《汽车电工电子技术基础》教案12

广东省南方技师学院广东省南方高级技工学校理论课教案编号：NGQD-0707-09版本号：A/1页码：1编制/时间：审核/时间：批准/时间：课程名称汽车电工电子技术基础课题三极管授课班级汽修中技1301、1302授课日期2014.3.25授课时数2学时教学类型理论授新教学方法讲授、提问、演示教材及参考资料《汽车电工电子技术基础》国防科技大学出版社教学目标1、了解三极管的结构与工作原理。2、掌握三极管的放大原理。教学重难点及其突出方法、化解方法教学重点和突出方法：三极管的结构与工作原理，通过设疑、解答的方法来突出重点。教学难点和化解方法：三极管的放大原理，通过联系实际举例进行讲解。教学准备教案、素材。教学对象分析汽修中技1301、1302班，班级人数59人和58人。该班在初中电工基础基本操作技能中，学过交流电原理的相关知识，因此在讲解时学生比较容易接受这两节的内容。教学总结1、三极管的结构与工作原理。2、三极管的放大原理。对上述的内容进行归纳、总结，以提问的形式加强学生对本节知识点的认识。布置作业教材P103第7、8题教学反思该节课上得比较成功，体现在课堂气氛较好，同学们能掌握学习的目标内容，通过联系实际举例进行讲解，让学生能学习到三极管的结构与工作原理和三极管的放大原理。教学活动教学流程内容教学手段教师活动和学生活动评价方法与评价材料时间分配组织教学1.检查学生课前准备情况。2.上课起立，师生互致问候。3.点名、检查学生出勤并记录，完成教学准备工作。组织号召清点人数并将出勤情况记录在学生考勤表上，整顿课堂纪律。学生举手应答考勤表3分钟复习旧课复习上节课所学的知识：我们日常生活中什么是P型和N型半导体？提问教师提出问题，根据花名册上的名单随机点名让学生回答问题。记录平时成绩。根据学生回答的内容进行评价3分钟课程导入我们日常生活中什么应用到三极管？讲授教师根据前述内容导入本节的内容知识——三极管；同学们对本节课程的内容有一个大概的了解，明白本节课程的主要就是学习三极管。观察同学们对本节课知识的需求程度4分钟理论授新三极管的结构与工作原理。板书、讲授教师板书过后，讲述三极管的结构与工作原理，学生在听课过程中，认识三极管的结构与工作原理的相关知识。学生跟读相关定义30分钟三极管的放大原理。板书、讲解、展示、提示教师通过板书讲解三极管的放大原理；提示学生书本上重点段落划线。学生在听课过程中，认识三极管的放大原理。教师提示，学生能讲出三极管的放大原理40分钟板书设计第六章常用半导体器件及应用6.2三极管一、三极管基本知识大全6.2半导体三极管也称为晶体三极管，可以说它是电子电路中最重要的器件。它最主要的功能是电流放大和开关作用。三极管顾名思义具有三个电极。二极管是由一个PN结构成的，而三极管由两个PN结构成，共用的一个电极成为三极管的基极（用字母b表示）。其他的两个电极成为集电极（用字母c表示）和发射极（用字母e表示）。三极管的种类很多，并且不同型号各有不同的用途。三极管大都是塑料封装或金属封装，常见三极管的外观如图，大的很大，小的很小。三极管的电路符号有两种：有一个箭头的电极是发射极，箭头朝外的是NPN型三极管，而箭头朝内的是PNP型。实际上箭头所指的方向是电流向。三极管最基本的作用是放大作用，它可以把微弱的电信号变成一定强度的信号，当然这种转换仍然遵循能量守恒，它只是把电源的能量转换成信号的能量罢了。三极管有一个重要参数就是电流放大系数β。当三极管的基极上加一个微小的电流时，在集电极上可以得到一个是注入电流β倍的电流，即集电极电流。集电极电流随基极电流的变化而变化，并且基极电流很小的变化可以引起集电极电流很大的变化，这就是三极管的放大作用。三极管还可以作电子开关，配合其它元件还可以构成振荡器。半导体三极管除了构成放大器和作开关元件使用外，还能够做成一些可独立使用的两端或三端器件二、三极管的工作原理三极管是一种控制元件，主要用来控制电流的大小，以共发射极接法为例（信号从基极输入，从集电极输出，发射极接地），当基极电压UB有一个微小的变化时，基极电流IB也会随之有一小的变化，受基极电流IB的控制，集电极电流IC会有一个很大的变化，基极电流IB越大，集电极电流IC也越大，反之，基极电流越小，集电极电流也越小，即基极电流控制集电极电流的变化。但是集电极电流的变化比基极电流的变化大得多，这就是三极管的放大作用。IC的变化量与IB变化量之比叫做三极管的放大倍数β（β=ΔIC/ΔIB,Δ表示变化量。），三极管的放大倍数β一般在几十到几百倍。三极管在放大信号时，首先要进入导通状态，即要先建立合适的静态工作点，也叫建立偏置，否则会放大失真。在三极管的集电极与电源之间接一个电阻，可将电流放大转换成电压放大：当基极电压UB升高时，IB变大，IC也变大，IC在集电极电阻RC的压降也越大.三、三极管放大电路原理放大电路的组成与各元件的作用Rb和Rc：提供适合偏置--发射结正偏，集电结反偏。C1、C2是隔直(耦合)电容，隔直流通交流。讲义第六章常用半导体器件及应用6.2三极管一、三极管基本知识大全半导体三极管也称为晶体三极管，可以说它是电子电路中最重要的器件。它最主要的功能是电流放大和开关作用。三极管顾名思义具有三个电极。二极管是由一个PN结构成的，而三极管由两个PN结构成，共用的一个电极成为三极管的基极（用字母b表示）。其他的两个电极成为集电极（用字母c表示）和发射极（用字母e表示）。由于不同的组合方式，形成了一种是NPN型的三极管，另一种是PNP型的三极管。三极管的种类很多，并且不同型号各有不同的用途。三极管大都是塑料封装或金属封装，常见三极管的外观如图，大的很大，小的很小。三极管的电路符号有两种：有一个箭头的电极是发射极，箭头朝外的是NPN型三极管，而箭头朝内的是PNP型。实际上箭头所指的方向是电流的方向。电子制作中常用的三极管有90××系列，包括低频小功率硅管9013（NPN）、9012（PNP），低噪声管9014（NPN），高频小功率管9018（NPN）等。它们的型号一般都标在塑壳上，而样子都一样，都是TO-92标准封装。在老式的电子产品中还能见到3DG6（低频小功率硅管）、3AX31（低频小功率锗管）等，它们的型号也都印在金属的外壳上。我国生产的晶体管有一套命名规则，电子爱好者最好还是了解一下：第一部分的3表示为三极管。第二部分表示器件的材料和结构，A：PNP型锗材料B：NPN型锗材料C：PNP型硅材料D：NPN型硅材料第三部分表示功能，U：光电管K：开关管X：低频小功率管G：高频小功率管D：低频大功率管A：高频大功率管。另外，3DJ型为场效应管，BT打头的表示半导体特殊元件。三极管最基本的作用是放大作用，它可以把微弱的电信号变成一定强度的信号，当然这种转换仍然遵循能量守恒，它只是把电源的能量转换成信号的能量罢了。三极管有一个重要参数就是电流放大系数β。当三极管的基极上加一个微小的电流时，在集电极上可以得到一个是注入电流β倍的电流，即集电极电流。集电极电流随基极电流的变化而变化，并且基极电流很小的变化可以引起集电极电流很大的变化，这就是三极管的放大作用。三极管还可以作电子开关，配合其它元件还可以构成振荡器。半导体三极管除了构成放大器和作开关元件使用外，还能够做成一些可独立使用的两端或三端器件1.扩流。把一只小功率可控硅和一只大功率三极管组合，就可得到一只大功率可控硅，其最大输出电流由大功率三极管的特性决定，见附图1。图2为电容容量扩大电路。利用三极管的电流放大作用，将电容容量扩大若干倍。这种等效电容和一般电容器一样，可浮置工作，适用于在长延时电路中作定时电容。用稳压二极管构成的稳压电路虽具有简单、元件少、制作经济方便的优点，但由于稳压二极管稳定电流一般只有数十毫安，因而决定了它只能用在负载电流不太大的场合。图3可使原稳压二极管的稳定电流及动态电阻范围得到较大的扩展，稳定性能可得到较大的改善。2.代换。两只三极管串联可直接代换调光台灯中的双向触发二极管；图5中的三极管可代用8V左右的稳压管。图6中的三极管可代用30V左右的稳压管。上述应用时，三极管的基极均不使用。3.模拟。用三极管够成的电路还可以模拟其它元器件。大功率可变电阻价贵难觅，用图7电路可作模拟品，调节510电阻的阻值，即可调节三极管C、E两极之间的阻抗，此阻抗变化即可代替可变电阻使用。图8为用三极管模拟的稳压管。其稳压原理是：当加到A、B两端的输入电压上升时，因三极管的B、E结压降基本不变，故R2两端压降上升，经过R2的电流上升，三极管发射结正偏增强，其导通性也增强，C、E极间呈现的等效电阻减小，压降降低，从而使AB端的输入电压下降。讲义二、三极管的工作原理三极管是一种控制元件，主要用来控制电流的大小，以共发射极接法为例（信号从基极输入，从集电极输出，发射极接地），当基极电压UB有一个微小的变化时，基极电流IB也会随之有一小的变化，受基极电流IB的控制，集电极电流IC会有一个很大的变化，基极电流IB越大，集电极电流IC也越大，反之，基极电流越小，集电极电流也越小，即基极电流控制集电极电流的变化。但是集电极电流的变化比基极电流的变化大得多，这就是三极管的放大作用。IC的变化量与IB变化量之比叫做三极管的放大倍数β（β=ΔIC/ΔIB,Δ表示变化量。），三极管的放大倍数β一般在几十到几百倍。三极管在放大信号时，首先要进入导通状态，即要先建立合适的静态工作点，也叫建立偏置，否则会放大失真。在三极管的集电极与电源之间接一个电阻，可将电流放大转换成电压放大：当基极电压UB升高时，IB变大，IC也变大，IC在集电极电阻RC的压降也越大.三、三极管放大电路原理1、放大电路的组成与各元件的作用Rb和Rc：提供适合偏置--发射结正偏，集电结反偏。C1、C2是隔直(耦合)电容，隔直流通交流。共射放大电路Vs，Rs：信号源电压与内阻；RL：负载电阻，将集电极电流的变化△ic转换为集电极与发射极间的电压变化△VCE讲义2、放大电路的基本工作原理静态(Vi=0,假设工作在放大状态)分析，又称直流分析，计算三极管的电流和极间电压值，应采用直流通路(电容开路)。基极电流：IB=IBQ=(VCC-VBEQ)/Rb集电极电流：IC=ICQ=βIBQ集-射间电压：VCE=VCEQ=VCC-ICQRc动态(vi≠0)分析：，，，，讲义其中。放大电路对信号的放大作用是利用三极管的电流控制作用来实现，其实质上是一种能量转换器。3、构成放大电路的基本原则放大电路必须有合适的静态工作点：直流电源的极性与三极管的类型相配合，电阻的设置要与电源相配合，以确保器件工作在放大区。输入信号能有效地加到放大器件的输入端，使三极管输入端的电流或电压跟随输入信号成比例变化，经三极管放大后的输出信号(如ic=β*ib)应能有效地转变为负载上的输出电压信号。四、电压传输特性和静态工作点1、单管放大电路的电压传输特性图解分析法：讲义输出回路方程：输出特性曲线：讲义AB段：截止区，对应于输出特性曲线中iB＜0的部分。BCDEFG段：放大区GHI段：饱和区作为放大应用时：Q点应置于E处(放大区中心)。若Q点设置C处，易引起载止失真。若Q点设置F处，易引起饱和失真。用于开关控制场合：工作在截止区和饱和区上。2、单管放大电路静态工作点(公式法计算)单电源固定偏置电路：选择合适的Rb，Rc，使电路工作在放大状态。工作点稳定的偏置电路：该方法为近似估算法。讲义分压式偏置电路：稳定工作点的另一种解释：温度T↑→IC↑→IE↑→VE↑(=IERe)↓(VB固定)，则IC↓IB↓VBE↓(=VB-VE)。在静态情况下，温度上升引起IC增加，由于基极电位VB基本固定，该电流增量通过Re产生负反馈，迫使IC自动下降,使Q点保持稳定。Re愈大，负反馈作用愈强，稳定性也愈好。但Re过大，输出的动态范围(ΔVCE)变小，易引起失真。Rb1、Rb2愈小，VB愈稳定。但它们过小将使放大能力下降。工程设计时，应综合考虑电阻阻值的影响。经验公式：I1=(5～10)IBQ，VEQ