模拟电子技术基础课程教学方法的探讨

难 是没 有 电子工 程概 念 ，即不会 定性 分析 和定 量估 算 。在 教学 中尽 管 已经 向学 生 阐明 ，由于 构成 电子
电路的器件 （ 尤其是半导体 器件） 参数存在着较 大
的分散 性 ，我 们 只 需 用 简 化 的器 件 模 型 和 电路 结 构 ，代人 器件 的典 型 参考 值 ，对 电路 进行定 量 估算
关 键 词 ：模 拟 电 子 技 术 ；教 学方 法 ； 工程 概 念 ；工 程 分 析 文 献 标 志 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１７ ６２—４５ （０ ０ ０ ０ ８ ０ ５ ０ ２ １ ）５— ０９— ４ 中图 分 类 号 ：Ｇ ４ ． ６２ ０
Ｓ ｕｄ ｎ ｔ ａ ｈ ｎ ｅ ｈ ｄ ｏ ｔ ｙ ｏ ｈｅ Ｔｅ ｃ ｉ ｇ Ｍ ｔ ｏ ｆ
样问题 ，因而实际测得 的 ， 值与 １ｍ Ａ有偏差。若 采 用 ６ ２ｋ 电阻 串接 ２ ｋ 精 密 电 位 器 代 替 Ｒ ， ． Ｑ Ｑ 调节电位器阻值 ，可使 ， １ Ａ ＝ 。由此可见，既然 ｍ 最终指 标并 不 能靠精确计 算 而是靠 调试实 现 ，所 以 对 值采用估算法 （ 即忽略 支路） 确定其数值 的工 程方法 是可 行 的。电阻 尚且如 此 ，半 导 体器件 参数的分散性就更大 ，因而不必对其精确计算 ，在 定 的误 差允许 范 围内工程估 算加 上后期 电路 实 际 调试 的方 法就更 接近工 程实 际 、更 为实用 。
分压分流电路例子 ，如图 １ 所示 。要求在术
２１ ０ ０年 ８月
参数 下 ，确 定 尺 数 值 ，使 Ｉ＝１ｍＡ。学 生 可 以按 照 电路结 构精 确计 算 出 Ｒ 一７２２７ｋ ．７ ｎ。然而搭 接
如 分压式 典型 工作 点稳 定 电路 中的静态 工作 点 的估
１ 引 言
模 拟 电子技 术基 础课 程 是面对 物 理 系学生 开 设 的专 业必 （ ） 课 程 。 由于 其 属 工 科 类 课 程 ，对 选 修 理科 学 生而 言 ，初次 接触 定性 分析 、定 量 估算 的工
程概念 及 建立 分 析解 决 问题 的思维 方式 会有 一 定 的 不适应 性 而学 习 困难 。 因此必 须建 立一 套有 效 的教
仪 表精 度足 够 的话 ） ，从 而 有 利 于 学生 较 快 建 立 起
电子工 程概 念 ¨ Ｊ 。
收稿 日期 ：２ ０ ０９一ｌ ２—１ ６
基 金 项 目： 国 家 基 础 科 学 人 才 培 养 基 金 项 目 资 助
（０ ３ １７ ；云南大学 Ｗｘ ７ １８项 目资助 。 Ｊ５ ０７ ） ００４
放大器 的开 环差模 放 大倍数 、输 人差模 电阻和输 出
电压的数量级具体估算出放大器线性运算时所需的
差模输 入 电压 和流人 电流是 很小 的 。如 图 ２所 演 示 的 同相 比例 运算 电路 的测试 结果 证实 了放大 器正 常
工作 时 的差 模输 入 电压 （ Ｖ级 ） 流 出运放 反 相 端 和
阻若为默认值 １ Ｏ，则测量数值有问题。可 以通 ｎ
过面 板上 的 Ｓｔ ｅ按钮 进入 电参 数 设 置界 面 ，增 大 电 阻单 位 ，如修 改为 １ ｎ。
入输 出波形 的变化轨迹与 Ｑ点过高或过低时 的失
真过 程用 动画 的方式 一一演 示 出来 。这种引 入动 画 演示 的教学 方 法 ，加 深 了学 生 的理解 和学 习兴趣 。
图 １ 电阻分压分流 电路
的 电流 （Ａ级 ） 比外 部 的输 入 电压 （ ｐ 相 Ｖ级 ） 反 馈 和 回路上 的电流 （ Ａ级 ） 确实 很 小 ，可 忽略 不计 ， 由
如二极管导通后的电压 由于增加得不多可近似
认 为不 变 ，这 是 因为二极管 欧姆 级导通 电阻与 回路
中的千 欧姆级 限 流电阻相 比很小 可忽 略的 结果 ；再
课 件外 ，在 教 学实 践 中还需 针对 理科 学 生特 点 采用
他们没有工程实际应用的体验 ，因而课堂上传授 的 些电子工程简化方法 ，一时难以令他们信服 ，甚 至怀 疑简 化方 法 的科 学性 而显 得心 中没底不 能适 应
一
多种灵活的扩充性教学方法 ，以提高教学效果。
深入学 习 。 因此 学 好本 门课 程 ，一 个重 要 的先 导 性
２ 数 据 支 持 ，建 立 电子 工 程 概 念
对理 科学 生 而言 ，初 次学 习工 科课 程 最 大 的 困
问题就 是要 先解 决 学生 的这 种 疑惑 。我们 在教 学 中 感 到 ，如果 多用 实 际数 据支 持 ，可使 学 生理解 这 种
工程上的简化在一定 的误差范围内是允许 的，而后 期 的电路调试还可 以消除 由此带来 的误差 （ 若测量
Ａ ｓ ａｔ ａ ｏ ｓ ｘｅｄｄｔ ｃｉｇｍ ｔｏｓｏ ｕ ｄ ｍ ｎａ 阳 Ｅｅｔ ｎ ｓＴｃｎ ｕ ａｅｂ ｅ ｔｄｅ ｙｄｔ ｕ ｐｒ， ｂ ｔ ｃ：Ｖ ｒ ｕ ｔ ｅ ｅ ｈｎ ｅ ｄ ｆＦ ｎａ ｅｔｌ ｏ Ａ ｒ ｉ ｅ ｎ ａ ｈ ｓｆ ｌ ｒ ｉ ｅｈ ｉ ｅｈｖ ｅｎｓ ｉ ｂ ａ ｓｐ ｏｔ ｃｏ ｃ ｑ ｕ ｄ ａ
ａ ａｙｉ ｈ ｕ ｈ ｆｅｅ ｔ ｎ ｃ ｎ ｉ ｅ ｒ ｇ ａ ｄ ｍａ ｔ ｒ ｈ ｅ ｏ ｎｓ ｏ ｅ ｋ ｏ ｅ ｇ ．Ｔｈ ｓ ｅ ｃ ｉ ｇ ｍｅ ｈ ｓ ｈ ｖ ｅ ｎ ｐ ｏ ｅ ｏ ａ ｎ ｌｔｃ ｔ ｏ ｇ ｔｏ ｌｃｒ ｉｓｅ ｇｎ ｅ ｎ ｎ ｓｅ ｅ ｋ ｙ ｐ ｉ ｔ ｆｔ ｎ ｗｌｄ ｅ ｏ ｉ ｔ ｈ ｅ ｅ ｔ ａ ｈｎ ｔ ｏ ａ ｅｂ ｅ ｒ ｖ ｄ ｔ — ｄ
ｃ ｉｖ ｏｄ ｒｓ ｌ ｈ ｅ ｅ ｇ ｏ ｅ ｕ ｔ ． Ｋｅ ｒ ｓ ａ ａｏ ｌ ｃｒ ｎ ｃ ｅ ｈ ｉ ｕ ｙ ｗｏ ｄ ： ｎ ｇ ｅ ｅ ｔ ｉ ｓｔｃ ｎ ｑ ｅ；ｔ ａ ｈ ｎ ｔｏ ； ｅ ｇｎ ｅ ｎ ｏ ｃ ｐ ；ｅ ｇ ｎ ｅ ｎ ｎ ｙ ｉ ｌ ｏ ｅ ｃ ｉ ｇ ｍｅｈ ｄ ｎ ｉ ｅ ｒ ｇ ｃ ｎ ｅ ｔ ｎ ｉｅ ｒ ｇ ａ ａ ｓｓ ｉ ｉ ｌ
模 拟 电子 技 术 基 础 课 程 教 学 方 法 的探 讨
王 彩君 ，黄智 进
（ 云南大学物理科学技术学 院物理 系 ，昆明 ６０ ９ ） ５０ １
摘要 ：通过数据 支持 、仿真演 示、形 象比喻 、课 堂讨论等 多种教 学方式对模拟 电子技术基 础课 程 的教 学方法进行 了扩充性
探 索，使理科 学生尽快建立起 电子 工程概念 和工程分析 思维 ，理 解并掌握 知识重点与难 点，取得 了良好的教 学效果。
Ｆｕ ｄ ｍｅ ｔｌ ｏ ｎ ａ ｎａｓ ｆＡｎ ｌｇＥｌ ｔ ｎｃ ｅ ｈ ｉｕ ａｏ ｅ ｒ ｉｓＴ ｃ ｎｑ ｅ ｃｏ
ＷＡ Ｇ Ｃ ｉ ｕ ，ＨＵ Ｎ ｈ－ｎ Ｎ ａ－ ｎ ｊ Ａ ＧＺ ｉｉ ｊｇ
（ ｈｓ ｓＤ ｐｒ ｎ ｓｈｏ ｏ ｈ ｓ ａ Ｓｉｎｅａ ｄＴ ｃｎ ｌ ｙ ｕ ｎｎＵ ｉｅｓｙ ｕ ｍｎ ６ ０ ９ ，Ｃ ｉａ Ｐ ｙｉ ｅ ａｔ ｔ ｃｏｌ ｆ ｙｉ ｌ ｃｅ ｃ ｎ ｅｈｏｏ ，Ｙ ｎ ａ ｎｖｒｉ ，Ｋ ｎ ｉｇ ５ ０ １ ｈｎ ） ｃ ｍｅ Ｐ ｃ ｇ ｔ
算 ，向学生阐明一般电源在伏特级 ，而偏置回路 电
阻在千 欧姆级 ，在 求解 偏置 回路 电流 时学生 自然 可
电路时 ，电阻只能在市面上提供 的系列标称值内选
择 ，如选 用 Ｉ 级精 度 ７５ｋ 电阻 ，则 实 际 阻值 在 ． Ｑ ７５ｋ ± 范 围 内具有 分 散性 ，其 他 电阻也 有 同 ． Ｑ ５
用 Ｅ Ａ仿真软件可以较 为直观地演示 晶体管 Ｄ 放大电路相关工作波形的失真与静态工作点位置的 关系。但是考虑到仿真画面投射到教室大屏幕上的
第 ８ 卷
第 ５期
王彩君 ，等 ：模拟 电子技术基 础课 程教学方法 的探讨
。
・ １・ ９
角度 （ 出） 输 ，这 是 目的。课 堂上 问学 生 如何 实 现这 个 目的 ，学生 都 能 回答 出 要分 ２步完 成 ，进 而再 引 导 到放 大器 的静态工 作 点 Ｑ设 置 的必 要性 和 围绕 Ｑ 点 的小 信号 变 化 等 Ｊ 。通 过 这 些 形 象生 动直 观 的 比喻 ，学生在 轻松 主 动 的互 动 教学 气 氛 中掌握 了难 点知识 ，具有很 好 的教 学效果 ，很受学 生欢迎 。
此可估算出放大器的电压放大倍数只与反馈 回路 电
阻有 关 。
图２ 同相比例运算 电路 的仿真测试
图 ２所 用 的软件是 Ｍｈｓ 。注 意 电流表 的 内 ｉｍ ９ ｉ
清晰 度欠佳 且 工作过 程分解 不 够 ，我们 自制 了色 彩 丰富 、清 晰直 观 的 ｆｓ 画 文 件 ，其 播 放 画 面 如 ｌ ｈ动 ａ 图 ３所示 。对应静 态工作 点 ｐ的 ３个典 型位 置 ，输
第 ８卷 第 ５期 ２１ ０ ０年 １ ０月
实 验 科 学 与 技 术
Ｅｘ ｅ ｉ ｎ ｃｅ ｃ ｎ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｐ ｒｍｅ ｔＳ ｉｎ ｅ ａ ｄ Ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ
Ｖ０ ． Ｌ ８ Ｎｏ ５ ０Ｃ ． ０１ ｔ２ ０
０ 专盥安鹭 园
ｌ ｌ ＿
以放心地依从 电子工程“ 惯例 ” 忽略三极管基 极分 流的微 安级微 小 电流 。类 似的 电子工 程近 似和忽 略 实例非常多 ，掌握后有助于简化电路 ，快速对电路 进 行工 程分 析 与参 数 估算 。因 而我们 特别 注意 引导
学 生较 快建 立起对 器 件模型 的线 性近 似和忽 略次 流 的工程 思维 方法 ，增 强 了学 生 的学 习 自信心 。
即可 ，最 终设 计指 标 是通 过对 实 际 电路 的精 心 实验
调试 达到 的 。但是 ， 由于理科 学 生惯 于精确 计算 的 思维 方式 ，而 配套 的实验课 开 设 又晚 于理论课 ，使