“三極管類型及引腳判別”探究式教學案例

段保林

摘 要：問題情境：三極管有NPN、PNP兩種類型，有e、b、c三個電極，在實際應用中需要加以區分，利用現有知識如何區分？三極管的結構：有發射區、基區、集電區三個區，兩個PN結，分NPN、PNP兩種類型，PN結具有單向導電性。經過實際操作和對比分析，結合三極管的結構特點，學生通過相互討論，在教師的引導下總結出規律：無論是NPN型還是PNP型都有且僅有一個極與另外兩個極之間的正反向電阻一個比較小，一個接近無窮大，這個極就是基極。

關鍵詞：問題情境；結構；規律；創設

問題情境：三極管有NPN、PNP兩種類型，有e、b、c三個電極，在實際應用中需要加以區分，利用現有知識如何區分？

教師將不同標識種類的三極管分發給學生，讓學生觀察。學生通過觀察發現，有些三極管可以很方便區分，而有些三極管通過標識很難區分。學生會提出問題：當一個三極管不能通過標識區分判斷時，應采取什么方法呢？

接下來教師幫助學生搜集有關三極管的知識資料。

三極管的結構：有發射區、基區、集電區三個區，兩個PN結，分NPN、PNP兩種類型，PN結具有單向導電性。

教師引導學生考慮能否結合三極管的結構特點并借助萬用表測量輔助區分。這時教師提供給學生類型和引腳都已知的三極管，讓學生測量引腳間的電阻，每兩個引腳間要測正反向兩個電阻值，記錄測量結果，并進行對比分析。

經過實際操作和對比分析，結合三極管的結構特點，學生通過相互討論，在教師的引導下總結出規律：無論是NPN型還是PNP型都有且僅有一個極與另外兩個極之間的正反向電阻一個比較小，一個接近無窮大，這個極就是基極。對NPN型三極管，將黑表筆接觸基極，紅表筆分別接觸另外兩個極阻值都比較小，對PNP型三極管，將黑表筆接觸基極，紅表筆分別接觸另外兩個極阻值都接近無窮大。利用所發現的規律能否判別三極管類型和基極呢？又是什么道理呢？

經過一番思考和實際操作檢驗后學生確認了規律的正確性。

至此，判別工作獲得了突破性進展，教師適時鼓勵學生繼續完成集電極和發射極的判別。

學生經過實際測試和思考后發現，通過簡單測量極間電阻的方法，很難準確判別集電極和發射極。判斷工作陷入僵局。

教師進一步幫助學生搜集三極管相關知識。當三極管處于放大狀態時，給基極施加一個小信號，集電極上會產生一個較大信號。提醒學生借助萬用表歐姆檔內部電源，為三極管創設放大條件（以NPN型三極管為例）。

學生經過思考，并在教師的引導下設計出如下電路：

但是這里需要一個電阻，操作起來并不方便，如果能找到一個便于操作的電阻就更好了。

老師提醒學生人體是有電阻的，并讓學生實際檢查一下自己的電阻（測兩手指之間的電阻即可）。測試后學生頓時明白，可利用人體電阻代替圖中電阻R，這樣就方便多了（只需用兩手指同時捏住基極和集電極引腳就相當于在兩引腳間接入了一個電阻）。

讓學生在引腳已知的三極管上做實驗，注意萬用表指針偏轉幅度。

然后讓學生故意將集電極和發射極搞錯，重復上述實驗，結果發現搞錯的一次指針偏轉幅度明顯小。（原因：三極管處于放大狀態時電路中的電流較大，則萬用表指針偏轉幅度相應較大）

至此，學生恍然大悟，原來如此。

還剩最后一個問題：如果是PNP型三極管，集電極和發射極如何區分呢？

這個問題留作課后的思考題。