基于《分壓式偏置電路》的教學設計

一、教材分析

《分壓式偏置電路》是模擬電子技術基礎教材中一節很重要的內容，也是晶體管放大器所要求的關鍵性內容。在這一節內容中主要講述了分壓式偏置電路的電路結構、主要元件的作用、穩定靜態工作點的原理、靜態工作點的近似計算方法和思路和動態指標的計算方法和思路。

二、教學設計

(一)課題：第二章半導體三極管和放大電路

第三節分壓式偏置電路

(二)教學目的：

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構。

3.會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定靜態工作點的原理過程。

5.掌握分壓式偏置電路的靜態工作點、電壓放大倍數、輸入輸出電阻的計算。

(三)德育教育：

培養學生誠實守信的品德、細仔觀察和分析問題的能力及良好的學習習慣。

(四)教學重點：

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工作點、電壓放大倍數、輸入輸出電阻的計算。

4.對穩定靜態工作點的原理的理解。

(五)教學難點：

1.交、直流等效電路的畫法。

2.分壓式偏置電路穩定靜態工作點的原理。

(六)教學關鍵：通過比較、總結和練習突破重難點。

(七)教學方法：采用師生、生生互動、對話的形式進行教學；應用自主、合作、探究的學習方式，讓學生自己討論，交流總結與老師啟發引導式教學。

(八)教學手段：采用多媒體設備輔助教學。

(九)教學時間：1課時。

(十)教學過程：按照如下過程進行。

一、新課引入（課前預習）：

提出前節固定式偏置電路不能穩定靜態工作點的原因分析，引出課題并提出本節課的教學要求。

同學們：從基本放大電路分析可見，它雖然電路簡單，但電路穩定性差，這是因為一旦溫度升高或電源電壓變化等因素都會使靜態工作點發生變化，這樣就影響了放大器的性能。那么，怎樣來改進它呢，這就是本節課要學習的內容。

二、新課講解（課內學習）：

(一)電路結構：

1．學生先看書P32～33內容，并思考圖1與圖2進行比較有什么不同。（抽學生回答）

2．老師點評：在基本放大器電路圖1中增加Rb2、Re、Ce三個元件就構成了分壓式偏置電路如圖2所示。但是，在構建電路時，必須注意Rb1與Rb2的取值應是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，改變Rb1或Rb2的值就可改變基極電位UB，進而改變了放大器的靜態工作點。

(二)主要元件（Rb2、Re、Ce）的作用

1．首先將學生分組進行分析討論元件的作用，并抽學生回答。

2．然后老師點評。即：

1）．Rb2的引入是使基極獲得電源Ec的分壓。

2）．Re的引入是提高發射極電位（因為在靜態時有電流IE流過Re產生壓降）和穩定靜態工作點。

3）．Ce的引入是隔直通交，防止電壓放大倍數下降。（因為不接Ce，就有信號電流iE流過Re產生壓降iERe，降低了放大器的放大倍數）

(三)穩定靜態工作點的原理

1．首先將學生分組進行分析討論該電路是怎樣穩定靜態工作點的，并抽學生回答。

2．老師點評如下：

其穩定過程如下：

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

這個工作點的穩定過程，必須是滿足I1》IBQ，UB》UBEQ這兩個條件為前提的。因此，I1、UB越大，工作點就越穩定，但也不能太大，否則會使Au下降。

(四)靜態工作點（Q點）和動態指標（Au、ri、ro）的計算

老師提問：固定式偏置電路的靜態工作點和Au的解題思路和計算方法，抽學生回答。老師點評及講解：

1．Q點的計算：

1）先畫出直流等效電路（見小黑板圖3所示）。

2）分析電路，得出求解思路：UB→UE→IE→IB→UCEQ。同時，在估算Q點時要明確兩點：

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，則UB≈UE。于是，分壓式偏置電路的Q點的關系為：

UB= Rb1Ec/（Rb1+Rb2）

ICQ≈IEQ=（UB- UBEQ）/Re。

IBQ=ICQ /β≈IEQ /β。

UCEQ=EC-ICQRC-IEQRE≈EC-ICQ（RC+RE）。

2．動態指標（Au、ri、ro）的計算：

1）先畫出交流等效電路（見小黑板圖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，Au與基本放大電路的Au完全相同。但應注意：如果去掉了Ce（即發射極上存在電阻Re），則Au應該為：

Au=-βRL'/[ rbe +（1+β）Re]。

ri= Rb1//Rb2// rbe≈rbe。

ro=RC// rce≈rce。

注意：①在求ro時，ro應不包括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，其余參數見圖5中所示。試計算：（1）靜態工作點。

（2）電壓放大倍數。

解（略）

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

解：先讓學生思考、練習，然后生師互動，老師點評解題思路及解題過程。

(六)小結：

1.分壓式偏置電路的結構及穩定靜態工作點的過程。

2.在近似求靜態工作點時，應先畫直流等效電路，然后按UB→UE→IE→IB→UCEQ思路求解。

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

4.注意：1）發射極上無電阻Re時，Au=-βRL'/rbe；

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

(七)作業：

1.復習本節課所學的內容。

2.教材P45習題二中的2-12和2-13兩題。

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

(八)板書設計：

(九)課后記：

主要是通過課后的作業（或同學們的反映）情況，及時發現存在的問題，及時處理，做到每堂課的內容及時消化，及時鞏固，及時掌握。并把存在的問題附在此表中，以便后續課進行補講。

另外附本節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

[1] 彭克發.電子技術基礎.中國電力出版社.2007年7月.

[2] 趙景波等.模擬電子技術應用基礎.人民郵電出版社.2009年10月

[3] 黎兆林等.電子技術基礎與實訓.機械工業出版社.2009年8月

作者簡介：

彭克發（1956-），男，大學本科，學士，教授，研究方向：電子信息技術類。