淺談高職電子技術課程中“穩壓電路”的教學設計

摘 要：對于一門專業技術課程，要想上好它，教師必須十分重視對課程的教學設計。本文以高職模擬電子技術課程中“串聯調整型穩壓電路的教學設計”為例，拋磚引玉地提出并闡述了如何設計符合學生認知規律、讓學生能聽得懂、具有啟發性的教學方式，以供教師同行切磋。

關鍵詞：穩壓電路；教學；設計

1 存在問題

在高職模擬電子技術課程教學中，“直流穩壓電源”通常作為學生入門的第一個項目被安排在教學的開始階段，這是因為該部分內容多數未觸及到與三極管及放大電路等知識，學生學起來較容易理解和掌握，而且，電源電路作為電子設備電能的基本輸入環節，安排在課程的開始也理所當然。然而，當講到穩壓電路的時候卻碰到了難題。例如，即使是并非很復雜的“串聯調整型穩壓電路”，也不可避免地碰到“調整管”、“比較放大電路”等與三極管、放大電路組成及工作原理有關的內容，而對于學生來說因為未接觸過，聽起來就像聽“天書”，但如果避而不談該部分內容，又會造成內容脫節不連貫，因而出現了尷尬的局面。

如何在“穩壓電路”這一環節教學過程中巧妙過渡，既不造成內容脫節，又能使學生聽得懂、易理解？尋找適合的教學方法成為了關鍵。筆者通過自己多年的教學實踐，總結出了一些教學設計思路，供同行們參考。

2 串聯調整型穩壓電路的教學要點

以教材流行的“串聯調整型穩壓電路”為例。該電路主要包含四個部分，即取樣電路、比較放大電路、調整管和基準電壓單元，可以用方框圖表示。電路中因調整管與負載串聯，故稱為串聯型。整個穩壓電路的輸入是經過了整流、濾波電路輸出的非穩定直流電壓，通過穩壓電路后可變成相對穩定的直流輸出電壓。

電路四個單元到電路構成和基本作用簡述如下：

2.1 基準電壓電路

由穩壓二極管DW和限流電阻R3組成，用來為比較器放大器提供一個相對穩定的參考電壓，稱為“基準電壓”。

2.2 取樣電路

由并聯在輸出端的電阻R1、R2和電位器W組成，作用是把穩壓電路輸出的直流電壓的變化量抽樣取出來，送入比較放大器中。從取樣電路中取出的電壓變化量，反映了穩壓電路輸出直流電壓波動的信息。

2.3 比較放大電路

該單元電路實際上是一個共發射極放大電路，核心器件為三極管VT2。它將取樣信號和基準電壓進行比較，當比較結果有誤差時，誤差信號經放大后被送到調整管基極，去控制調整管的集電極電流，從而控制集電極-發射極電壓。

2.4 調整管

由三極管VT1、電阻R4等元器件構成，實質上也構成了一個放大電路。三極管VT1充當調整元件，利用晶體管集電極與發射極之間的動態電阻可變特性，對穩壓電路輸出電壓進行調控。因控制調整管的基極電流隨輸出電壓波動而變化，進行自動調整，從而實現穩定輸出電壓的效果。

3 教學設計要點

3.1 從電路的最基本功能出發

為了說明“調整”原理，可先將調整管等效成一只可受信號控制的可變電阻RP，RP與負載RL串聯，則流過RP的電流等于流過RL的電流。當負載兩端的直流輸出電壓發生變化時，RP的阻值將受控制而變化，使R1兩端的電壓有相應變化，從而迫使負載RL的端電壓穩定。然后再將可變電阻RP變回調整晶體管VT1，在此處因晶體管VT1的基本功能之一就是“電壓受控變化”，即其集電極-發射極之間的電壓能受基極電流（誤差控制信號）控制，以實現自動調整電壓。

3.2 利用易理解、同功能的元器件代換，簡化分析過程

為了能直觀地說明調整管如何受取樣信號的控制，可將電路中以三極管VT2為核心的比較放大電路用一只集成運算放大器A來替換，替換后功能不變。雖然集成運算放大器學生也未學習到，但它無論從功能還是工作特性來說都比三極管放大器來得更直觀，更利于講解清楚和受學生理解。只要教師先對集成運算放大器的各個管腳及工作特點稍作簡單介紹，學生就能較容易地理解其在電路中起到的作用。例如根據代換后的電路圖可知，用集成運算放大器取代了三極管比較放大器后，從取樣電路中提取波動信號，將立即與穩壓二極管提供的基準電壓進行比較，若比較結果有所不同，則會從集成運算放大器的輸出端輸出誤差信號電壓并放大，然后作為控制調整管的信號。這樣，就可以將復雜的信號比較放大過程簡化，起到了事半功倍的教學效果。

3.3 注重對電路整體功能的講解

本節的重點應在于讓學生理解穩壓電路的整體功能和基本穩壓過程，以便為學生更好地理解隨后要接觸到的集成穩壓電路的應用做準備。因此，面對初入門的高職學生，教師在教學中應盡量淡化電路的具體工作原理細節，而應啟發學生定性地分析好電路的穩壓過程。例如，教師可以對照電路圖，詳細地解釋好電壓變化自動調節的過程。另外，如果在教學中能利用動畫等多媒體技術配合則會達到更理想的教學效果。

通過以上對“串聯調整型穩壓電路”一節教學設計思路的闡述，引出了對高職專業技術類課程教學改進的一些思考，宗旨在于拋磚引玉，以供教師同行切磋。

[參考文獻]

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