基于《分壓式偏置電路》的教學(xué)設(shè)計(jì)

一、教材分析

《分壓式偏置電路》是模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)教材中一節(jié)很重要的內(nèi)容，也是晶體管放大器所要求的關(guān)鍵性內(nèi)容。在這一節(jié)內(nèi)容中主要講述了分壓式偏置電路的電路結(jié)構(gòu)、主要元件的作用、穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的原理、靜態(tài)工作點(diǎn)的近似計(jì)算方法和思路和動(dòng)態(tài)指標(biāo)的計(jì)算方法和思路。

二、教學(xué)設(shè)計(jì)

(一)課題：第二章半導(dǎo)體三極管和放大電路

第三節(jié)分壓式偏置電路

(二)教學(xué)目的：

1.了解分壓式偏置電路中主要元件作用。

2.熟悉分壓式偏置電路的結(jié)構(gòu)。

3.會(huì)畫分壓式偏置電路的交、直流等效電路。

4.理解分壓式偏置電路穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的原理過(guò)程。

5.掌握分壓式偏置電路的靜態(tài)工作點(diǎn)、電壓放大倍數(shù)、輸入輸出電阻的計(jì)算。

(三)德育教育：

培養(yǎng)學(xué)生誠(chéng)實(shí)守信的品德、細(xì)仔觀察和分析問(wèn)題的能力及良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。

(四)教學(xué)重點(diǎn)：

1.分壓式偏置電路各元件的作用。

2.交、直流等效電路的畫法。

3.分壓式偏置電路靜態(tài)工作點(diǎn)、電壓放大倍數(shù)、輸入輸出電阻的計(jì)算。

4.對(duì)穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的原理的理解。

(五)教學(xué)難點(diǎn)：

1.交、直流等效電路的畫法。

2.分壓式偏置電路穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的原理。

(六)教學(xué)關(guān)鍵：通過(guò)比較、總結(jié)和練習(xí)突破重難點(diǎn)。

(七)教學(xué)方法：采用師生、生生互動(dòng)、對(duì)話的形式進(jìn)行教學(xué)；應(yīng)用自主、合作、探究的學(xué)習(xí)方式，讓學(xué)生自己討論，交流總結(jié)與老師啟發(fā)引導(dǎo)式教學(xué)。

(八)教學(xué)手段：采用多媒體設(shè)備輔助教學(xué)。

(九)教學(xué)時(shí)間：1課時(shí)。

(十)教學(xué)過(guò)程：按照如下過(guò)程進(jìn)行。

一、新課引入（課前預(yù)習(xí)）：

提出前節(jié)固定式偏置電路不能穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的原因分析，引出課題并提出本節(jié)課的教學(xué)要求。

同學(xué)們：從基本放大電路分析可見(jiàn)，它雖然電路簡(jiǎn)單，但電路穩(wěn)定性差，這是因?yàn)橐坏囟壬呋螂娫措妷鹤兓纫蛩囟紩?huì)使靜態(tài)工作點(diǎn)發(fā)生變化，這樣就影響了放大器的性能。那么，怎樣來(lái)改進(jìn)它呢，這就是本節(jié)課要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。

二、新課講解（課內(nèi)學(xué)習(xí)）：

(一)電路結(jié)構(gòu)：

1．學(xué)生先看書P32～33內(nèi)容，并思考圖1與圖2進(jìn)行比較有什么不同。（抽學(xué)生回答）

2．老師點(diǎn)評(píng)：在基本放大器電路圖1中增加Rb2、Re、Ce三個(gè)元件就構(gòu)成了分壓式偏置電路如圖2所示。但是，在構(gòu)建電路時(shí)，必須注意Rb1與Rb2的取值應(yīng)是Rb1＞Rb2，并使I1≈I2》IBQ。其該電路的基極電位UB由Rb1與Rb2的分壓決定，即：UB= Rb1Ec/（Rb1+Rb2）。由此可見(jiàn)，改變Rb1或Rb2的值就可改變基極電位UB，進(jìn)而改變了放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)。

(二)主要元件（Rb2、Re、Ce）的作用

1．首先將學(xué)生分組進(jìn)行分析討論元件的作用，并抽學(xué)生回答。

2．然后老師點(diǎn)評(píng)。即：

1）．Rb2的引入是使基極獲得電源Ec的分壓。

2）．Re的引入是提高發(fā)射極電位（因?yàn)樵陟o態(tài)時(shí)有電流IE流過(guò)Re產(chǎn)生壓降）和穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。

3）．Ce的引入是隔直通交，防止電壓放大倍數(shù)下降。（因?yàn)椴唤覥e，就有信號(hào)電流iE流過(guò)Re產(chǎn)生壓降iERe，降低了放大器的放大倍數(shù)）

(三)穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的原理

1．首先將學(xué)生分組進(jìn)行分析討論該電路是怎樣穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的，并抽學(xué)生回答。

2．老師點(diǎn)評(píng)如下：

其穩(wěn)定過(guò)程如下：

若T0↑（或β↑）→ICQ↑→IEQ↑→UE↑（=IEQRe）→UBEQ↓→IBQ↓→ICQ↓

這個(gè)工作點(diǎn)的穩(wěn)定過(guò)程，必須是滿足I1》IBQ，UB》UBEQ這兩個(gè)條件為前提的。因此，I1、UB越大，工作點(diǎn)就越穩(wěn)定，但也不能太大，否則會(huì)使Au下降。

(四)靜態(tài)工作點(diǎn)（Q點(diǎn)）和動(dòng)態(tài)指標(biāo)（Au、ri、ro）的計(jì)算

老師提問(wèn)：固定式偏置電路的靜態(tài)工作點(diǎn)和Au的解題思路和計(jì)算方法，抽學(xué)生回答。老師點(diǎn)評(píng)及講解：

1．Q點(diǎn)的計(jì)算：

1）先畫出直流等效電路（見(jiàn)小黑板圖3所示）。

2）分析電路，得出求解思路：UB→UE→IE→IB→UCEQ。同時(shí)，在估算Q點(diǎn)時(shí)要明確兩點(diǎn)：

① ICQ+IBQ=IEQ，但由于IBQ很小，所以ICQ≈IEQ；

② UB=UE+UBEQ，但由于UBEQ很小，只要在UE》UBEQ時(shí)，則UB≈UE。于是，分壓式偏置電路的Q點(diǎn)的關(guān)系為：

UB= Rb1Ec/（Rb1+Rb2）

ICQ≈IEQ=（UB- UBEQ）/Re。

IBQ=ICQ /β≈IEQ /β。

UCEQ=EC-ICQRC-IEQRE≈EC-ICQ（RC+RE）。

2．動(dòng)態(tài)指標(biāo)（Au、ri、ro）的計(jì)算：

1）先畫出交流等效電路（見(jiàn)小黑板圖4所示）。

2）分析電路，得出求解思路：按rbe→Au→ri→ro求解。（注意：在求ro不包括RL），即：rbe=300+26（1+β）/IEQ；

RL'=RC//RL；

Au=-βRL'/ rbe。

因此可見(jiàn)，Au與基本放大電路的Au完全相同。但應(yīng)注意：如果去掉了Ce（即發(fā)射極上存在電阻Re），則Au應(yīng)該為：

Au=-βRL'/[ rbe +（1+β）Re]。

ri= Rb1//Rb2// rbe≈rbe。

ro=RC// rce≈rce。

注意：①在求ro時(shí)，ro應(yīng)不包括RL。②ri、ro均與基本放大電路的ri、ro相同。

(五)例題分析：

例1：在圖5中，已知三極管的β=50，UBEQ=0.7V，其余參數(shù)見(jiàn)圖5中所示。試計(jì)算：（1）靜態(tài)工作點(diǎn)。

（2）電壓放大倍數(shù)。

解（略）

例2：在圖5中，其他元件不動(dòng)，只需改變Rb1的阻值，就可以調(diào)整放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)。現(xiàn)在要求VCEQ=8.5V，問(wèn)Rb1應(yīng)選多大？（解題思路：VCEQ→ICQ→VEQ→VBQ→Rb1，答案42.3K）

解：先讓學(xué)生思考、練習(xí)，然后生師互動(dòng)，老師點(diǎn)評(píng)解題思路及解題過(guò)程。

(六)小結(jié)：

1.分壓式偏置電路的結(jié)構(gòu)及穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的過(guò)程。

2.在近似求靜態(tài)工作點(diǎn)時(shí)，應(yīng)先畫直流等效電路，然后按UB→UE→IE→IB→UCEQ思路求解。

3. 在求Au、ri、ro時(shí)，應(yīng)先畫交流等效電路，然后按rbe→Au→ri→ro求解。（注意：在求ro時(shí)，ro應(yīng)不包括RL。）

4.注意：1）發(fā)射極上無(wú)電阻Re時(shí)，Au=-βRL'/rbe；

2）發(fā)射極上有電阻Re時(shí)，Au=-βRL'/[ rbe +（1+β）Re]。

(七)作業(yè)：

1.復(fù)習(xí)本節(jié)課所學(xué)的內(nèi)容。

2.教材P45習(xí)題二中的2-12和2-13兩題。

3.思考題：思考小黑板中的兩個(gè)圖的交、直流等效電路的畫法和Q點(diǎn)、Au的計(jì)算方法。

(八)板書設(shè)計(jì)：

(九)課后記：

主要是通過(guò)課后的作業(yè)（或同學(xué)們的反映）情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的問(wèn)題，及時(shí)處理，做到每堂課的內(nèi)容及時(shí)消化，及時(shí)鞏固，及時(shí)掌握。并把存在的問(wèn)題附在此表中，以便后續(xù)課進(jìn)行補(bǔ)講。

另外附本節(jié)課小黑板上的電路圖（即圖1、圖2、圖3和圖4）如下：

參考文獻(xiàn)

[1] 彭克發(fā).電子技術(shù)基礎(chǔ).中國(guó)電力出版社.2007年7月.

[2] 趙景波等.模擬電子技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ).人民郵電出版社.2009年10月

[3] 黎兆林等.電子技術(shù)基礎(chǔ)與實(shí)訓(xùn).機(jī)械工業(yè)出版社.2009年8月

作者簡(jiǎn)介：

彭克發(fā)（1956-），男，大學(xué)本科，學(xué)士，教授，研究方向：電子信息技術(shù)類。