基本放大器的复合教学法设计

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计来 观察 元件 参 数 变 化 对 电路 参 数 的影 响 过 程 却更 为直 观． 在教 学 活动 中 ， 用 多种 方 式 结 合 采 的复合 教 学设计 更 能被学 生接受 ， 电子技 术 课 在 程 的重 要 知识点 ， 采用 复合 教学 方式 可 以增 强 学 生对 重要 知识 的理解 与掌 握． ［ 参考 文献 ］
输 入 电 阻 ｒ和输 出电阻 ｒ 等参 数 ， 要 时需 要 对 Ｉ ｏ 必
电路 的动态 范 围和失真 情况进 行 讨论 ．
在 多年 的 电子 技术课 程教 学 的实 际 中 ， 我们 总结 出采用参 数计算 、 软件仿 真 和程 序分 析 相结 合 的复 合教 学方式 ， 使在 教学 中不 失严 密 性 的 同
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图 ４为 偏置 电阻 兄 变化 时对 静态 工作 点 ，
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三个 参 数 的影 响 变 化 曲线 ． 图线 可 从
对重要 知识 点 的理解 与掌握 ．
［ 关键词］ 电子技术； 基本放大器 ； 参数计算 ； ｕ ｉｍ软件 ； ａａ 软件 Ｍ ｈｓ ｉ Ｍ ｔｂ ｌ
［ 中图分类 号 ］ Ｎ １． ［ 献标 志码 ］ ［ Ｔ ７０ ２ 文 Ａ 文章 编 号 ］６ ３— ０２ ２ １ ）４— ０ ８－ ３ １７ ８ １ （０２ ０ ０７ ０ 电子技 术课 程 是 有 关 电子类 专 业 的学 科 基 础 性课 程 ， 主要 目的是 使学 生 掌握 电子 技术 有 其
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分析 电路逻 辑严 密 ， 别对 电路 元 件参 数 固定 的 特
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２１ ０ ２年 ８月
重庆文理学 院学报 （ 自然科学版 ）
Ｊｕｎｌ ｆ ｈ ｎｑｎ ｎｖｒｔ ｆ ｒ ｎ ｃｅｃｓ（ ａ ｒ ｃ ｎ ｅＥ ｉｏ ） ｏｒａ ｏ ｏｇｉｇＵ ｉｅ ｉ ｏ ｔ ａｄＳｉ ｅ Ｎ ｔ ａ Ｓｉ ｃ ｄｔ ｎ Ｃ ｓｙ Ａ ｓ ｎ ｕｌ ｅ ｉ
Ａｕ ．， ２ ２ ｇ ０１ Ｖ０ ＿ Ｎ ． ｌ３１ ｏ４
一
款 专 门用 于 电子 电 路 的仿 真 与设 计 的工 具 软
件， 它可 以在 Ｗｉｄ ｗ ｎ ｏ ｓ下运 行 ， 一个 完 整 的集 是
成化设 计 环境 ， 具有 丰 富的元 器 件库 和虚拟 仪 其
器仪表库 ， 能提供 电路详细 的各种分析功能 ， 并 还 能开设 试验 环 境 无 法 进 行 的观 测 开 路 、 路 、 短 漏 电等非 常态 现象 的仿真 ｊ ．
针对 如图 １所 示 的 电 路 ， 然 取 ＝ １０、 仍 ０
ｃ ＝ １ 、Ｒ６ ＝ ７ ５ ｋ 、 ２ ＝ ７ ５ ｋ 、 ２Ｖ １ ． Ｑ Ｒ６ ． Ｑ Ｒｃ
＝
２ｋ 、 ＝１ｋ ． 基 础 知识 可 知 ， ｎ Ｒ Ｑ 从 电路 元
件 的参 数变 化 都会 引起 电路 静 态 参 数 和 动 态 参
数 的变 化 ． Ｍｕｔｉ 软 件 的仿 真 分 析 中 ， 以 在 ｌｓ ｉｍ 可
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、
通过 改变元 件参 数来 观察 电路 状 态 的变化 ， 这 但
种变 化 的 观 察 比较 孤 立 ， 利 于 对 比． 采 用 不 而 Ｍａ ａ 件程 序分 析 ， 以 清 楚 地 观 察 到 元 件 ｔ ｂ软 ｌ 可 参 数 的变 化对 电路 状态 影 响 的变 化 过程ｒ ．
１ Ｑ ＝ ０ ０ ２ ７ ｍ Ａ 、， Ｑ ＝ ２． ７ ｍＡ 、 Ｖ Ｅ ： ５． ８ ． ２ ｃ ２ ｃ０ １
ｆ
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Ｖ ．若 取 Ｒ ＝２ｋ ， 电路 的动态 参 数 为 Ａ Ｑ 则
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８ 、 ８ ｉ
ｋ ＝ １４ Ｑ 、 。 ． ４ｋ ｒ
利 用 Ｍａａ 件强 大 的程 序设 计功 能 ， 以 ｔｂ软 ｌ 可 利 用程 序设 计来 分析 电路 ， 特别 是 在讨 论 电路 元
件 参数 的变 化 对 电路 的状 态 和参 数 的变 化 过 程 的分 析上 ， 优点 特别 突 出 Ｊ 其 ．
（ 国国家 仪 器公 司 ） 发 的 Ｍｕ ｉｍ 软 件 就 是 美 开 ｈｓ ｉ
时， 增强 教学 的直 观性 与趣 味性 以便 于学 生 学 习 与掌握 ， 加深 对 重 要 知识 点 的 理解 ． 文 以如 图 本 １所 示 的分 压偏 置 式基 本放 大 器为 例 ， 阐述 来 复 合式 教学设 计在 电子 技术课 程教 学 中的应用 ．
对于如图 １ 所示的电路 ， 其静态工作点所包 含 的 ４个参数 由以下 的计算公 式 确定 Ｊ ：
０ ＝０ ７Ｖ（ 为 ０ ３Ｖ） ． 锗 ． ，
～
（） １
Ｑ
一
一
，
Ｑ一（ １＋Ｊ） 一 ＢＲ
（ ） １＋ Ｒ
’
（） ２
Ｉ ｃ Ｑ：０ ＩＱ ｌＱ Ｂ Ｅ，
３
Ｖｅ ｃ一，口 Ｒ ｃ Ｑ＝ ｃ（ ｃ＋Ｒ ） ．
（） ４
在给定 电路参数的情况下 ， 分压偏置 式基本放 大电路 的静 态工作点可 以由（ ） ４ 式计算确定 ． １ 一（）
第３ ｌ卷
第 ４期
基 本 放 大 器 的 复 合 教 学 法 设 计
邓 于
（ 重庆文理学院电子 电气工程学院 ，重庆 永川 ４２６ ） ０ １０
［ 摘 要］ 文章以电子技术课程 中的基本放 大器知识点为教 学示例 ， 采用理论推导、 软件仿 真 和程序 设计 相 结合 的 复合教 学设 计 ， 实现 了知 识 严 密性 、 观性 与趣 味 性 的结合 ， 强 了学 生 直 增
髓 单 一 攮 鞴 ～ 髓 蒜 一｜ 嫩 ｌ 堍ｉ 黪ｉ ｘ ≮… ～ ｌ ｓ ≈ 一将 ｉ ≮ Ｆ— ］
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图 ３ 失真情况 下的输入 ／ 输出波形
３ Ｍａａ 件 程 序 分 析 ｔｂ软 ｌ
０ ３Ｖ． ． 而当 ３ ８ｋ ＜Ｒ １＜４ ． ． Ｑ ６ ０３
态 ， 时的静 态参数 较大 、。＝， ：４ｍＡ 、 此 ， 。
图２ 线性放大状态下的输入／ 输出波形
＝
以图 １ 示 的 电路 为 例 ， Ｍｕｔｉ 的运 行 所 在 ｌｓ ｉｍ
环 境下设 计 完成 电路 以后 以进行 电路 的各 种 可
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技术 的提 高 ， 电路 的软件仿 真 在 电子 技术课 程 的
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教学 中得 到 了越 来越 广泛 的应 用 ， 选择 与利 用 可
的软 件也越 来越 多 ． 在对 比电路 元 件参 数变 化 但 对 电路 的静态 与动态 参数 的影 响 时 ， 利用 程序 设
利 用计算 的方 法 分 析 放 大 电路 主要 包 含 电
路 的静 态分 析和 动态分 析 ， 以在 分 别 画 出 电路 可
的直流 通路 图和交 流通 路 图的情 况 下完 成． 大 放 电路 的静态分 析 主要计 算 电路 的静态 工 作点 ， 包 含 ｐ、 、ｃ ，Ｑ和 。 ４个 参 数 ； 放 大 电 路 而
关 的基 本原 理 、 本 概 念 和 基本 分 析 方 法 ， 立 基 树 电子 电路最 基 本 的分 析 、 计算 和设 计 的理 念 ． 在 课 程 的理 论教 学 中 ， 能单调 采用 理论 推 导 的方 不 法 讲授 ， 但理 论 推 导 又不 可避 免 ； 而在 课 程 的实
１ 电路参数 的计算与分析
Ｒｃ ＝ ２ ｋ ． Ｑ
２ Ｍ ｌｓ 软 件 仿 真 分 析 ｕｔｉ ｉｍ
在 电子 技 术 的 教 学 中 ， Ｄ 仿 真 得 到 了 越 ＥＡ 来越广 泛 的应用 ， 而可 以用 于 电子技 术 仿 真 的软 件很 多 ， 有 其 特 点 与 优 点 ． 各 由美 国 Ｎ 公 司 Ｉ
号交 流 电阻 ， 值 为 其 ＝ Ｔ， （ ｂ ＋［ １ ｂ ］ ．
在 输 入信号 过 大 时 所 引 起 的 失 真情 况 下 的输 入 与输 出波形 对 比， 对 比波形 中可 以得 出 电路 的 从 许多 性能 ． 多 的 对 比 分 析 可 以 通 过 修 改 电 更 路 中 元 件 的 参 数 、 置 电 路 故 障 、 换 虚 拟 仪 设 更
ｋ ｉ ， ｑ时 电路 处 于线性 放大 状态 ， 此时 静态 参 数 的
数值 可 以 由公 式计 算 ， 态 工 作点 ， ， 静 、 和 的数 值都 随 的改 变而 变化 ．
７ ９
参 数分 析 、 障 模 拟 等 ． ２为 放 大 器 在 线性 放 故 图
０ １ 、一 ．
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［ 收稿 日期］ ０ ２— ４－０ ２１ ０ ６ ［ 作者简介］ 邓于 （９ ０一） 男 ， １６ ， 重庆璧山人 ， 实验师 ， 主要从事电工电子实验教学与管理方面的研究
７８
阻 ， ｈ为 晶体 管 基 极一 发 射 极 之 间 的 等 效 小 信 ｒ
大状态 下 的输入 与输 出波形 对 比 ， 图 ３为 电路 而
态 计 算 尤 其 方 便 ． 在 对 电路 的故 障 模 但
拟 、 数变 化对 电路 状 态 的影 响 分 析 时 ， 式 计 参 公 算方 法并 没有优 点 ， 而采用 软 件仿 真 方法 就可 以 克服 公式 计算方 法所 存在 的缺 点 ． 着软 件仿 真 随
以看 出 ， Ｒ ＞４ ． ｌ 时 ， 在 ０ ３ｋ－ 三极 管处 于截 止状 Ｉ
态， 此时 的静 态参数 ＝０ｍＡ、 ＝０ｍ 、 Ａ
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１ 当 Ｒ ＜３ ８ｋ 时 ， ２Ｖ． ． Ｑ 三极 管 处于饱 和状
电路 的主要动态参数 由以下公 式确定 ：
Ａ ： 一
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Ｒ． （） ５
ｒ ０＝Ｒ ｃ∥ ｒ
图 １ 分 压 偏 置 式 基 本 放 大 器 电 路 图
●
式 中 Ｒ ＝Ｒ ∥Ｒ 为放大器集 电极有效负载 电
７ ５ ｋ ｔ、Ｒ ２ ＝ ７ ５ ｋ ｔ、Ｒｃ ＝ ２ ｋ 、Ｒ ＝ １ ． ｉ ６ ． ｉ Ｑ
Ｉ １ 、
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ｋｔ 求该 电 路 的 静 态 工 作 点 为 肋 ＝ ０７Ｖ 、 ｉ， ．
器等 实现 ．
忽 略晶体 管 基 区等 效 电 阻 ｒ 的影 响 、 足 满 Ｒ 》 ｒ 的条件 下 ， 态参 数 的计 算 可简 化为 动
＝一 ｓ 尺 ｒ ｒ ｒ。 。 （ ） ， ，。 ＝Ｒ ． ６ ｉ
在实际 电路 的分析 中， 给定 电路元 件参 若
数， 就可 以计 算 出电 路 的静 态 与 动态 参 数 ． 图 以 １的电路 为例 ， 取 ＝１０、 ｃ 若 ０ Ｖ。＝１ 、 ＝ ２Ｖ Ｒ
验 教学 中 ， 由于 受 实 验 条 件 的 限制 ， 多数 实 验 大 参 数 的调节 范 围也 是受 限 的 ， 于观 察实 验 故 障 对 的演示 与模 拟 也 不充 分 ， 此 ， 用 软 件仿 真 技 因 采
术 就显 得尤 其重要 ．
的动态 分析 主 要 计 算 电路 的 电 压放 大 倍 数 Ａ 、