中等职业教育国家规划教材 全国中等职业教育教材审定委员会审定 《电子线路》教学指南 高卫斌
中等职业教育国家规划教材 全国中等职业教育教材审定委员会审定 《电子线路》教学指南 高卫斌
课程的的性质和任务 本课程是中等职业学校信息技术类专业的一门技术基础课,是实践性较强的课 程。其任务是使学生具备从事信息技术工作的高素质劳动者和中初级专门人才所需 的电子线路的基本原理、基本知识和基本技能,并为培养学生的创新能力和全面素 质打下良好基础。 2.课程的重点、难点及解决办法 本课程理论教学分为两部分:模拟电路部分和数字电路部分,模拟部分又分为 低频部分和高频部分,高频部分可根据不同专业的需要选学。学生在学习完成模拟 电子技术部分之后,进行数字电子技术部分的学习 模拟电路部分的重点是:半导体二极管、三极管和场效应光的外特性及主要参数 晶体管共射、共集、共基放大电路的组成原理、特点及分析方法;直接耦合多级放 大电路存在问题及解决的方法;差动放大电路抑制零点飘移的原理及方法:放大电 路反馈类型判断、反馈对放大电路的影响、反馈的正确引入;集成运放组成的比例、 求和、比较器的工作原理,输入输出关系及应用:正弦波振荡器振荡的条件、LC 及石英晶体振荡器:OCL功率放大器的工作原理及指标计算;稳压电路的组成及工 作原理 模拟电路部分的主要难点是:半导体三极管和场效应管的工作原理;放大电路的图 解分析:差动放大电路的分析:反馈类型的判断,正弦波振荡电路的分析等 数字电路部分的重点是:逻辑代数:基本门电路的逻辑功能;T∏L逻辑门电路的外 特性:组合逻辑电路的分析:爪K、D触发器逻辑功能:时序逻辑电路的分析:中大 规模集成电路的结构及应用;555定时器在波形产生中的应用 数字电路部分的主要难点是:逻辑代数的化简,TIL逻辑门电路的工作原理及外部 特性:触发器的工作原理及特性,时序逻辑电路的分析等。 解决办法:对于上述描述的课程的重点和难点,解决的最终目的是使学生能够有效 地、高效地掌握该内容。通过教学内容的优化组合,突出实用性和先进性,突出“强 调动手、加强实践、培养兴趣、积极创新”的理念,实施循序渐进,从单一电路到 系统电路设计的教学模式,实施了“基础→综合→系统→创新”的教学体系,打破了 以往只重视基础内容的教学模式。“基础→综合→系统→创新”的教学体系,就是强 调基本概念、基础内容,但不局限;在教学过程中引导学生根据基本内容综合基本 知识,升华基本规律,结合工程应用,达到举一反三,使大多数同学能够掌握教材 基本内容和重点内容;教学内容各模块基本掌握的情况下,教师注重从系统整体分 析的角度出发,从更高层次让学生进一步掌握基本内容和重点内容,使学习优秀的 同学能够利用基本知识,从系统角度分析教学内容各模块,最终实现学习方法创新 及基本教学内容在创新实践中的应用 在教学过程中,强调尊重学生的主体作用和主动精神,注重开发学生的潜能 重点开展互动教学,同时注意分层次因材施教,活跃教学气氛,激发学生的求知 欲和潜质,引导学生主动学习。根据上述基本思想,在实际的教学中,课程组主 要通过三种渠道和方式来贯彻落实
1． 课程的的性质和任务 本课程是中等职业学校信息技术类专业的一门技术基础课，是实践性较强的课 程。其任务是使学生具备从事信息技术工作的高素质劳动者和中初级专门人才所需 的电子线路的基本原理、基本知识和基本技能，并为培养学生的创新能力和全面素 质打下良好基础。 2． 课程的重点、难点及解决办法 本课程理论教学分为两部分：模拟电路部分和数字电路部分，模拟部分又分为 低频部分和高频部分，高频部分可根据不同专业的需要选学。学生在学习完成模拟 电子技术部分之后，进行数字电子技术部分的学习。 模拟电路部分的重点是：半导体二极管、三极管和场效应光的外特性及主要参数； 晶体管共射、共集、共基放大电路的组成原理、特点及分析方法；直接耦合多级放 大电路存在问题及解决的方法；差动放大电路抑制零点飘移的原理及方法；放大电 路反馈类型判断、反馈对放大电路的影响、反馈的正确引入；集成运放组成的比例、 求和、比较器的工作原理，输入输出关系及应用；正弦波振荡器振荡的条件、 LC 及石英晶体振荡器；OCL 功率放大器的工作原理及指标计算；稳压电路的组成及工 作原理。 模拟电路部分的主要难点是：半导体三极管和场效应管的工作原理；放大电路的图 解分析；差动放大电路的分析；反馈类型的判断，正弦波振荡电路的分析等。 数字电路部分的重点是：逻辑代数；基本门电路的逻辑功能； TTL 逻辑门电路的外 特性；组合逻辑电路的分析；JK、D 触发器逻辑功能；时序逻辑电路的分析；中大 规模集成电路的结构及应用；555 定时器在波形产生中的应用。 数字电路部分的主要难点是：逻辑代数的化简，TTL 逻辑门电路的工作原理及外部 特性；触发器的工作原理及特性，时序逻辑电路的分析等。 解决办法：对于上述描述的课程的重点和难点，解决的最终目的是使学生能够有效 地、高效地掌握该内容。 通过教学内容的优化组合，突出实用性和先进性，突出“强 调动手、加强实践、培养兴趣、积极创新”的理念 ，实施循序渐进，从单一电路到 系统电路设计的教学模式 ，实施了“基础→综合→系统→创新”的教学体系，打破了 以往只重视基础内容的教学模式。“基础→综合→系统→创新”的教学体系，就是强 调基本概念、基础内容，但不局限；在教学过程中引导学生根据基本内容综合基本 知识，升华基本规律，结合工程应用，达到举一反三，使大多数同学能够掌握教材 基本内容和重点内容；教学内容各模块基本掌握的情况下，教师注重从系统整体分 析的角度出发，从更高层次让学生进一步掌握基本内容和重点内容，使学习优秀的 同学能够利用基本知识，从系统角度分析教学内容各模块，最终实现学习方法创新 及基本教学内容在创新实践中的应用。 在教学过程中， 强调尊重学生的主体作用和主动精神，注重开发学生的潜能， 重点开展互动教学，同时注意分层次 因材施教， 活跃教学气氛，激发学生的求知 欲和潜质， 引导学生主动学习。根据上述基本思想， 在实际的教学中，课程组主 要通过三种渠道和方式来贯彻落实：
(1)课堂教学过程中,教师首先在重点、难点内容备课上下工夫,充分理解该问题 的内涵,总结问题的规律性,深入浅出解释问题,突出概念,讲清思路。在难点上 用几种方法对比介绍,找出突破口。同时,根据已往学生容易出现的问题,结合多 媒体教学手段,利用多媒体动画效果,形象地向学生演示电路内部结构及输入输出 信号的动态变化,增强学生对该问题的感性认识。在理论教学平时成绩考核中,主 要包括学生平时作业情况和各章节小结、考试,重点改革是每章要求学生必须小结 提高学生基本功 (2)在布置课后作业时,加大重点、难点尤其既是重点又是难点内容方面的习题, 同时在习题讲解时突出强调该内容在实际中的应用,通过工程训练来使学生进一步 认识和学习该问题 (3)在实验教学中,尤其是在必做实验内容的安排上,进一步设置与重点、难点相 关的内容,学生通过直观实验结果来完全理解该问题的内涵。 3.教学提要 第1章半导体器件 教学要求 本章是本书的开始篇。半导体器件是电子线路最基本的部分,各种电子线路的 工作原理及所具备的不同功能,都与电子线路中所用的半导体器件的类型、性能、 工作状态等的不同直接有关。因此,熟悉并掌握半导体器件的基本知识,就成为学 习与应用电子线路的关键所在。本章教学要求: (1)了解半导体的基本知识,本征半导体;掺杂半导体;掌握PN结的基本特 (2)理解半导体二极管的伏安特性和主要参数:;了解几种常用的二极管:硅稳 压二极管、变容二极管、发光二极管、光电二极管等。 (3)掌握半导体三极管中的电流分配关系:理解半导体三极的放大作用,共发 射极电路的输入、输出特性曲线,主要参数及温度对参数的影响 (4)了解MOS管的工作原理、特性曲线和主要参数。 重点:PN结的单向导电特性、二极管、三极管、场效应管伏安特性和主要参数, 三极管放大作用。 教学建议:关于二极管正向偏置导通、反向偏置截止,可增加一些练习,本征半 导体、P型半导体、N型半导体等可略讲、或不讲的。有条件的可演示或让学生用晶 体管特性图示仪看输出特性曲线并测三极管主要参数 本章提要与分析 教学本章内容时,应使读者了解和掌握下列基本概念:
（1）课堂教学过程中，教师首先在重点、难点内容备课上下工夫，充分理解该问题 的内涵，总结问题的规律性，深入浅出解释问题，突出概念，讲清思路。在难点上， 用几种方法对比介绍，找出突破口。同时，根据已往学生容易出现的问题，结合多 媒体教学手段，利用多媒体动画效果，形象地向学生演示电路内部结构及输入输出 信号的动态变化，增强学生对该问题的感性认识。 在理论教学平时成绩考核中，主 要包括学生平时作业情况和各章节小结、考试，重点改革是每章要求学生必须小结， 提高学生基本功 ； （2）在布置课后作业时，加大重点、难点尤其既是重点又是难点内容方面的习题， 同时在习题讲解时突出强调该内容在实际中的应用，通过工程训练来使学生进一步 认识和学习该问题； （3）在实验教学中，尤其是在必做实验内容的安排上，进一步设置与重点、难点相 关的内容，学生通过直观实验结果来完全理解该问题的内涵。 3． 教学提要 第 1 章 半导体器件 教学要求 本章是本书的开始篇。半导体器件是电子线路最基本的部分，各种电子线路的 工作原理及所具备的不同功能，都与电子线路中所用的半导体器件的类型、性能、 工作状态等的不同直接有关。因此，熟悉并掌握半导体器件的基本知识，就成为学 习与应用电子线路的关键所在。本章教学要求： （1）了解半导体的基本知识，本征半导体；掺杂半导体；掌握 PN 结的基本特 性。 （2）理解半导体二极管的伏安特性和主要参数；了解几种常用的二极管：硅稳 压二极管、变容二极管、发光二极管、光电二极管等。 （3）掌握半导体三极管中的电流分配关系；理解半导体三极的放大作用，共发 射极电路的输入、输出特性曲线，主要参数及温度对参数的影响。 （4）了解 MOS 管的工作原理、特性曲线和主要参数。 重点： PN 结的单向导电特性、二极管、三极管、场效应管伏安特性和主要参数， 三极管放大作用。 教学建议：关于二极管正向偏置导通、反向偏置截止，可增加一些练习， 本征半 导体、P 型半导体、N 型半导体等可略讲、或不讲的。有条件的可演示或让学生用晶 体管特性图示仪看输出特性曲线并测三极管主要参数 本章提要与分析 教学本章内容时，应使读者了解和掌握下列基本概念：
1.半导体的基本知识 半导体是导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。本征半导体是一种完全纯净 结构完整的半导体。半导体的导电能力取决于其内部载流子的多少,半导体有电子 与空穴两种载流子。本征半导体有热敏特性、光敏特性和掺杂特性。本征半导体在 热激发条件下仅有少数价电子获得足够能量形成电子空穴对,因此,载流子的数量 少,导电能力差,且受温度的影响大。杂质半导体中多数浓度取决于所掺杂质的多 少,按所掺杂质元素的不同分为P型半导体和N型半导体 2.PN结的单向导电特性 当PN结两端加正向电压(即正向偏置)时,PN结变窄,PN结正向电阻很小 将形成较大的正向电流,此时PN结处于导通状态:反之,当PN结加反向电压时(即 反向偏置),PN结变宽,PN结呈现反向电阻很大,因而反向电流很小,PN结处于 截止状态。由于ⅣN结具有单向导电特性,因此广泛用在整流、检波等各种电路中 3.晶体二极管是由一个PN结两端加上电极引线做成管芯,并以管壳封装加固 而成,因此,单向导电性是晶体二极管最重要的特性。晶体二极管常用伏安特性曲 线表示其性能,它由正向特性和反向特性两部分组成。学习时应注意如下几点: 1)在正向特性的起始部分,二极管呈现很大的电阻处于截止状态,这个范围称 为死区,对应的电压,称为门坎电压Uh当正向电压大于门坎电压后,正向电流随 正向电压的上升而急剧上升,二极管正向电阻变得很小而处于导通状态。应当注意: 二极管的死区电压,硅管约为0.5伏,锗管约为0V;二极管的导通电压,硅管约 为0.7V,锗管约0.3V,它不同于门坎电压Uh 2)在反向特性部分,当反向电压不超过某一范围时,反向电流很小且不随反向 电压变化,只有反向电压增加到某一数值时,反向电流就会突然增大,这种现象称 为反向击穿,对应的反向电压称为反向击穿电压。PN结击穿时电流很大,电压很高 因而消耗在PN结上的功率很大,容易使PN结发热超过它的耗散功率,从而烧毁晶 体二极管 3)伏安特性与温度的关系。当加反向电压时,由于少数载流子的浓度是由温度 决定的,所以温度上升时,反向饱和电流就增大,且随温度上升增加很快,而反向 击穿电压就要下降;在正向特性部分,温度升高时,在同样的电流下,所需施加的 正向电压可以减小。 4)为了分析与计算的方便,常常假设二极管是理想的,即把晶体二极管的特性 理想化,认为二极管的正向电阻为零,而反向电阻为无穷大,且忽略正向压降和反 向电流,读者学习时应注意这一点
*1. 半导体的基本知识 半导体是导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。本征半导体是一种完全纯净、 结构完整的半导体。半导体的导电能力取决于其内部载流子的多少，半导体有电子 与空穴两种载流子。本征半导体有热敏特性、光敏特性和掺杂特性。本征半导体在 热激发条件下仅有少数价电子获得足够能量形成电子空穴对，因此，载流子的数量 少，导电能力差，且受温度的影响大。杂质半导体中多数浓度取决于所掺杂质的多 少，按所掺杂质元素的不同分为 P 型半导体和 N 型半导体。 2．PN 结的单向导电特性。 当 PN 结两端加正向电压（即正向偏置）时，PN 结变窄，PN 结正向电阻很小， 将形成较大的正向电流，此时 PN 结处于导通状态；反之，当 PN 结加反向电压时（即 反向偏置），PN 结变宽，PN 结呈现反向电阻很大，因而反向电流很小，PN 结处于 截止状态。由于 PN 结具有单向导电特性，因此广泛用在整流、检波等各种电路中。 3．晶体二极管是由一个 PN 结两端加上电极引线做成管芯，并以管壳封装加固 而成，因此，单向导电性是晶体二极管最重要的特性。晶体二极管常用伏安特性曲 线表示其性能，它由正向特性和反向特性两部分组成。学习时应注意如下几点： 1）在正向特性的起始部分，二极管呈现很大的电阻处于截止状态，这个范围称 为死区，对应的电压，称为门坎电压 Uth。当正向电压大于门坎电压后，正向电流随 正向电压的上升而急剧上升，二极管正向电阻变得很小而处于导通状态。应当注意： 二极管的死区电压，硅管约为 0.5 伏，锗管约为 0.1V；二极管的导通电压，硅管约 为 0.7V，锗管约 0.3V，它不同于门坎电压 Uth。 2）在反向特性部分，当反向电压不超过某一范围时，反向电流很小且不随反向 电压变化，只有反向电压增加到某一数值时，反向电流就会突然增大，这种现象称 为反向击穿，对应的反向电压称为反向击穿电压。PN 结击穿时电流很大，电压很高， 因而消耗在 PN 结上的功率很大，容易使 PN 结发热超过它的耗散功率，从而烧毁晶 体二极管。 3）伏安特性与温度的关系。当加反向电压时，由于少数载流子的浓度是由温度 决定的，所以温度上升时，反向饱和电流就增大，且随温度上升增加很快，而反向 击穿电压就要下降；在正向特性部分，温度升高时，在同样的电流下，所需施加的 正向电压可以减小。 4）为了分析与计算的方便，常常假设二极管是理想的，即把晶体二极管的特性 理想化，认为二极管的正向电阻为零，而反向电阻为无穷大，且忽略正向压降和反 向电流，读者学习时应注意这一点
5)晶体二极管的主要参数有最大整流电流lM、最高反向工作电压URM和最大 反向电流lRM。其中最大整流电流和最高反向工作电压两个参数是合理选择和使用二 极管的主要依据。应当注意最高反向工作电压和反向击穿电压的区别,最高反向工 作电压是确保二极管安全工作所允许使用的电压值,约为反向击穿电压的一半。 4.稳压二极管是一种特殊的二极管,利用它在反向击穿状态下的恒压特性,常 用它来构成简单的稳压电路。它的正向特性与普通二极管相似 5.半导体三极管又称晶体三极管。它有发射区、基区和集电区等三个区,各自 引出的三个电极分别称为发射极,基极和集电极,分别用小写字母e、b、c表示 发射区和基区之间的PN结称为发射结,集电区和基区之间N结称为集电结。晶体 管按半导体材料可分为硅管和锗管,按PN结组合方式不同可分为PNP型和NPN型。 6.晶体管工作在放大状态时,通常在它的发射结加正向电压,集电结加反向电 压,正常工作时发射结正向压降变化不大,硅管约为0.7V,锗管约为0.3V 7.晶体三极管的电流放大作用和电流分配关系是本章的重点内容,读者学习时 应掌握下列基本概念 (1)晶体三极管具有电流放大作用。它是通过较小的基板电流iB的变化去控制 较大的集电极电流ic的变化,这就是晶体三极管的电流放大作用,即基极的控制作 用。因此,晶体三极管是一种电流控制型器件。 (2)晶体三极管实现电流放大的条件 外部条件(偏置条件)是发射结正向偏置,集电结反向偏置。即NPN型管要求 UC>UB>UE:PNP型管要求UE>UB>UC 内部条件(工艺条件)是发射区掺杂浓度高,基区很薄且杂质浓度低,集电结 面积大。 (3)三极管的电流分配关系 8.晶体三极管的输入、输出特性曲线是用来说明管子特性的重要曲线,读者学 习时应掌握下列基本概念: (1)输入特性曲线是指在LCE一定时,iB=f(lE)的关系曲线,它类似于二极管 的正向特性,也存在门坎电压Um及发射结正向压降,晶体管的输入特性是非线性的 (2)输出特性曲线是指一定时,i=f(uc)的关系曲线。我们通常把输出特 性曲线分成截止、饱和、放大三个工作区来分析晶体三极管的工作状态。当发射结 和集电结均处于反向偏置时,晶体三极管处于截止状态:当发射结和集电结均为正 向偏置时,晶体三极管工作于饱和状态;当发射结正向偏置、集电结反向偏置时
5）晶体二极管的主要参数有最大整流电流 IFM、最高反向工作电压 URM 和最大 反向电流 IRM。其中最大整流电流和最高反向工作电压两个参数是合理选择和使用二 极管的主要依据。应当注意最高反向工作 电压和反向击穿电压的区别，最高反向工 作电压是确保二极管安全工作所允许使用的电压值，约为反向击穿电压的一半。 4．稳压二极管是一种特殊的二极管，利用它在反向击穿状态下的恒压特性，常 用它来构成简单的稳压电路。它的正向特性与普通二极管相似。 5．半导体三极管又称晶体三极管。它有发射区、基区和集电区等三个区，各自 引出的三个电极分别称为发射极，基极和集电极，分别用小写字母 e、b、c 表示。 发射区和基区之间的 PN 结称为发射结，集电区和基区之间 PN 结称为集电结。晶体 管按半导体材料可分为硅管和锗管，按PN结组合方式不同可分为PNP型和NPN型。 6．晶体管工作在放大状态时，通常在它的发射结加正向电压，集电结加反向电 压，正常工作时发射结正向压降变化不大，硅管约为 0.7V，锗管约为 0.3V。 7．晶体三极管的电流放大作用和电流分配关系是本章的重点内容，读者学习时 应掌握下列基本概念： （1）晶体三极管具有电流放大作用。它是通过较小的基板电流 iB 的变化去控制 较大的集电极电流 iC的变化，这就是晶体三极管的电流放大作用，即基极的控制作 用。因此，晶体三极管是一种电流控制型器件。 （2）晶体三极管实现电流放大的条件 外部条件（偏置条件）是发射结正向偏置，集电结反向偏置。即 NPN 型管要求 UC>UB>UE；PNP 型管要求 UE>UB>UC。 内部条件（工艺条件）是发射区掺杂浓度高，基区很薄且杂质浓度低，集电结 面积大。 （3）三极管的电流分配关系 iE = iB + iC iC =βiB 8．晶体三极管的输入、输出特性曲线是用来说明管子特性的重要曲线，读者学 习时应掌握下列基本概念： （1）输入特性曲线是指在 uCE 一定时，iB = f (uBE)的关系曲线，它类似于二极管 的正向特性，也存在门坎电压 Uth 及发射结正向压降，晶体管的输入特性是非线性的。 （2）输出特性曲线是指 iB 一定时，iC= f (uCE)的关系曲线。我们通常把输出特 性曲线分成截止、饱和、放大三个工作区来分析晶体三极管的工作状态。当发射结 和集电结均处于反向偏置时，晶体三极管处于截止状态；当发射结和集电结均为正 向偏置时，晶体三极管工作于饱和状态；当发射结正向偏置、集电结反向偏置时
晶体三极管工作在放大状态。 (3)在放大区内ic=BiB,存在电流放大作用。集电极电流ic仅受i的控制, 几乎与l无关,这时可以把三极管视为一个受基极电流iB控制的受控电流源。 9.晶体三极管的参数是选用三极管的重要依据。B和B是共发射极交流和直流 放大系数,一般B≈B。是用来表示电流放大能力大小的参数,选用三极管时, 其β值应恰当,一般β太大的管子工作稳定性较差:IcBo、lcEo的大小反映三极管的 温度稳定性的参数,温度上升时,lCBo、lcEo将增大,在实际应用时,希望lcB越小 越好,lco与lcBo有如下关系:lcEo=(1+B)lo;PcM、lcM、 U(BRICEO规定了三极管 的安全运用范围,一般情况下,l超过lcM一些晶体管不会损坏,只是B值会显著 下降,影响放大质量,但晶体管工作时,是不允许同时达到lM和U( BRICEO,否则集 电极功耗将大大超过PcM值,从而使晶体管损坏。 10.场效应管又称单极型晶体管,是一种电压控制型器件,具有高输入阻抗和低噪 声等特点。场效应管的特性曲线有转移特性曲线和输出特性曲线。跨导表示场效应 管放大能力的主要参数。按其结构的不同可分为结型场效应管和绝缘栅场效应管两 类,每类都有P沟道和N沟道的区分。绝缘栅场效应管按其工作状态又可以分为增 强型和耗尽型两种 第2章放大电路的基本知识 、教学要求 本章是模拟电子电路的基础篇,也是重点篇。模拟电子电路主要研究宄如何不失 真地放大信号,而单级放大电路是构成复杂电路(如多级放大电路、反馈放大电路 及集成运放)的基础,本章有关单级放大电路的组成、技术指标、分析方法等内容, 都将贯穿到后续章节去 本章的教学要求是 (1)理解共发射极电路的组成、工作原理;*了解共发射极电路的图解分析法。 (2)了解温度对静态工作点的影响:掌握分压式偏置电路的工作原理和静态工 作点的估算 (3)了解应用简化等效电路(b,B)计算电压放大倍数、输入电阻和输出电 阻的方法。 (4)了解共集电极电路和共基极电路的性能特点;三种组态电路的性能比较 (5)理解放大器的幅频特性、相频特性和通频带的概念。 重点:放大电路的性能指标,静态工作点的分析计算,静态工作点的稳定 难点:共射极放大电路的图解分析,分压式偏置电路静态工作点的稳定过程。 二、内容提要与分析
晶体三极管工作在放大状态。 （3）在放大区内 iC=βiB，存在电流放大作用。集电极电流 iC仅受 iB 的控制， 几乎与 uCE 无关，这时可以把三极管视为一个受基极电流 iB 控制的受控电流源。 9．晶体三极管的参数是选用三极管的重要依据。β和 是共发射极交流和直流 放大系数，一般 。β是用来表示电流放大能力大小的参数，选用三极管时， 其β值应恰当，一般β太大的管子工作稳定性较差；ICBO、ICEO 的大小反映三极管的 温度稳定性的参数，温度上升时，ICBO、ICEO 将增大，在实际应用时，希望 ICBO 越小 越好，ICEO 与 ICBO 有如下关系：ICEO=(1+β)ICBO；PCM、ICM、U(BR)CEO 规定了三极管 的安全运用范围，一般情况下，IC 超过 ICM 一些晶体管不会损坏，只是β值会显著 下降，影响放大质量，但晶体管工作时，是不允许同时达到 ICM 和 U(BR)CEO，否则集 电极功耗将大大超过 PCM 值，从而使晶体管损坏。 10．场效应管又称单极型晶体管，是一种电压控制型器件，具有高输入阻抗和低噪 声等特点。场效应管的特性曲线有转移特性曲线和输出特性曲线。跨导表示场效应 管放大能力的主要参数。按其结构的不同可分为结型场效应管和绝缘栅场效应管两 类，每类都有 P 沟道和 N 沟道的区分。绝缘栅场效应管按其工作状态又可以分为增 强型和耗尽型两种 第 2 章 放大电路的基本知识 一、教学要求 本章是模拟电子电路的基础篇，也是重点篇。模拟电子电路主要研究如何不失 真地放大信号，而单级放大电路是构成复杂电路（如多级放大电路、反馈放大电路 及集成运放）的基础，本章有关单级放大电路的组成、技术指标、分析方法等内容， 都将贯穿到后续章节去。 本章的教学要求是 （1）理解共发射极电路的组成、工作原理；*了解共发射极电路的图解分析法。 （2）了解温度对静态工作点的影响；掌握分压式偏置电路的工作原理和静态工 作点的估算。 *（3）了解应用简化等效电路(rbe，β)计算电压放大倍数、输入电阻和输出电 阻的方法。 （4）了解共集电极电路和共基极电路的性能特点；三种组态电路的性能比较。 （5）理解放大器的幅频特性、相频特性和通频带的概念。 重点：放大电路的性能指标，静态工作点的分析计算，静态工作点的稳定。 难点：共射极放大电路的图解分析，分压式偏置电路静态工作点的稳定过程。 二、内容提要与分析
本章是学习后面各章的基础,其主要内容如下 1.放大的概念 在电子电路中,放大的对象是变化量,常用的测试信号是正弦波。放大的本质 是在输入信号的作用下,通过有源器件(晶体管、场效应管或运算放大器等)对直 流电源的能量进行控制和转换,使负载从电源中获得的输出信号能量,比信号源向 放大电路提供的能量大得多,因此放大的特征是功率放大,表现为输出电压大于输 入电压,或输出电流大于输入电流,或二者兼而有之。放大的前提是不失真,换言 之,如果电路输出波形产生失真便谈不上放大。 2.放大电路的性能指标 (1)放大倍数或增益。它表示放大器输出信号的变化量与输入信号的变化量之 比,常用的三种:电压放大倍数4=,电流放大倍数4=,功率放大倍数 P 用以衡量放大电路的放大能力 (2)输入电阻R:从输入端看进去的交流等效电阻,反映放大电路从信号索取 电流的大小。 (3)输出电阻Ra:从输出端看进去的等效输出信号源的内阻,说明放大电路 的带负载能力 (4)下限、上限截止频率丘和f及通频带f:均为频率参数,反映放大电路 对信号频率的适应能力 3.放大电路的组成原 (1)必须有放大电路的核心元件,即晶体管或场效应管。 (2)合适的直流电源包括与其它电路元件以保证晶体管工作在放大区、场效应 管工作在恒流区,即建立起合适的静态工作点,并保证在放大信号时不失真。 3)输入信号应能够有效地作用于有源器件的输入回路:输出信号能够由负载 获得 4.放大电路的静态分析 学习放大器静态工作点内容时,读者应了解和掌握下列基本概念 (1)放大器未加交流输入信号t1(即u=0)时的工作状态,称为静态。 (2)静态时,放大电路中电流和电压均为直流,静态工作点可由放大电路的直 流通路来分析和确定。画直流通路的原则是:放大电路中的电容视为开路,而电感 视为短路,电压信号源视为短路。静态工作点是指静态时的lB、l、UcE,用l∞g、lc
本章是学习后面各章的基础，其主要内容如下： 1．放大的概念 在电子电路中，放大的对象是变化量，常用的测试信号是正弦波。放大的本质 是在输入信号的作用下，通过有源器件（晶体管、场效应管或运算放大器等）对直 流电源的能量进行控制和转换，使负载从电源中获得的输出信号能量，比信号源向 放大电路提供的能量大得多，因此放大的特征是功率放大，表现为输出电压大于输 入电压，或输出电流大于输入电流，或二者兼而有之。放大的前提是不失真，换言 之，如果电路输出波形产生失真便谈不上放大。 2．放大电路的性能指标 （1）放大倍数或增益。它表示放大器输出信号的变化量与输入信号的变化量之 比，常用的三种：电压放大倍数 i o u u u A = ，电流放大倍数 1 i i A o i = ，功率放大倍数 i o p P P A = ，用以衡量放大电路的放大能力。 （2）输入电阻 Ri：从输入端看进去的交流等效电阻，反映放大电路从信号索取 电流的大小。 （3）输出电阻 Ro：从输出端看进去的等效输出信号源的内阻，说明放大电路 的带负载能力。 （4）下限、上限截止频率 fL和 fH 及通频带 fbw：均为频率参数，反映放大电路 对信号频率的适应能力。 3．放大电路的组成原则 （1）必须有放大电路的核心元件，即晶体管或场效应管。 （2）合适的直流电源包括与其它电路元件以保证晶体管工作在放大区、场效应 管工作在恒流区，即建立起合适的静态工作点，并保证在放大信号时不失真。 （3）输入信号应能够有效地作用于有源器件的输入回路；输出信号能够由负载 获得。 4．放大电路的静态分析 学习放大器静态工作点内容时，读者应了解和掌握下列基本概念； （1）放大器未加交流输入信号 ui（即 ui=0）时的工作状态，称为静态。 （2）静态时，放大电路中电流和电压均为直流，静态工作点可由放大电路的直 流通路来分析和确定。画直流通路的原则是：放大电路中的电容视为开路，而电感 视为短路，电压信号源视为短路。静态工作点是指静态时的 IB、IC、UCE，用 IBQ、ICQ
(3)静态工作点对放大器的放大倍数、信号失真均有影响。选择合适的静态工 作点,使放大电路工作在管子特性曲线的线性部分,使它能基本不失真地放大交流 信号。若静态工作点Q选得过高,易引起饱和失真;反之,Q点选得过低,易引起 截止失真。 (4)温度变化是静态工作点不稳定的主要原因、温度变化对晶体管的参数有如 下影响 温度↑{B↑}→1c↑ 显然,温度变化最终导致集电极电流lcQ的变化,要使静态工作点稳定,必须稳 定lo。常用的稳定静态工作点的方法采用分压式偏置电路 (5)放大电路的静态工作点可采用图解法与估算法进行 5.放大电路的动态分析 在学习放大电路放大交流信号时,读者应了解和掌握下列基本概念 (1)放大电路加有交流输入信号u1(l4≠0)时的工作状态,称为动态 (2)放大电路工作在动态时,电路中的各种电流、电压信号,既有直流分量, 又有交流分量,直流分量和交流分量是叠加在一起的。为了分析方便起见,我们通 常将放大电路中直流分量与交流分量分开分析,直流分量由放大电路的直流通路决 定,交流分量则由放大电路的交流通路进行分析 (3)交流通路是指在交流输入信号的作用下,交流流通的途径,用于放大电路 的动态分析。画交流通路的原则是:容量大的电容(如耦合电容和旁路电容)视为 短路,无内阻的直流电压源视为短路。 (4)放大电路的动态分析常用的方法有图解法和微变等效电路法。图解法一般 适于分析输出幅度较大而工作频率不太高的情况,多用于分析最大不失真输出电压 和失真情况,而微变等效电路法只适用于低频小信号交流分量作用于放大电路时其 动态技术指标的计算,且前提是假定放大电路已经有合适的静态工作点 6.晶体管基本放大电路有共射、共集、共基三种接法。在三种放大电路中,共 射极放大电路既有电流放大作用又有电压放大作用,输入电阻居中,输出电阻较大, 适用于一般放大;共集电极放大电路只放大电流而不放大电压,因输入电阻高而常
UCEQ。 （3）静态工作点对放大器的放大倍数、信号失真均有影响。选择合适的静态工 作点，使放大电路工作在管子特性曲线的线性部分，使它能基本不失真地放大交流 信号。若静态工作点 Q 选得过高，易引起饱和失真；反之，Q 点选得过低，易引起 截止失真。 （4）温度变化是静态工作点不稳定的主要原因、温度变化对晶体管的参数有如 下影响 → CO CBO BE I I U 温度 显然，温度变化最终导致集电极电流 ICQ 的变化，要使静态工作点稳定，必须稳 定 ICQ。常用的稳定静态工作点的方法采用分压式偏置电路。 （5）放大电路的静态工作点可采用图解法与估算法进行。 5．放大电路的动态分析 在学习放大电路放大交流信号时，读者应了解和掌握下列基本概念： （1）放大电路加有交流输入信号 ui (ui≠0)时的工作状态，称为动态。 （2）放大电路工作在动态时，电路中的各种电流、电压信号，既有直流分量， 又有交流分量，直流分量和交流分量是叠加在一起的。为了分析方便起见，我们通 常将放大电路中直流分量与交流分量分开分析，直流分量由放大电路的直流通路决 定，交流分量则由放大电路的交流通路进行分析。 （3）交流通路是指在交流输入信号的作用下，交流流通的途径，用于放大电路 的动态分析。画交流通路的原则是：容量大的电容（如耦合电容和旁路电容）视为 短路，无内阻的直流电压源视为短路。 （4）放大电路的动态分析常用的方法有图解法和微变等效电路法。图解法一般 适于分析输出幅度较大而工作频率不太高的情况，多用于分析最大不失真输出电压 和失真情况，而微变等效电路法只适用于低频小信号交流分量作用于放大电路时其 动态技术指标的计算，且前提是假定放大电路已经有合适的静态工作点。 6．晶体管基本放大电路有共射、共集、共基三种接法。在三种放大电路中，共 射极放大电路既有电流放大作用又有电压放大作用，输入电阻居中，输出电阻较大， 适用于一般放大；共集电极放大电路只放大电流而不放大电压，因输入电阻高而常
做为多级放大电路的输入级,因输出电阻低(带负载能力强)而常作为多级放大电 路的输出级,因电压放大倍数接近于1而用于信号的跟随;共基极放大电路只放大 电压而不放大电流,输入电阻小,高频特性好,适用组成宽带放大电路 第3章直接耦合放大电路和集成运算放大器 本章的教学要求 本章是基本放大器知识的延伸。直接耦合放大电路是集成运算放大器的基础, 而运算放大器又是组成电子电路的基本单元,其应用相当广泛 (1)了解差分放大器的电路特点,工作原理,了解差模信号与共模信号、失调 与调零的概念。 (2)了解集成电路的类型、特点及发展概况 (3)了解集成运算放大器内部组成及主要参数 重点:差动放大电路的组成和工作原理,集成运放的特点。 难点:差动电路的计算及运放的工作原理 内容提要与分析 1.用来放大缓慢变化的信号或直流变化量的放大器称为直流放大器。直流放大 器既可以放大直流信号,也可以放大交流信号 2.直流放大器级间采用直接耦合方式,因此存在前后级静态工作点相互影响和 零点漂移两个主要问题。 3.解决前后级静态工作点相互影响的问题的主要措施是:提高后一级晶体管发 射极电位(对PNP管应降低)。 4.零点漂移 (1)什么是零点漂移 直流放大器输入信号为零时(输入端对地短路),输出电压偏离其起始值的现象 称为零点漂移,简称零漂。 (2)产生零点漂移的原因是什么? 造成零点漂移的原因是:晶体管参数lcEo、UBE、β随温度变化而变化,电源电 压的波动,电路元件的老化等引起晶体管工作点的变化。其中温度的变化是产生零 点漂移的主要原因。 (3)抑制零点漂移的措施 可以采用热敏电阻进行温度补偿来抑制零漂。但由于热敏电阻的温度特性不可 能与晶体管的温度特性完全一致,所以很难得到满意的效果。抑制零点漂移的有效
做为多级放大电路的输入级，因输出电阻低（带负载能力强）而常作为多级放大电 路的输出级，因电压放大倍数接近于 1 而用于信号的跟随；共基极放大电路只放大 电压而不放大电流，输入电阻小，高频特性好，适用组成宽带放大电路。 第 3 章 直接耦合放大电路和集成运算放大器 本章的教学要求 本章是基本放大器知识的延伸。直接耦合放大电路是集成运算放大器的基础， 而运算放大器又是组成电子电路的基本单元，其应用相当广泛。 （1）了解差分放大器的电路特点，工作原理，了解差模信号与共模信号、失调 与调零的概念。 （2）了解集成电路的类型、特点及发展概况。 （3）了解集成运算放大器内部组成及主要参数。 重点：差动放大电路的组成和工作原理，集成运放的特点。 难点：差动电路的计算及运放的工作原理。 内容提要与分析 1．用来放大缓慢变化的信号或直流变化量的放大器称为直流放大器。直流放大 器既可以放大直流信号，也可以放大交流信号。 2．直流放大器级间采用直接耦合方式，因此存在前后级静态工作点相互影响和 零点漂移两个主要问题。 3．解决前后级静态工作点相互影响的问题的主要措施是：提高后一级晶体管发 射极电位（对 PNP 管应降低）。 4．零点漂移 （1）什么是零点漂移 直流放大器输入信号为零时（输入端对地短路），输出电压偏离其起始值的现象 称为零点漂移，简称零漂。 （2）产生零点漂移的原因是什么？ 造成零点漂移的原因是：晶体管参数 ICEO、UBE、β随温度变化而变化，电源电 压的波动，电路元件的老化等引起晶体管工作点的变化。其中温度的变化是产生零 点漂移的主要原因。 （3）抑制零点漂移的措施 可以采用热敏电阻进行温度补偿来抑制零漂。但由于热敏电阻的温度特性不可 能与晶体管的温度特性完全一致，所以很难得到满意的效果。抑制零点漂移的有效
电路是采用差动放大器。 5.差动放大电路 (1)基本概念: ①差模输入 在差动放大电路两输入端分别加入大小相等而极性相反的信号,即m1=la,这 种输入模式称为差模输入。而输入端之间的信号之差称为差模信号,用表示,即 liFuli1-4i2=2u;l, u=uid, ui ②共模输入 差动放大电路的两输入端输入大小相等、极性也相同的信号,即u1=l2,这种 输入模式称为共模输入,它们对地的信号称为共模信号,用山c表示,。=ui1=u ③差模放大倍数Ad、共模放大倍数Avc和共模抑制比KcMR 输入差模信号时的放大倍数称为差模放大倍数,记作And,定义为 式中uod是ud作用下的输出电压。 在共模信号作用下放大电路的放大倍数称为共模放大倍数,记作Am,定义为 A 式中c是共模输入信号,Loe是ue作用下的输出电压。它们可以是缓慢变化的 信号,也可以是正弦交流信号 为了综合考察差动放大电路对差模信号的放大能力和对共模信号的抑制能力 通常用共模抑制比作为差动放大电路的性能指标,记作KCM,定义为 CMR 其值愈大,说明性能愈好。 (2)差动放大电路 ①基本的差动放大电路 基本差动放大电路仅靠电路的对称性,在双端输出的差放电路两管集电极输出 端抑制零漂,但对每个管子的集电极电位的零漂并未受到抑制,如果采用单端输出, 零漂问题就无法解决。即使是双端输岀,由于实际电路不可能完全对称,当输入共 模信号时,两个输出端对地的电压就有较大差异,虽然双端输出能抵消部分共模部 分,但仍有较大共模输出
电路是采用差动放大器。 5．差动放大电路 （1）基本概念： ①差模输入 在差动放大电路两输入端分别加入大小相等而极性相反的信号，即 ui1=-ui2，这 种输入模式称为差模输入。而输入端之间的信号之差称为差模信号，用 uid 表示，即 uid=ui1-ui2=2ui1，则 ui uid ui uid 2 1 , 2 1 1 = 2 = − 。 ②共模输入 差动放大电路的两输入端输入大小相等、极性也相同的信号，即 ui1=ui2，这种 输入模式称为共模输入，它们对地的信号称为共模信号，用 uic表示，uic=ui1=ui2。 ③差模放大倍数 Aud、共模放大倍数 Auc和共模抑制比 KCMR 输入差模信号时的放大倍数称为差模放大倍数，记作 Aud，定义为 id od ud u u A = 式中 uod 是 uid 作用下的输出电压。 在共模信号作用下放大电路的放大倍数称为共模放大倍数，记作 Auc，定义为 ic oc uc u u A = 式中 uic是共模输入信号，uoc是 uic作用下的输出电压。它们可以是缓慢变化的 信号，也可以是正弦交流信号。 为了综合考察差动放大电路对差模信号的放大能力和对共模信号的抑制能力， 通常用共模抑制比作为差动放大电路的性能指标，记作 KCMR，定义为 uc ud CMR A A K = 其值愈大，说明性能愈好。 （2）差动放大电路 ①基本的差动放大电路 基本差动放大电路仅靠电路的对称性，在双端输出的差放电路两管集电极输出 端抑制零漂，但对每个管子的集电极电位的零漂并未受到抑制，如果采用单端输出， 零漂问题就无法解决。即使是双端输出，由于实际电路不可能完全对称，当输入共 模信号时，两个输出端对地的电压就有较大差异，虽然双端输出能抵消部分共模部 分，但仍有较大共模输出
