修專業(yè)的學生學好電工電子專業(yè)尤為重要。

電工電子是機電學校主要的專業(yè)基礎課程,幾乎各專業(yè)都要學習,尤其是汽車維修專業(yè),如果電工電子專業(yè)學不好,直接影響汽車電器方面的學習,而汽車電器是汽修專業(yè)必修掌握的專業(yè)課程,該課程在實際工作中相當重要?,F(xiàn)在汽車故障多發(fā)部位是汽車電器,機械方面比較少,所以汽修專業(yè)必須花大力氣將電工電子專業(yè)的教學搞好。那么如何搞好課堂教學呢?

一、應該對現(xiàn)有教材進行改革

電工電子這門課抽象難懂,現(xiàn)在的教材理論內容比較深奧,如果沒有扎實的物理電學方面的基礎想學好這門課程真的好難。而我們學生的入學成績告訴我們,如果按照課本上的內容來教學,最終的結果是:教師累,學生受罪。典型的例子就是,2012年8月30日筆者搞一次新學期開學公開課,該課程是建立在電工電子的基礎上開設的《汽車電器原理與檢修》,我在引入課題的時候,提問一個極簡單的問題,電阻和二極管分別有什么作用,學生的回答讓我很尷尬,全班沒人答出,我拿出電阻讓學生回答這是什么?結果全班同學都亂猜,這個結果讓我想到,學生學完電工電子等于白學,一點也沒掌握,如果學過了不能用在實際生活中,那學有什么用?看到這個結果,引起我深深的思考,如何讓學生真正掌握這門課程,把學生的學習積極性提起來呢?

課改是非常有效的方法,職業(yè)學校的學生特點是理論水平低,動手能力強。將書本知識融入到有趣的實驗課,讓學生在愉快的動手中體會每一個元件的作用, 體會每一個單元或者項目的主題。將被動學習變成我要學習,變成自主探究的形式。比如組裝一個萬用表,讓學生體會到電阻的作用,在用到萬用表測量交流電壓時,體會到二極管的整流作用。傳統(tǒng)項目組裝一個收音機讓學生學習到三極管極性判斷,三極管的放大、檢波等作用,通過組裝過程遇到的問題,培養(yǎng)學生分析問題,判斷問題的能力,學生解決了“頑題”,體會到了“成就”,從中學時的一個個挫折,到有所收獲,學生逐漸找到了自信:原來電工電子并不難!通過一個個的實際訓練比老師講千遍萬遍的理論要強上百倍。

課改最重要的是教材改革,教材不宜太難,針對性要強,能夠為專業(yè)課服務,能為就業(yè)服務。針對中職學生的特點,他們重點是應用,不是研究,所以各級出版教材的部門不要追求教材的文字數量,一個章節(jié)究竟有用的是多少才是最重要的?,F(xiàn)在的教材學生一看就 “頭疼”,老師看了也不知道如何下手,要把教材內容全部交給學生,老師講完了,學生也忘完了,其實當時也沒有學會。因此教材必須要加以改革,教材要讓企業(yè)人員參與編寫,哪些是有用的,哪些是專業(yè)課用到的,能在實際生產中用到,沒用的東西不要,復雜的理論是大學生學的,中職學校的教材不要用高等學校的教材簡化版,要有一本針對性很強的才可以,校本教材就是很好的例子,可惜現(xiàn)在的教師工作任務繁重沒時間編寫,只能在原有教材上刪刪減減。

二、裝備一流的實驗室

有了好的教材,條件好的實驗室是必須的,要有針對性較強教學設備,設備要與時俱進,能進行信息技術教學。配備專門的實驗桌椅,實驗儀表、儀器,要有專門人員管理,將上課所需材料準備齊全,讓每個學生都有事可做,先查閱資料,準備理論內容,然后動手實訓加以驗證。比如汽車電器里面最重要的是發(fā)電機,沒有發(fā)電機現(xiàn)代汽車將無法工作,發(fā)電機的電路,發(fā)電機是怎樣工作的,發(fā)出的電是什么電?當然是三相交流電,那么汽車用到的電是直流電,三相交流電怎么變成直流電的?如果實驗室有相應的設備,那么這門課的自主探究就形成了,充分調動了學習積極性。再也不會是老師課堂上忙于管理,學生不愿聽,聽了也不懂。

三、素質好業(yè)務過硬的雙師型教師的培養(yǎng)也是教好這門課的重要因素

教師要定期到企業(yè) “充電”,給教師搭設成長平臺,尤其是年輕教師,每年至少派出去一到兩個月,到企業(yè)學習新技術新理念,與有經驗的技師交流、探討,這樣才能與時俱進,掌握最新知識,把握新動向,教師講起來有底氣,學生聽起來才勁頭十足。

四、首次提出課程經費包干制

大膽提出一個想法,老師是該課程的主體,只有教師 “導好”,學生才能 “演好”。學校應該相信教師把自交給教師,調動教師的積極性。實行專業(yè)課和專業(yè)基礎課程能采用經費包干,把經費給專業(yè)課和專業(yè)基礎課老師,由老師來決定購買哪些實訓材料。利用假期,教師對該課程進行經費預算,需要哪些設備?哪些耗材?該課程要達到什么目標?由任課教師自行決定購買器材和設備,所購物品必須為本課程服務,期末對該課程學習效果進行測評。這樣任課教師就會為該課程的教學效果想方設法,教師“投學生所好”,學生學習起來有興趣,那么教學效果就可想而知了。

有了好的教材,切實可用的針對性強實驗設備,再加上資金的保證,堅信電工電子抽象難教、難學的現(xiàn)象會得到改觀,人人都愛電工電子的局面將會到來。

參考文獻:

[1]呂愛華《汽車電工電子技術基礎》教材.

第7篇

關鍵詞:教學設計;綜合提升訓練;課外閱讀

中圖分類號:G623.23

"數字電子技術基礎"課程是高等學校電子電氣信息、自動化類專業(yè)的主干專業(yè)基礎課程,是學習"微機原理與接口技術"、"單片機原理與技術"等后續(xù)課程的重要的先修課程,在人才培養(yǎng)的課程體系中起著非常重要的基礎作用,如何搞好該課程的教學工作是值得研究探索的。隨著電子技術的飛速發(fā)展,新器件、新技術的不斷涌現(xiàn),隨之反映出來的是某些傳統(tǒng)的教學方法的落后,因此教學方法、教學手段也應該作相應的改革,使之與時俱進。為此,筆者總結了近幾年的教學方法和體會。

一、 注重教學設計

目前教學手段一般是采用傳統(tǒng)的板書和現(xiàn)代教育技術有機結合。其中第一堂課是非常重要的,教師應該闡述該課程的地位和重要性,通過列舉學生感興趣的生活實例,讓學生直觀了解課程的重要性,使其有目的的學習:學完這門課我也會做這個東西了!興趣和目標來了,學好這門課基本有把握了!

教學設計包括板書設計和交互式設計。即使是多年都上這門課,每次課前都要好好備課進行教學設計。備好課的要求不止是內容必須熟練而且每堂課該板書哪些內容,這些內容該寫在什么位置,這些都應精心設計;PPT講稿上該寫哪些內容,素材要準備好,圖文并茂學生看著不枯燥,當然也不能花哨。對于做科研項目的教師,可以聯(lián)系科研中的一些新想法和新技術應用,穿教學中,而且在何時插入,交互提問內容、課堂互動何時展開,或者引出問題,讓學生有個思考的過程并不要求學生來回答,而是教師自問自答等這些交互式教學設計都是要在備課的時候完成的。教師有了這么充分的準備和精心的教學設計,帶著感情來講課,課也會講得生動有趣,學生一定會愛聽,對學生來說,聽課不再是辛苦的事情,而是在享受!

二、講清基礎,突出重點,突破難點

"數字電子技術基礎"內容較多,在有限課時內不能面面俱到,我們青年教師尤其要注意。對于基礎的和重點的內容要詳細突出,對于難點要講清楚?;A和重點是邏輯代數基礎知識(包括邏輯函數的表示方法及其之間的相互轉換,邏輯函數的代數化簡和卡諾圖化簡,會由邏輯函數式畫出邏輯圖),門電路的概念,組合電路(包括中規(guī)模組合邏輯電路)的分析和設計,觸發(fā)器(包括特性方程、動作特點、狀態(tài)沌河表及狀態(tài)轉換圖、時序圖等),時序邏輯電路(包括中規(guī)模時序邏輯電路)的分析和設計等。教師在上課時,一定要強調必須熟練掌握,詳細講解例題。

對于有些題目一定要注意交給學生技巧,比如:用代數法化簡邏輯函數時,用得特別多而且學生比較生疏的公式有:,,教師必須多舉例題反復強調其用法;已知邏輯函數畫卡諾圖時,在熟悉的基礎上可以先不化成最小項直接填卡諾圖,若想得到"與或"式,可以采取卡諾圖"圈1"的方法,若想得到"與或非"式,可以采取卡諾圖"圈0"后取反的方法,若想得到"或與"式,可以采取卡諾圖"圈0"后取反及反演律的方法;對于同步時序電路分析中列出狀態(tài)轉換真值表時,可以不用將初態(tài)值一一代入次態(tài)方程去求,假設3位觸發(fā)器的狀態(tài)態(tài)方程已經得到:

,

這里的技巧是先把得到的次態(tài)方程等號右邊重新排列,按照由高位觸發(fā)器到低位觸發(fā)器的順序排好,故可快速從狀態(tài)方程易知,Q0n+1=1的初態(tài)組合有:Q2nQ1nQ0n=1×0,其中Q1n任意;的初態(tài)組合有:Q1n=0,或者,Q0n與Q2n互異且同時要求Q1n=1,即:Q2nQ1nQ0n=×0×,Q2nQ1nQ0n=110,Q2nQ1nQ0n=011;Q2n+1=1的初態(tài)組合有:Q2nQ1nQ0n=01×,Q2nQ1nQ0n=110。

例題講完之后再總結加深印象,達到融會貫通、舉一反三的程度。有了這些重點知識,掌握了其中涉及到的基本方法和技巧,學生完全有能力自學存儲器、可編程邏輯器件,在學習A/D和D/A轉換前,復習下動態(tài)電路的分析方法,再結合前面掌握的這些重點知識及方法,預習起來就會得心應手。

對于難點,教師交待清楚該理解的理解,該了解的了解就可以了。只要基礎和重要的知識點熟練掌握了,與其相關的學科知識也掌握了,那么難點就不難了。比如:脈沖波形的產生和整形,若學生對先修的RC動態(tài)電路分析和計算熟練掌握了那么難點也就變簡單了。

三、重視實驗實踐教學環(huán)節(jié)

實驗實踐教學是工科院校培養(yǎng)學生工程應用能力的主要方式和手段,而"數字電子技術基礎"課程的特點是理論和實踐并重,因此必須重視理論和實踐相結合,重視實驗實踐環(huán)節(jié)的教學是培養(yǎng)高素質人才的根本,同時,實踐的過程也是理論水平提升的一個過程,二者相輔相成,缺一不可。

隨著電子技術和計算機技術的迅速發(fā)展,實踐教學的內容也越來越豐富,對學生的要求也越來越高,由以前單一的驗證性實驗轉變?yōu)轵炞C-設計-綜合性的實驗。這三個階段正體現(xiàn)了對學生能力培養(yǎng)的一個由基本掌握到熟練運用的漸進的過程。

本課程我院實驗學時是16學時,其中要求至少有一個或以上設計(綜合)性實驗。根據課程特點,前幾個實驗是驗證性的實驗,使學生通過實驗對數字電路有個直觀的感性認識。在此基礎上,再開設設計性實驗,例如時序邏輯電路中計數器的設計,教師給出設計要求,提供計數器芯片,要求學生自己畫電路圖,連線驗證其邏輯功能;或者給出某個課堂上沒學過的芯片的邏輯功能表,要求學生首先能看懂其功能表,然后根據設計要求,畫電路圖連線驗證。由于學生剛接觸類似的設計性實驗,剛開始可能不適應,為了節(jié)約寶貴的實驗課時間,所以上課前教師可演示一個簡單的設計性實例,學生便很快能上手,獨立開展實驗。為了滿足動手能力較強,基本理論掌握扎實的學生的需求,學校還設立了開放實驗室,學生可以獨自或者以團隊的形式向實驗中心提交項目申請書,如果審核通過,可以去實驗中心領取相應器件開展綜合性的創(chuàng)新實驗。實驗完成后,一方面可以有效提高動手能力和提升理論水平,學生同時可以獲得創(chuàng)新選修學分,一舉兩得,極大地提高了學生的學習積極性和實踐能力。

四、必要的課程綜合提升訓練

理論課內容和實驗必修課上完之后,學生對該門課程有了個比較深入的理解。為了能讓學生較熟練掌握該門課程的內容,教師應該至少花2個學時以上來講授綜合性的練習題,讓學生對數字系統(tǒng)有個比較初步的概念,為將來的課程設計或畢業(yè)設計打下一定的基礎。包括綜合分析和綜合設計。綜合設計的過程可能不只涉及題目表層意思對應的那幾塊知識點,還有可能會涉及到最基礎的邏輯代數部分,比如畫卡諾圖從而化簡邏輯函數,或者利用邏輯門和某些中規(guī)模器件實現(xiàn)某些功能的電路等等。比如:D/A轉換器和計數器的綜合,譯碼器、數據選擇器和計數器的綜合,或者多個555定時器構成的特定功能電路的綜合,555定時器和多位集成觸發(fā)器的綜合,數據選擇器、計數器和多位集成觸發(fā)器的綜合,555定時器、D/A轉換器和計數器構成的波形產生電路的綜合、特定功能時序電路的設計等等。例如下面這道綜合題:電路如圖1所示,圖中74HC153為4選1數據選擇器。試問當MN為各種不同輸入時,電路分別是那幾種不同進制的計數器(要求:簡要說明原因)。

這道綜合題考查了學生對計數器芯片74LVC161、譯碼器芯片74HC138和數據選擇器芯片74HC153三大塊知識點的綜合能力。如果學生能正確有條理地分析出該題,說明其對中規(guī)模組合邏輯電路和時序邏輯電路掌握較好,而且通過該題的練習,基礎較好的學生發(fā)現(xiàn),這樣的題目比那些僅考一大塊知識點的題目更有趣味性,更能鍛煉自己的思考和解決問題的能力,能讓自己站在一個較高的角度來看"數字電子技術基礎"這門課了。而學習成績中等的學生也發(fā)現(xiàn),此前沒經過這樣的練習,突然拿到手,好像不知道從哪下手,一旦練習過,以后碰到類似的題目思路就很明確了。對于差生,可能比較難,但至少可以拓展知識視野。不管對哪個層次的學生來說,綜合訓練都是必須的。

可見綜合訓練可以將幾個知識點糅合在一起,考查學生綜合運用所學知識的能力,是課程結束前必須的提升學生理論綜合水平的好機會。

五、學生學習過程中應注意的方法

1、要善于閱讀課外輔導書

由于教材內容較多而學時有限,有些內容需要課外閱讀理解,擴寬思路和視野,好多解題技巧也都在課外書中才有講解。學生要會讀書,尤其是重點內容要精讀,讀懂、讀透?;A和重點知識全部掌握了之后,就能通過自學閱讀非重點知識,同時通過輔導書邊學邊練以達到全面學習"數字電子技術基礎"課程全部內容的目的,也培養(yǎng)了自學能力和分析問題、解決問題的能力,為將來自學新知識打下基礎。

2、要善于總結,勤于練習

該課程學習知識點多,學生要學會總結,包括課程內容和解題方法、技巧,并配以適當的練習題達到熟能生巧的境界。

3、要充分利用網絡資源

現(xiàn)在網絡上的學習資源非常豐富,除了教材和教輔,學生可以充分利用網絡。我們的課程也掛到學校的數字化學習平臺上了,里面包括教師的課件、補充的習題等,另外還有國家精品課程資源,通過這個精品課程的學習,彌補校內資源的不足。

4、通過自學要掌握PCB設計、Protel繪制電路圖、Multisism仿真等技術

隨著電子技術的飛速發(fā)展,教師上課可以適量介紹一些現(xiàn)代電子技術知識的應用來開闊學生的視野,如利用軟件演示電路仿真,要求學生加強課外學習,并布置一些課外練習。而這些練習的完成要求學生掌握PCB設計、Protel繪制電路圖、Multisism仿真等技術。這些是需要學生去自學的。

5、要多動手,加強在實踐中學習

學完該門課程,學生可以通過課程設計、電子制作或者參加科技競賽等實踐活動,進一步鞏固所學理論知識,同時鍛煉動手能力,提高自己的綜合素養(yǎng),這樣才能達到應用型人才培養(yǎng)的目的。

實踐證明這些方法對提高學生的學習能力和學習效率是非常有用的。

參考文獻

[1]尚媛園,趙曉旭,"數字電子技術基礎"課程教學改革,江蘇,中國電力教育:上,2010(9)