“模擬電子技術”教學研究

余平 方杰 吳從兵 楊婷 徐宇寶

摘要：《模擬電子技術》的理論教學枯燥且抽象，教學中理論和實踐嚴重脫節，學生缺乏興趣。本文結合工科學生的培養目標，從教學內容和教學方法對《模擬電子技術》進行探討和改革，提出了一套利于教學和學生能力培養的新方法。

關鍵詞：模擬電子技術；放大電路；Multisim

中圖分類號：G642.4 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）08-0259-02

一、課程性質

模擬電子技術課程是電氣、通訊、計算機等電類專業在電子技術方面入門性質的技術基礎課，具有自身的體系和很強的實踐性。

二、教學內容和教學方法探討

1.理論和實驗結合。模擬電子技術課程知識點較多且比較零散，電路形式多種多樣，僅僅通過傳統的課堂教學很難使學生掌握知識和原理。

2.軟件和理論結合。Multisim是一種EDA（Electronic Design Automation）工具，以windows操作系統為基礎，為電子設計和系統測試提供計算機虛擬平臺。課堂教學中，利用Multisim對電路進行仿真，首先，可以顯示傳統實驗中難以看到的實驗結果和現象。第二，可以彌補原材料實驗的不足，排除儀器損壞對實驗結果的影響。第三，可以設置不同故障，觀察其對結果的影響。例如，軟件中利用PNP和NPN管組成基極分壓式的共射極放大電路，如圖1。

輸入的信號為10mV/1KHz的正弦波。當電路正常放大無失真時，放大電路的輸出如圖所示2。

當改變基極偏置電路，使兩個放大電路靜態工作點變高，接近飽和區，同時增大輸入信號幅度，則輸出端信號出現飽和失真，此時NPN放大電路表現為頂部失真，PNP放大電路表現為底部失真。如圖3所示。

按照相反的方向設置參數，兩個放大電路的靜態工作點變低，輸出端信號出現截止失真。NPN放大電路表現為頂部失真，PNP放大電路表現為底部失真。如圖4所示。

通過軟件仿真和理論分析結合，使學生更直觀地觀察飽和失真和截止失真的現象，PNP管和NPN管放大電路的輸出波形失真情況完全相反。當發生飽和失真時，NPN管放大電路為底部失真，PNP管則頂部失真。發生截止失真時，NPN管放大電路為頂部失真，則PNP管為底部失真。同時有助于理解失真原因是由兩種三極管工作電壓極性和電流方向完全相反引起的。同時把兩種三極管的放大電路結構進行比較，理解其直流電源的不同。

3.課內外知識點結合。模擬電子技術不僅知識零散，而且知識點延伸至課外。例如，NPN放大狀態下載流子的傳輸，那么此時可以引入PNP放大狀態下載流子的傳輸與之對比。如圖5所示。

在外加電壓作用下，發射區向基區發射空穴，形成射極電流I：，其方向與空穴運動方向相同，即由發射極流入三極管。

IE=IEP+IEN≈IEP （1）

基極電流IB主要由外電路補充基區復合掉的自由電子形成的，故其方向是由管子流出基極；

IB=IBP+IEN-ICBO （2）

集電極電流IC主要由收集的空穴流組成，其方向也是由管子流出集電極。

IC=ICP+ICBO （3）

由此可見，IE、IB和IC的方向正好與NPN管相反，所以PNP三極管的中發射極的箭頭方向指向基極和集電極。由圖中可以看出，IE、IB和IC規定的正方向與實際方向相同。

IEP=IBP+ICP （4）

IE=IB+IC （5）

從課內外知識的對比中可以看出，對于NPN和PNP內部載流子的運動不同，但是三極管的三個管腳電流關系是相同的，同時都要求發射結正偏，集電結反偏。

4.課程設計教學。引入課程設計教學，有利于學生對理論知識進行個性化實驗，培養學的實際動手能力和創新能力。

三、結束語

通過理論與實驗結合，軟件與理論結合，課內外結合，課程設計教學對《模擬電子技術》課程進行研究，既加深了學生對抽象理論知識的理解，使復雜的理論直觀、形象化，又培養了學生的主動性和積極性，培養了動手能力，為后續的各類電子類競賽奠定基礎。

參考文獻：

[1]侯寧，張天瑜，楊勇.《模擬電子技術》課程教學改革的探討與實踐[J].南寧職業技術學院學報，2007，（4）.

[2]薛延俠.“模擬電子技術”課程教學改革的探討[J].西安郵電學院學報，2009，（6）.