三极管串联型稳压电路的教学案例

三极管串联型稳压电路的教学案例（精选8篇）

篇1：三极管串联型稳压电路的教学案例

三极管串联型稳压电路的教学案例

1.知识目标：运用所学的三极管放大知识、并联型稳压电路知识解决实际需求问题；

2.能力目标：通过教师、同学及互联网的帮助，感受实际工作中仿真软件的作用，锻炼学生发现问题的能力，提高学生组织能力、交往与合作能力、学习操作技能；

3.教育目标：培养学生实际操作能力，以及与同伴合作交流意识和能力，加强团队合作；

1.让学生了解三极管放大的条件；

2.综合运用已学知识解决电路实际问题；

3.熟练所学的软件，利用仿真技术解决实际问题；

1.学生综合运用已有知识来解决问题的能力；

2.分工合作完成测试项目；

3.电路制作的创新能力；

台计算机；

软件1套；

台亚龙-135实训台；

1.学习者分析

学生学习该项目之前已经掌握了Multisi7软件的基本操作，能够较熟练使用进行电路仿真。

2.教学理念和教学方式

教学是师生之间、学生之间交往互动与共同发展的过程。电子技能训练教学，紧密联系学生的实际掌握知识情况及社会需求。采用项目教学法，教师可以利用自身的优势，成为学生的知识传播者、问题情境的创设者、尝试点拨的引导者、知识反馈的调整者。学生是学习的主人，在教师的帮助下，小组合作交流中，利用动手操作探索，发现新知识，自主学习。

篇2：三极管串联型稳压电路的教学案例

图8-10所示是典型的串联调整稳压电路。电路中，VT1是调整管，它构成电压调整电路；VD1是稳压二极管，MAX3815CCM+TD它构成基准电压电路；VT2是比较放大管，它构成电压比较放大器电路；RP1和R3、R4构成取样电路。

1．直流电路分析

从整流和滤波电路输出的直流电压+V加到调整管VT1集电极，同时经电阻Rl加到VT1基极和VT2集电极。

VT1发射极输出的直流电压通过R2加到VD1上，使VD1处于导通状态，R2是稳压二极管VD1的限流保护电阻。

R3、RP1、R4构成分压电路，RP1动片输出电压为VT2基极提供正向偏置电压的同时，稳压电路直流输出电压“的大小波动变化量也通过R3、RP1、R4取样电路，由RP1动片加到VT2基极。

2．稳压原理分析

由上述电路分析可知，当稳压电路直流输出电压增大时，通过电路的一系列调整，使稳压电路的直流输出电压Uo下降，达到稳定直流输出电压的目的。

同理，由于某种因素使稳压电路的直流输出电压醮下降时，VT2基极电压下降，VT2集电 极电压在升高，VT1基极电压升高，使VT1发射极电压降升高，使稳压电路的直流输出电压瓯 升高，从而达到稳定输出电压Uo的目的。

3．直流榆出电压调整电路分析

串联调整稳压电路输出的直流工作电压Uo的大小是可以进行连续微调的，即可以在一定范围内对直流输出电压的大小进行调整。

关于串联调整稳压电路直流输出电压调整电路的工作原理主要说明如下。

电路中，电容Cl、C2和C3是滤波电容，其中电容C2与调整管VT1构成了电子滤波器电路。

4．电路分析小结

篇3：三极管串联型稳压电路的教学案例

在多年的教学实践中, 笔者摸索出上好本课题的几个关键点:首先, 教师要充分备课, 定好教学目标, 做好教材的组织和处理;其次, 教师在课堂上的教学方法要灵活多样, 充分发挥教师的主导作用和学生的主体作用;然后, 精心设计作业题, 既能起到巩固新知识的作用, 又能满足各层次学生的要求。

一、充分备课是必要的前提

充分备课是每位教师上好课的前提。考虑到学生的知识基础和能力水平有差异, 我在教学目标上划定了三个层次:较差的学生———只要能按部就班地分析稳压原理, 计算输出电压的调节范围;中等的学生———还要能说出分析的依据;较好的学生———对该电路的分析除了知其然也知其所以然之外, 还要能触类旁通, 并且能进行故障排查。从而为今后专业课的学习和技能训练打下一个良好的基础。

二、采用灵活多样的方法来实施教学过程

针对本教材的内容特点和学生的实际情况, 笔者结合新的教学理念, 师生互动, 集思广益。“授之以鱼不如授之以渔”、“教是为了不教”, 引导学生基本掌握自主探究法、迁移知识法和小组合作法。

(一) 复习旧知识要为新知识作准备

课前复习:稳压管并联型稳压电路的特点;电阻串联分压的公式;三极管工作在放大区时的管压降与发射结电压之间的关系等是十分必要的。它即能为新知识服务, 又能为顺利进入新教学做铺垫。

(二) 新课的突破要讲究方法

1. 化复杂为简单, 补充介绍组成框图。

因为本电路原理较复杂, 如果按教材一开始就介绍具体的电路图, 这样必然会增加学生学习和理解的难度, 打击了学生的学习积极性。考虑到学生由浅入深、由外到内的认知过程, 我先补充介绍了该电路的组成方框图及各组成部分的作用, 为介绍具体电路图做好了充分的准备。

2. 利用直观启发法、小组竞赛法来分析电路图。

利用多媒体同时向学生展示电路图 (如图2示) 和组成方框图 (如图1示) 。启发学生将具体电路图与组成方框图进行直观比较, 结合各组成部分的功能及它们的位置关系, 分小组讨论、抢答电路中各元器件的作用。最后老师来归纳总结。这样, 能充分地发挥两“主”作用, 有利于实现教学目标。

3. 利用举例分析法和迁移知识法突破难点。

稳压原理是该教材的重点又是难点, 为了更好地突破难点, 满足各层次学生的要求, 我采用了以下两种方法来介绍稳压原理。

方法一、举例分析法。利用学生的模仿能力较强的特点, 我先假设由于电网电压Ui增大或负载电阻RL变大引起输出电压变大, 引导学生根据三极管的放大性能逐步分析出稳定输出电压的全过程, 并以信号流程的形式体现出来。

然后, 让学生来分析当电网电压减小或负载电阻变小引起输出电压变小时的稳压过程。

方法二、迁移知识法。先复习射极输出器中引入的反馈类型 (深度电压负反馈) , 然后提醒学生仔细观察电路图中调整管的连接方式, 原来调整管恰好构成了一个射极输出器, 进而明白:串联型稳压电路正是利用深度电压负反馈来进行稳压的。进一步培养了学生迁移知识的能力。

4. 利用直观演示法分析输出电压的调节范围。

先给学生演示示教电路板 (电压表接在电路的输出端) , 并提醒他们注意观察输出电压的变化规律。然后, 引导学生结合电阻分压公式, 推导出输出电压的调节范围的计算公式。

最后, 举例分析, 加深印象。同时进一步强化了学生的有意观察能力, 培养学生用所学知识来解决实际问题的能力。

5. 利用迁移知识法推导调整管的选择。

引导学生根据三极管的极限参数, 结合串联型直流稳压电路的实际情况, 推导出调整管的选择依据。同时, 进一步强化了学生迁移知识的能力。

(三) 采用设问的方式总结全文, 深化教学目标

串联直流稳压电路由哪些部分组成?它是如何稳压的?你能计算出输出电压的调节范围吗?通过本节课的学习, 你们有什么收获?

三、针对本节课的特点设计作业题, 检验目标

精心设计作业题, 既能起到巩固新知识的作用, 又能满足各层次学生的要求, 激发学学习和解题的兴趣。为此, 我布置了如下两道题:

1.习题册P82分析计算题的第2题。这道题是本次课主要知识点的应用, 具有很好的代表性, 适合各层次学生做。

2.补充思考题:请问当输出电压调不大、调不小或固定不可调时, 可能是哪些元器件出现了故障?这道题有一定的难度, 请有兴趣的学生分析思考, 以体现教学目标的层次性。

篇4：探讨开关型稳压电源的电路设计

【关键词】开关型 直流稳压电源 探究 电路设计

【中图分类号】G64【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）04-0163-02

在电力电子技术的不断发展与技术革新下，开关型直流稳压电源以其自身的工作表现与其可靠性成为我国电力系统中广泛使用的一种设备。在实际应用中，开关型直流稳压电源自重轻，工作内故障低，工作效率高，且其性价比占优势，并具有功耗晓得良好表现。相比于其他开关型电源，开关型稳压电源应用范围广，竞争力强，特别是对于粒子加速器等电源应用范围来说，开关型稳压电源具有着良好的专业性与稳定性。通过对于开关型稳压电源的技术标准研读与相关的影响因素分析，目前此类技术研究区域人员都是采用移相控制桥来对DC/DC变换小信号模式进行开关型稳压电源的电路设计。

1.对于动态小信号模型的相关阐述

对于动态小信号模型来说，不同的模型选取进而得到的设计结果都会存在差异。所以，在模型的选取上，应根据其实际情况进行分析与配置。对于开关电源来说，其本质是作为一个非线性的控制对象在进行工作，如果要对其进行成功的设计与分析，那么在进行指导建模时，应以近似建立在其稳态时的小信号扰动模型为依据。这一思路一方面取决于小信号扰动模式稳态时具有与设计目标相近的工作表现；另一方面也是由于这样的模型对于大范围扰动时的拟态不够精准，会造成相应结论的误差或偏差。基于此，以小信号扰动模型来进行开关型稳压电源的电路设计是保证其最终设计结果满足设计要求的必要条件。

2.开关型稳压电源的相关性能指标

2.1性能指标之稳定性。通过相关数据与实践结果研究表明，在不同的开关型稳压电源系统设计下，会产生不同程度的鲁棒性。而在暂态特性方面，其表现也会相应提高。但对于直流新稳压电源来说，其系统下对于增益余量的要求是大于或等于40dB，对于相位余量的要求则是大于或等于30dB。

2.2性能指标之瞬间响应指标。当开关电源处于非稳定状态下，由于其所受的干扰，输出量会出现相应的抖动现象。且其抖动量会随着其干扰而变化，当干扰停止时，则其最终也会回到稳定值，基于此，在对开关型稳压电源进行这方面的性能指标确定时，是以过冲幅度与动态恢复时间的长短来衡量其系统的动态特性的。在此定义下，瞬态响应指标内容主要是表现为，如果穿越频率越高，则其系统恢复到动态平衡点的时间就越短，另一方面，系统在干扰情况下所表现的过冲幅度与其相位余量呈相关性。

2.3性能指标之电源精度。在电源精度方面，其控制要求严格，一般其最终的电源精度误差需要控制在设计目标的1‰以下，且其纹波不得在1‰以上。考虑到纹波自身的分类有高频与低频两种，而这两种纹波是基于开头频率表现的。如高频纹波就是受到开头频率的影响，必须通过滤波器进行控制。而低频纹波则是受到电网波动的影响，必须通过系统的负反馈来进行控制。

3.关于开关型稳压电源的电路设计

3.1关于系统下的补偿网络与相关相关设计应用。目前来说，对于开关型直流稳压电源系统来说，其补偿网络是通过PI或者PID的算法来设计与制作的。也就是说，PI调节器的主要作用是对抗高频纹波影响，也就是提高系统对于高频干扰能力的抵抗性，但对于PI调节器来说，动态性差的缺点是无法忽视的。目前来说，实际应用中通过引入微分算法后可以有效提高系统的响应速度。但其缺点也显而易见：一方面是由于零点的大量引入直接造成系统对于高频信号的敏感度大幅度提高，放大器在此情况下，很容易产生堵塞现象；另一方面则是当开关纹波的放大倍数得到增大时，放大器也会随之进入非线性区，这结果只会造成整个系统的不稳定。目前来说，对于这些缺陷是以超前滞后的方法来进行补偿的。

3.2关于开关型稳压电源的电路设计原理

3.2.1理想性技术指标如下：（1）输入交流：电压220V（50—60Hz）；（2）输出直流：电压5V，输出电流3A；输入交流电压在180—250V区间变化时，输出电压相对变化量应小于2%；（4）输出电阻R0<0.1欧；（5）输出最大纹波电压<10mv。

3.2.2关于开关型稳压电源的基本工作原理。当线性自流稳压电源处于低频率工作状态下时，那么调整管的工作由于其体积大，则其效率相应低，但当其调整管工作处于开关状态下时，那么其的工作表现就为体积小，效率高。

3.3开关型稳压电源的电路设计探究。从以上论述可以看出，开关型直流稳压电源系统其低功耗的特点是由于晶体管位于开关工作状态下时，对于功率调整管的功耗要求低。特别是对于理想状态下的晶体管来说，当其处于一种截止状态时，晶体管所经过的电流为0，相应的功耗也就为0；另一方面，由于开关型稳压电源系统的穿越频率较高，所以对于电路的动态响应速度得以提高，而且整个系统的响应速度不受低通滤波器的影响；另外，相对于直流470V的电压来说，并环穿越频率远未达到这一频率，输出只为48V，特别是其电压稳定性方式，经过测试，其低频纹波稳定率都在0.996以上，完全满足了设计要求。

4.结语

综上所述，在进行开关型稳压电源的电路设计时，小信号的模型选择是关键点。为了进一步提高开关型稳压电源系统的稳定性，超前滞后网络补偿原理有效地弥补了精度电源的纹波限制高的问题。通过实践也表明，开关型稳压电源的适用性非常强，必将为人们生活提供更好的服务。

参考文献：

[1]汤世俊.浅谈高性能开关型直流稳压电源[J].学术探讨，2011，（10）.

[2]樊思丝.高性能开关型直流稳压电源的设计探究[J].企业技术开发，2011，（03）.

[3]王滔.开关型稳压电源[J].科技风，2012，（11）.

作者简介：

篇5：三极管串联型稳压电路的教学案例

串联反馈型晶体管稳压电路中含有的元器件种类繁多, 把他作为我们研究问题的对象, 使得研究结果具有普遍性。串联反馈型晶体管稳压电路如图1所示。图中, undefinedi为电网电压经变压、整流、滤波后的输出电压值;VT1为调整管, VT2为放大管, VD为稳压管, 内阻为r。假设, VT1的参数为rbe1, β1;VT2的参数为rbe2, β2。

根据电路图可知电路有5个独立节点, 输入为节点1, 输出为节点5, 其余节点按顺序标于图中。

根据放大电路导纳矩阵的建立方法, 可以对此电路建立计算模型。

(1) 首先去掉晶体管VT1和VT2, 写出剩余部分电路的导纳矩阵。

undefined

(2) 按电路中的实际编号, 写出晶体管VT1和VT2的节点导纳矩阵。

undefined

(3) 将YVT1, YVT2按他的元素所在的行、列位置“对号入座”地补入Y0中, 得到串联反馈型晶体管稳压电路的节点导纳矩阵:

undefined

此导纳矩阵即是用来描述串联反馈型晶体管稳压电路的数学模型。对于稳压电源而言, 我们所关心的是稳压电源的输出电压是否恒定、输出电阻是否很小、稳压系数是否很小。有了稳压电源的数学模型, 下一步的问题就是如何对数学模型进行求解。

2 串联反馈型晶体管稳压电路性能指标的求解

2.1 串联反馈型晶体管稳压电路性能指标的求解

对于直流稳压电路来说, 可以假设有两个外加恒流源电流, 分别记为undefinedω1和undefinedωn, 方向以从外节点流入为正。这样整个电路的方程组包括反映信号源和负载的方程各一个。由于对外只有两个节点, 可以用两个方程来描述, 再考虑外加恒流源和支路电流关系的两个方程, 总共6个方程来描述。利用直流稳压电源的节点导纳矩阵, 可以得到端口方程:

undefined

由于稳压电路有公共点, 所以可以求得节点电压列向量:

undefined

则有:

undefined

式中, Δ为稳压电路节点导纳矩阵的行列式;Δ11为此导纳矩阵中位于第1行第1列的元素所对应的代数余子式;Δn1为此导纳矩阵中位于第n行第1列的元素所对应的代数余子式;Δ1n为此导纳矩阵中位于第1行第n列的元素所对应的代数余子式;Δnn为此导纳矩阵中位于第n行第n列的元素所对应的代数余子式。

由图1可知undefined, 并代入式 (6) , 得:

undefined

再加上负载方程:

undefined

有了三个方程就可以确定稳压电源的质量指标。

2.2 稳压电源的稳压系数

将式 (7) 代入式 (8) 得到undefined再代入式:

undefined

式中, Δ11, 55为双重代数余子式, 含义为去掉导纳矩阵的第1行第1列和第5行第5列后剩下的那部分元素构成的行列式的值。

将undefined代入式 (7) 得到:

undefined

由式 (9) 和式 (10) 可以得到稳压系数的解析式:

undefined

若负载开路, 稳压系数为:

undefined

2.3 确定稳压电源的输出电阻

求输出电阻时, 负载应该开路 (RL=∞) , 输入端的信号源若为定势源时, 视信号源处短路undefined, 但保留Rs) ;若为恒流源时, 视信号源处开路undefined, 但保留Rs) 。由输出端加电压undefineds, 得到电流undefineds, 于是可求得输出电阻为:

undefined

反映这种情况的方程组为:

undefined

从中消去undefined1, undefined1即可得稳压电源的输出电阻的解析式:

undefined

若信号源内阻Rs=0, 则:

undefined

式 (11) 和式 (13) 就是描述稳压电路质量指标的解析式, 从而作为求解稳压电源的质量指标的依据。对于直流稳压电源来说, 只要建立形如式 (3) 的节点导纳矩阵, 并计算出他的行列式以及相应的代数余子式Δ, Δ11, Δ15, Δ55, Δ11, 55, 代入式 (11) 或式 (12) 以及式 (13) 或式 (14) , 就可以求出稳压电路的稳压系数及输出电阻。

3 参数变化和电路结构的改变对稳压电源性能指标的影响

用以衡量稳压电源稳压特性的指标是质量指标。在电子线路中常用的质量指标有稳压系数输出电阻和纹波电压等。对于稳压电源来说, 稳压电源的输出电压越稳定、输出电阻越小、稳压系数越低, 稳压电源的稳压效果就越好。通过对稳压电源的分析, 根据不同的需要可以采用不同的方法来改变相应的质量指标。下面针对几种不同的方法给出相应性能指标的解析式。

3.1 参数变化对稳压电源性能指标的影响

造成电路参数变化的原因大致有两种:第一种是自然条件发生变化引起的。常见的有环境温度的变化, 会造成晶体管输入电阻rbe、电流放大系数β等发生变化, 势必会造成晶体管节点导纳矩阵中的元素值发生变化;第二种是人为因素造成的, 比如改变电阻值, 更换晶体管等, 也会改变晶体管节点导纳矩阵中相应的元素值。这两种情况, 仅仅是改变了放大电路导纳矩阵中的某些元素的值, 并不会改变放大电路的节点数。在分析参数变化对稳压电源性能指标的影响时, 可以采用相关的解析式求得相应的数值和参量变化后性能指标的相对变化率。

在此以更换调整管为例, 说明其对稳压电源的性能的影响。为了提高稳压电源的输出电流, 我们可以采用大功率的晶体管作为稳压电源的调整管。此时电路的节点数不发生变化, 放大电路的附加矩阵Yδ就是调整管的节点导纳矩阵YVT1, 既有:

undefined

式 (15) 中的行号、列号b, c, e应分别与晶体管的基极、集电极和发射极在稳压电源中的实际编号相对应。对于图1所示的串联型直流稳压电源来说, b, c, e分别对应于节点2、节点1和节点50, 在式 (15) 中, 他的二阶及二阶以上的高阶子式的行列式都为零, 只有6个一阶子式为非零值, 可以找到由Yδ造成的相应代数余子式的增量值:

undefined

其中, Δij, (b+e) (b+e) 为在Y矩阵中, 去掉第i行第j列, 把第b行加到第e行上, 然后去掉第b行第b列构成的累加代数余子式;Δij, (c+e) (b+e) 为在Y矩阵中去掉第i行第j列, 把第c行加到第e行上, 把第b列加到第e列上, 然后去掉第c行第b列构成的累加代数余子式。

有了式 (16) , 可以得到更换晶体管之后对稳压电源性能指标造成的影响:

(1) 稳压系数

undefined

(2) 输出电阻

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3.2 电路结构的改变对稳压电源性能指标的影响

为了改善电子电路的性能, 可能需要添加一条支路, 或者把原有的某条支路改变接点的位置, 或者插入某个环节, 或者将两个节点短路等, 这都使得电路结构发生一定的变化。这种变化不仅改变了导纳矩阵中元素的位置, 甚至会扩大或缩小导纳矩阵的阶数。为了方便分析问题, 假设放大电路的节点数不变, 从而研究电路结构发生某种变化对稳压电源性能指标产生的影响。

3.2.1 在不同节点处加接电容对纹波系数的影响

对于图1所示的串联反馈型晶体管稳压电路, 为了减小纹波系数, 常采用对地跨接一个大电容的方法来实现。至于这个电容的容值有多大, 接在哪个节点上, 我们要经过理论计算和实际物理实验加以验证并得到确定。下面针对此电路, 求解在不同的节点处跨接相同电容的情况下的纹波系数的解析式。

(1) 在i=2, k=0处跨接电容C1, 此时附加矩阵为:

undefined

有undefined, 式中Δ11, Δ15由Y求得, 而:

undefined

其中, Δ11, 22为在Y中去掉第1行第1列, 第2行第2列剩下的代数余子式;Δ15, 22为在Y中去掉第1行第5列, 第2行第2列剩下的代数余子式。由此, 可求得在节点2对地加入电容C1后的纹波系数:

undefined

(2) 在i=3, k=0处跨接电容C2与在i=4, k=0处跨接电容C3。

此时, 附加矩阵分别为:

undefined

比较3种情况下的纹波系数, 选择值较小的哪种即可。

3.2.2 在不同节点处加接电容对输出电阻的影响

有undefined

(1) 在i=2, k=0处跨接电容C1, 由Y求得Δ和Δ55, 而:

Δundefined=jωC1Δ55, (2+0) (2+0) =jωC1Δ55, 22

Δδ=jωC1Δ (2+0) (2+0) =jωC1Δ22

由此可求得在节点2对地加入电容C1后的输出电阻:

undefined

(2) 在i=3, k=0处跨接电容C2与在i=4, k=0处跨接电容C3。

同 (1) 道理, 可求得此时的输出电阻分别为:

undefined

比较3种情况下的输出电阻, 选择值较小的那种即可。

参考文献

[1]汪蕙, 王志华.电子线路的计算机辅助分析与设计方法[M].北京:清华大学出版社, 1996.

[2]王增福, 李涎, 魏永明.新编线性直流稳压电源[M].北京:电子工业出版社, 2004.

[3]康华光.电子技术基础模拟部分[M].4版.北京:高等教育出版社, 1999.

[4]童诗白.模拟电子技术基础[M].2版.北京:高等教育出版社, 1988.

[5]沈尚贤.电子技术导论[M].北京:高等教育出版社, 1986.

篇6：三极管串联型稳压电路的教学案例

关键词：半导体；三极管电路；教学研究

一、基于概念对教学思路进行规划

针对半导体三极管模拟电子学教学的概念相对比较多，因此在教学过程中要结合概念对教学思路进行规划。具体的根据双机型三极管来进行教學规划，首先了解制作三极管的目标，实现信号的具体传输处理、电子开关掌握、逻辑性电路运算、能量的转换等。三极管实现以上目的主要是因为其结构特点，其次教师应该在教学的过程中引导学生理解三极管静态与放大区小信号环境中的控制与理解，同时理解为什么要对三极管中的频率特征等问题进行分析，能够实现怎样的意义，只有掌握了这些才能够了解三极管的基本概念。

二、教学实现理论与实践的结合

通过对三极管教学概念的理解后，需要在教学中实现对理论与实践的有效结合，当然在教学的过程中一定要有针对性地去解决理论性问题，通过解决实际的问题来吸引学生的兴趣，例如教师在教学的过程中可以通过进行一些模拟的实验，模拟电子的基础实验需要利用一些硬件与软件的仿真结合来实现，这个时候教师可以利用实验来要求学生进行理论课程的理解，然后对每一个知识点在课程中的比例来设定一定的分数，帮助学生更好地理解三极管的知识点。其次需要在理论课程教学的过程中，一定要对一些应用性的例题进行系统的讲解，例如在信号测试的应用中针对滤波器的应用向学生做一些拓展的讲解，同时让学生在实际的试验中感受光电流对滤波器的影响，通过一系列的讲解实践之后学生对三极管的电路问题就有了自己的理解，因此一定要实现对理论与实践知识的结合，从而在半导体三极管电路教学中实现系统性。

由于文字性表述本身的枯燥性，学生往往不会认真阅读，或者即便阅读也很少真正对其进行思考，这时就需要教师帮助学生对教材的要求进行分析，有意识地通过在实验活动开展前设置问题等方法强化实验目的，让学生带着问题进行实验操作，从而提高实验教学的实效性。如在“半导体三极管电路”的实验中，影响实验的因素很多，老师在实验的过程中应该向学生系统地讲解每一个可能出现的问题。在学生实验的过程中，受到此类因素的影响导致实验结果与教材定论不一致时，教师应积极帮助学生进行分析，对学生的实验结果作出一个科学合理的解释，让学生对自己的实验结果与定论不一致的现象有一个全新的认识。

三、加强辅导，提高学生的自学能力

以往的教学过程，教师对于一些实操性教学的后期辅导问题相对不太重视，经过了实践的推敲，发现对像三极管这类的电路实操性的教学一定要注意教学活动后的辅导，实现对教学课程的落实，例如教师在三极管实操教学的过程中可以选两名学生作为助教，帮助老师及时反映学生的课后问题，同时根据实际的情况进行针对性的辅导，提高学生对电路问题的学习与研究，只有这样才能够保证教学任务的完成，同时帮助学生了解实验教学的目的后，才能促使学生更为周密地掌握实验活动的细节，但在实践教学的过程中，学生由于自身的观察、分析问题的能力的限制，常常会发生被实验现象吸引，偏离既定实验目的的现象，这就要求教师应当结合教材内容，按照实验的步骤，帮助学生设计正确的实验流程和步骤，确保学生熟悉试验活动的目的，以保证实验活动的顺利进行。

半导体三极管电路教学是一个实操性特别强的课程，因此在教学的过程中一定要加强对理论与实践的结合，同时帮助学生认识教学中存在的问题。

参考文献：

卢建兵.探究式教学在中专模拟电路中的设计与实践[J].西北师范大学，2012（11）.

篇7：三极管串联型稳压电路的教学案例

在集成电路中, 常常需要一个理想的恒流源, 为各级电路提供合适的偏置电流;或作为有源负载取代高阻值的电阻[1]。恒流二极管作为一个新型电子元器件, 具有电流恒定, 动态阻抗大, 电流温度系数好, 静态功耗低等特点, 可以作为一个较理想的恒流源使用。目前, 在电路设计中, 恒流二极管的应用都是将其作为分立元件, 与电路其他部分组成构成某个功能的电路。而本文的工作就是将其集成在电路中, 进行设计应用。

1 电路兼容

1.1 基本共集放大电路

图1 (a) 所示电路是一个基本共集放大电路 (射极跟随器) , 其中Re作反馈电阻, 当IC变大时, 通过Re的电压增大, 使得UBE减小, 导致基极电流IB减小, IC也随之减小, 最后IC不变。反之, 当IC减小时, 也能通过Re的调节, 使IC不变[1]。用恒流二极管取代Re, 将使电路性能发生如下变化:

(1) 电流恒定, 不会破坏静态工作点。增大了反馈电阻的阻值, 反馈增强, Q点的稳定性增强。

(2) 由于Ri=Rb+rbe+ (1+β) Re, 分析可知Re越大, 电路的输入电阻就越大, 从信号源获取电压的能力就越强[2]。

1.2 具有恒流源的差分放大电路

在半导体电路中, 半导体器件参数会随温度的变化而变化, 最终导致输出电压产生漂移。抑制温度漂移, 一般可以在电路中引入直流负反馈, 如上面所述;也可以采用差分放大电路来进行补偿。对于差分放大电路, 我们需要放大差模信号, 抑制共模信号, 即需要共模抑制比大[3]。也就是说, 我们需要Ac=0, Ad尽可能大。在图2 (a) 所示的电路, 恒流源部分的作用就是稳定工作点, 增大共模抑制比, 因此需要它的等效电阻越大越好。用恒流二极管取代恒流源部分之后:

(1) 静态工作点不会被破坏;

(2) 恒流二极管动态电阻大, 等价于在T1, T2管的发射极接了一个大电阻, 这个大电阻对共模信号的负反馈作用很大, 所以AC=0, KCMR=∞。另外, 恒流二极管的动态电阻大, 解决了集成电路不易制作大电阻的难题;

(3) 以前是3个电阻和1只晶体管, 现在只需要一个CRD器件, 电路结构简单;芯片面积减小, 成本降低, 集成度增大。

1.3 μA741通用集成运算放大器

μA741是常见的通用集成运算放大器之一, 主要由四部分组成:输入级, 采用共集-共基互补复合管作差分输入级[4];中间放大级, 采用共集-共射结构作放大级;偏置电路, 为整个电路提供电流偏置;输出级, 互补射极跟随器, 推挽输出, 并加了过流保护。分析该电路, 知道共有五部分是恒流源, 这五部分共用了24只晶体管, 10个电阻。可见, 电路结构复杂, 浪费大量芯片面积。与恒流二极管兼容制造后:

(1) 只需用6个简单的恒流二极管, 就可以使晶体管数目从24减小到9, 电阻个数从10减小到4, 电路结构简化了很多;

(2) 输入级电路就是上述的差分放大电路, 由上面分析知, 由于共模负反馈作用增强, 因而共模抑制比进一步增大;

(3) 输入级电路采用恒流二极管作偏置, 可以得到很大的输入电阻, 而不必采用共集-共基互补复合管;

(4) 电路结构简单, 便于集成在其他电路中, 集成度增大, 减小芯片面积, 降低生产成本。

2 结束语

本文用一种新的思想———将恒流二极管兼容制造在双极型集成电路中, 并从电路结构和性能的角度进行了综合分析。可以发现, 这种电路的制造可以使电路结构复杂度大大降低, 电路性能更好。

参考文献

[1]Tong Shibai, Hua Chengying.Analog Electronic Technology[M].Beijing:Higher Education Press, 2006:111-164.童诗白, 华成英.模拟电子技术基础[M].北京:高等教育出版社, 2006:111-164.

[2]Xie Shi, He Ping.The Discussion about the Basic Amplifying Circuit Output Resistance[J].Journal of EEE, 2010, S2:20-22+26.谢实, 何凭.关于基本放大电路输出电阻的讨论[J].电气电子教学学报, 2010, S2:20-22+26.

[3]Liu Lishan.Differential Amplifier Circuit with Constant Current Source Performance Analysis[J].Electronic Teaching, 1997, 01:34-36+66.刘立山.具有恒流源的差动放大电路性能分析[J].电工教学, 1997, 01:34-36+66.

篇8：三极管串联型稳压电路的教学案例

经过研究分析, 提出了空压机控制电路改进方案, 具体方案为在空压机的接触器控制触点电路中增加单向控制元件, 使得空压机干燥器反吹电磁阀工作电路在动车组三相400V电路无输出时不得电。为此, 选定了普通整流肖特基二极管作为单向控制元件, 同时为保证单向控制元件的可靠性, 考虑到动车组高压电路系统中的异常蹿入的浪涌电压, 选定了硅雪崩二极管作为普通整流肖特基二极管的过电压防护元件。

电路改造前后示意如图1和图2所示。

根据空压机工作电路参数 (IF (AV) 应大于5A, VRRM应大于800V) , 选定了美国威士的P600M型号产品, 其VRRM为1000V, IF (AV) 为6A。参考硅雪崩二极管在铁路行业的应用业绩, 选定型号为TSAD-150的硅雪崩二极管。此元件的性能优异, 具有8µs/20µs (波前时间8µs, 半峰值时间20µs) 和10µs/1000µs (波前时间10µs, 半峰值时间1000µs) 多重波形电浪涌的防护能力, 反应时间较快 (10s) , 7mA击穿电压大于75V, 使用温度为-40℃~85℃。

通过国内某大学电磁兼容实验室对TSAD-150硅雪崩二极管测试, 结果表明此元件能够顺利通过2000V、4000V的浪涌电压测试, 同时在向被测设备两端施加幅度为±6000V的浪涌信号时, 待被测设备冷却后其性能仍可恢复正常。典型测试结果如图3所示。

在对动车组的空压机控制电路进行改进后, 空压机动作符合设计要求, 空压机干燥器的反吹电磁阀电路与空压机工作电路关联同步, 其干燥器反吹电磁阀仅在空压机工作时得电排风, 有效解决了动车组因空压机干燥器反吹电磁阀异常排风导致管网风压异常降低的问题。同时, 由于逻辑控制电路中增加的硅雪崩二极管的可靠防护性能, 至今动车组已运用考核了近2年时间, 电路改进所增加的硅雪崩二极管及普通整流肖特基二极管均无故障发生, 空压机运行正常。

参考文献

[1]王宁.瞬态电压抑制器的应用[J].电源技术应用, 2001, 4, (5)

[2]百度百科.浪涌电压抑制器[EB/OL].http://baike.baidu.com/view/1523078.htm