第11课 三极管及其应用（教案）-《电工电子技术基础与应用》同步教学（航空工业出版社）

课题 三极管及其应用（一）——认识三极管 课时 2课时（90 min） 教学目标 知识技能目标： （1）掌握三极管的结构、电流放大作用、伏安特性和主要参数 （2）掌握共发射极放大电路、分压偏置放大电路、共集电极放大电路的结构和分析方法 （3）能够正确测试三极管的伏安特性 素质目标： 弘扬爱国奋斗精神，树立建功立业信念 教学重难点 教学重点：三极管的结构、电流放大作用、伏安特性和主要参数，共发射极放大电路、分压偏置放大电路、共集电极放大电路的结构和分析方法 教学难点：正确测试三极管的伏安特性 教学方法 案例分析法、问答法、讨论法、讲授法 教学用具 电脑、投影仪、多媒体课件、教材 教学过程 主要教学内容及步骤 课前任务 【教师】布置课前任务，和学生负责人取得联系，组织学生下载“任务工单——测试三极管的伏安特性”，并根据任务工单进行组内分工，同时提醒同学了解三极管的相关知识 【学生】完成课前任务 考勤 【学生】班干部报请假人员及原因 任务导入 【教师】提出以下问题： 三极管的作用是什么？其结构是怎样的？ 【学生】思考、举手回答 传授新知 【教师】通过学生的回答引入要讲的知识，介绍三极管的结构和电流放大作用、三极管的伏安特性、三极管的主要参数等内容 5.1.1 三极管的结构和电流放大作用 1．三极管的结构 ✈【教师】通过多媒体展示“三极管的结构”图片（详见教材），并介绍相关知识 三极管是基本半导体元件之一，它因具有电流放大作用而广泛应用于各种放大电路中。三极管的结构由三层不同性质的半导体组合而成。根据半导体组合方式的不同，三极管可分为NPN型和PNP型两种。 无论是NPN型三极管还是PNP型三极管，它们均有3个区，即基区、集电区和发射区。这3个区分别引出3个引脚，即基极B、集电极C和发射极E。这3个区的交界处有两个PN结，即集电结和发射结。 2．三极管的电流放大作用 三极管的电流放大作用是由其内部载流子从发射区到集电区的运动体现出来的。为了保证载流子能够做这样的定向运动，三极管除了需要满足一定的内部结构条件之外，还需要保证外加电源的极性，使发射结正偏，使集电结反偏。 【点拨】 三极管图形符号中的箭头表示当发射结正偏时，发射极中电流的实际方向。 ✈【教师】通过多媒体展示“三极管电流放大实验电路”图片（详见教材），并介绍相关知识 三极管的电流放大作用可通过三极管电流放大实验电路来分析。在该电路中，将电源的正、负极分别接三极管的基极B和发射极E，将电源的正、负极分别接三极管的集电极C和发射极E，这样就可以在三极管的发射结施加正向偏置电压，在集电结施加反向偏置电压。此时，调节电位器，则基极B中的电流、集电极C中的电流和发射极E中的电流都将发生变化，它们的测量数据如表5-6所示。 ✈【教师】通过多媒体展示“三极管电流放大实验电流测量数据”表格，介绍相关知识 表5-6 三极管电流放大实验电流测量数据 /mA 0 0.010 0.020 0.040 0.060 0.080 /mA 0.001 0.485 0.980 1.990 2.995 3.995 /mA 0.001 0.495 1.000 2.030 3.055 4.075 由表5-6可得出以下结论。 （1）三极管各电极电流的关系满足，其中。该结果符合基尔霍夫电流定律，即流进三极管的电流等于流出三极管的电流。 （2）与的比值基本为定值，当增大时，基本上也成比例地增大。该比值称为直流电流放大系数，用表示。可以表征三极管的直流电流放大能力。 （3）和的比值基本为定值，的较小变化可使出现较大变化。该比值称为交流电流放大系数，用表示。可以表征三极管的交流电流放大能力。 5.1.2 三极管的伏安特性 ✈【教师】组织学生观看“三极管的伏安特性”视频（详见教材），让学生对相关知识有一个大致地了解 三极管的伏安特性分为输入特性和输出特性两部分，它们均可通过伏安特性曲线来分析。 1．输入特性 当为常数时，输入电路（基极电路）中与之间的关系曲线即输入特性曲线。 当时，集电极与发射极短接，三极管相当于两个二极管并联，即外加在并联二极管上的正向偏置电压，三极管的输入特性曲线与二极管的正向特性曲线相似。 当时，三极管的输入特性曲线右移，这是因为此时集电结已反偏，其内电场已足够大，可以把从发射区进入基区的绝大部分电子收集至集电区。由于此时即使再增加，只要不变，也不再明显减小，因此三极管的输入特性曲线可近似合为一条曲线。在相同的下，时的比时的小。 【点拨】 三极管也存在阈值电压，只有当发射结外加电压大于阈值电压时，三极管才会产生基极电流。一般情况下，硅三极管的阈值电压约为0.6 V，锗三极管的阈值电压约为0.2 V。 2