基于《分压式偏置电路》的教学设计

一、教材分析

《分压式偏置电路》是模拟电子技术基础教材中一节很重要的内容，也是晶体管放大器所要求的关键性内容。在这一节内容中主要讲述了分压式偏置电路的电路结构、主要元件的作用、稳定静态工作点的原理、静态工作点的近似计算方法和思路和动态指标的计算方法和思路。

二、教学设计

(一)课题：第二章半导体三极管和放大电路

第三节分压式偏置电路

(二)教学目的：

1.了解分压式偏置电路中主要元件作用。

2.熟悉分压式偏置电路的结构。

3.会画分压式偏置电路的交、直流等效电路。

4.理解分压式偏置电路稳定静态工作点的原理过程。

5.掌握分压式偏置电路的静态工作点、电压放大倍数、输入输出电阻的计算。

(三)德育教育：

培养学生诚实守信的品德、细仔观察和分析问题的能力及良好的学习习惯。

(四)教学重点：

1.分压式偏置电路各元件的作用。

2.交、直流等效电路的画法。

3.分压式偏置电路静态工作点、电压放大倍数、输入输出电阻的计算。

4.对稳定静态工作点的原理的理解。

(五)教学难点：

1.交、直流等效电路的画法。

2.分压式偏置电路稳定静态工作点的原理。

(六)教学关键：通过比较、总结和练习突破重难点。

(七)教学方法：采用师生、生生互动、对话的形式进行教学；应用自主、合作、探究的学习方式，让学生自己讨论，交流总结与老师启发引导式教学。

(八)教学手段：采用多媒体设备辅助教学。

(九)教学时间：1课时。

(十)教学过程：按照如下过程进行。

一、新课引入（课前预习）：

提出前节固定式偏置电路不能稳定静态工作点的原因分析，引出课题并提出本节课的教学要求。

同学们：从基本放大电路分析可见，它虽然电路简单，但电路稳定性差，这是因为一旦温度升高或电源电压变化等因素都会使静态工作点发生变化，这样就影响了放大器的性能。那么，怎样来改进它呢，这就是本节课要学习的内容。

二、新课讲解（课内学习）：

(一)电路结构：

1．学生先看书P32～33内容，并思考图1与图2进行比较有什么不同。（抽学生回答）

2．老师点评：在基本放大器电路图1中增加Rb2、Re、Ce三个元件就构成了分压式偏置电路如图2所示。但是，在构建电路时，必须注意Rb1与Rb2的取值应是Rb1＞Rb2，并使I1≈I2》IBQ。其该电路的基极电位UB由Rb1与Rb2的分压决定，即：UB= Rb1Ec/（Rb1+Rb2）。由此可见，改变Rb1或Rb2的值就可改变基极电位UB，进而改变了放大器的静态工作点。

(二)主要元件（Rb2、Re、Ce）的作用

1．首先将学生分组进行分析讨论元件的作用，并抽学生回答。

2．然后老师点评。即：

1）．Rb2的引入是使基极获得电源Ec的分压。

2）．Re的引入是提高发射极电位（因为在静态时有电流IE流过Re产生压降）和稳定静态工作点。

3）．Ce的引入是隔直通交，防止电压放大倍数下降。（因为不接Ce，就有信号电流iE流过Re产生压降iERe，降低了放大器的放大倍数）

(三)稳定静态工作点的原理

1．首先将学生分组进行分析讨论该电路是怎样稳定静态工作点的，并抽学生回答。

2．老师点评如下：

其稳定过程如下：

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

这个工作点的稳定过程，必须是满足I1》IBQ，UB》UBEQ这两个条件为前提的。因此，I1、UB越大，工作点就越稳定，但也不能太大，否则会使Au下降。

(四)静态工作点（Q点）和动态指标（Au、ri、ro）的计算

老师提问：固定式偏置电路的静态工作点和Au的解题思路和计算方法，抽学生回答。老师点评及讲解：

1．Q点的计算：

1）先画出直流等效电路（见小黑板图3所示）。

2）分析电路，得出求解思路：UB→UE→IE→IB→UCEQ。同时，在估算Q点时要明确两点：

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时，则UB≈UE。于是，分压式偏置电路的Q点的关系为：

UB= Rb1Ec/（Rb1+Rb2）

ICQ≈IEQ=（UB- UBEQ）/Re。

IBQ=ICQ /β≈IEQ /β。

UCEQ=EC-ICQRC-IEQRE≈EC-ICQ（RC+RE）。

2．动态指标（Au、ri、ro）的计算：

1）先画出交流等效电路（见小黑板图4所示）。

2）分析电路，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。

因此可见，Au与基本放大电路的Au完全相同。但应注意：如果去掉了Ce（即发射极上存在电阻Re），则Au应该为：

Au=-βRL'/[ rbe +（1+β）Re]。

ri= Rb1//Rb2// rbe≈rbe。

ro=RC// rce≈rce。

注意：①在求ro时，ro应不包括RL。②ri、ro均与基本放大电路的ri、ro相同。

(五)例题分析：

例1：在图5中，已知三极管的β=50，UBEQ=0.7V，其余参数见图5中所示。试计算：（1）静态工作点。

（2）电压放大倍数。

解（略）

例2：在图5中，其他元件不动，只需改变Rb1的阻值，就可以调整放大器的静态工作点。现在要求VCEQ=8.5V，问Rb1应选多大？（解题思路：VCEQ→ICQ→VEQ→VBQ→Rb1，答案42.3K）

解：先让学生思考、练习，然后生师互动，老师点评解题思路及解题过程。

(六)小结：

1.分压式偏置电路的结构及稳定静态工作点的过程。

2.在近似求静态工作点时，应先画直流等效电路，然后按UB→UE→IE→IB→UCEQ思路求解。

3. 在求Au、ri、ro时，应先画交流等效电路，然后按rbe→Au→ri→ro求解。（注意：在求ro时，ro应不包括RL。）

4.注意：1）发射极上无电阻Re时，Au=-βRL'/rbe；

2）发射极上有电阻Re时，Au=-βRL'/[ rbe +（1+β）Re]。

(七)作业：

1.复习本节课所学的内容。

2.教材P45习题二中的2-12和2-13两题。

3.思考题：思考小黑板中的两个图的交、直流等效电路的画法和Q点、Au的计算方法。

(八)板书设计：

(九)课后记：

主要是通过课后的作业（或同学们的反映）情况，及时发现存在的问题，及时处理，做到每堂课的内容及时消化，及时巩固，及时掌握。并把存在的问题附在此表中，以便后续课进行补讲。

另外附本节课小黑板上的电路图（即图1、图2、图3和图4）如下：

参考文献

[1] 彭克发.电子技术基础.中国电力出版社.2007年7月.

[2] 赵景波等.模拟电子技术应用基础.人民邮电出版社.2009年10月

[3] 黎兆林等.电子技术基础与实训.机械工业出版社.2009年8月

作者简介：

彭克发（1956-），男，大学本科，学士，教授，研究方向：电子信息技术类。