苏教2003课标版《三、数字集成电路》新课标优质课教案设计

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1.以“小组试验”的方式，先从理论上了解晶体三极管的开关特性

2.使用电子百拼搭接电路图，让学生通过具体试验来理解晶体管的开关特性。

（三）情感态度价值观

1.以“小组的试验”的方式设计和搭接晶体管开关特性电路图，进一步培养学生的创新思维，提高学生动手实践的能力，增强其合作意识。

2.通过“做中学”的方式，提高学生学习电子控制技术的热情。

二、教学重点

了解晶体三极管的开关特性及其在数字集成电路中的应用。

三、教学难点

了解晶体三极管的开关特性及其在数字集成电路中的应用。

四、教学过程

这节课我们来一起学习电子控制技术第三章第三节的内容——数字集成电路。在学习新课之前，我们先来回顾几个基本概念。

（一）导入部分——概念回顾

1.数字信号的优点: 容易处理、处理精度高、便于记录保存。

2.数字信号是用数字电路处理的，数字电路最基本的单元是门电路。

数字电路从最早的电子管时代发展到我们现在的集成电路时代，那么数字集成电路是怎么工作的？数字集成电路是用来干嘛的？什么是数字集成电路？今天我们来一起学习一下。

（二）数字集成电路

（教师讲解）1. 数字集成电路是基于数字逻辑设计和运行的，用于处理数字信号的集成电路。根据集成电路的定义，可以将数字集成电路定义为：将元器件和连线集成于同一半导体芯片上而制成的数字逻辑电路或系统。根据数字集成电路中包含的门电路或元器件数量的多少，可将数字集成电路分为小规模集成（SSI）电路、中规模集成MSI电路、大规模集成（LSI）电路、超大规模集成VLSI电路、特大规模集成（ULSI）电路和巨大规模集成电路（GSI，Giga Scale Integration）。

简单的说就是：数字集成电路是有很多元器件组成的用来处理数字信号的。在数字电路中，用电平的高、低来代替逻辑1和逻辑0。不同类型的逻辑电路，其高、低电平的电压值有不同的界定规则。

（三）晶体三极管的开关特性

1.机械开关的门电路

师生互动：如图所示用电阻和开关构成的电路中，开关闭合，开关所呈现的电阻为0，使得开关两端的电压也就是输出电压为0，输出低电平；反之，若开关断开，因为电阻R上没有电流流过，R上的电压为0，所以输出电压等于电源电压，即输出高电平。因此，用开关可以实现高、低电平，这是构成门电路的基础。

2.电子开关的门电路

师生互动：门电路中的开关不能使用机械开关，因为机械开关不仅体积大、寿命短、操作不方便，而且开关的速度低。在现代高速电子控制系统中，开关每秒可能要开合上亿次，机械开关是绝对无法胜任的，必须使用电子开关，即用晶体管、晶闸管、继电器或MOS管(金属氧化物半导体场效应管)做成的开关。如图就是用晶体三极管代替上图中的机械开关得到的电路。

教师讲解：

以NPN型晶体管为例。晶体三极管T的基极b起到控制的作用，集电极c及发射极e形成开关两个端点，由b极来控制其开闭。c、e两端的电压即为开关电路的输出电压V0。当输入电压V1为高电平时，发射结和集电结都处于正向偏置状态，三极管处于饱和状态，相当于开关闭合，这时集电极发射极之间的电压Vce≈0，即输出低电平，而集电极电流ic≈VCC/RC。当输入电压V1为低电平时，晶体管截止，相当于开关断开，这时集电极电流iC≈0，而集电极发射极电压Vce≈VCC，即输出为高电平。这就是晶体三极管的理想稳态开关特性