Proteus仿真软件在中职《模拟电子技术基础》教学中的应用

文珠海市理工职业技术学校 张 箭

Proteus是目前较为先进和成熟的仿真实验工具，将Proteus软件应用于仿真教学中，使模拟电子技术的学习变得形象、直观，把不可见的电子运动转为实际效果，引起学生的学习热情与兴趣，能取得较好的教学效果。

一、背景分析

笔者根据几年的教学实践,结合企业调查,针对在《模拟电子技术》教学中存在的问题,对教学内容进行了改革,从最初的重理论、重知识体系的传授转换到重实际应用、重实操技能，改变传统的教学模式,引入先进的五步教学法，以项目引入情景、理论讲授、Proteus仿真、实操训练、验证结果相结合的方法,增强了学生学习兴趣,提高了学生的实操技能,较好地解决了中职学生理论基础薄弱、上课状态不佳、易走神、玩手机、睡觉和吵闹等情况发生，取得了比较好的效果。

二、Proteus仿真介入

Proteus软件是英国Lab Center Electronics公司出版的EDA工具软件。它不仅具有其他EDA工具软件的仿真功能，还是目前比较好的仿真外围器件的工具。并且可以从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，在《模拟电子技术》的学习过程中我们主要使用它的仿真功能，帮助学生理解半导体元件的特性和电路原理的分析。《模拟电子技术》是电子专业技术的一门入门性质的基础课，模拟电路主要讲的是常用半导体器件、基本放大电路、集成运放放大器、放大电路的频率响应、放大电路中的反馈、信号的运算及处理、波形的产生与信号的处理、功率放大电路和直流电源等。在《模拟电子技术》教学中采用Proteus仿真软件创造了虚拟实验环境，将大大加强中职生学习模电的兴趣，有利于电子元件的识别与检测的认识、电路的测试与分析、电路制作(或焊接)与调试使得枯燥乏味的理论课程变得生动、有趣、易学。

下面已几个具体实际案例来说明一下如何借助采用Proteus仿真软件进行模电技术基础的演示教学。

三、电子元件在Proteus仿真

《模拟电子技术》课程中在学习二极管、三极管等晶体管结构、特性等内容时，我们以学习二极管为例，先让学生熟悉Proteus仿真软件，然后在教师的指导下画出二极管伏安特性测试电路，如图1所示正向伏安特性测试电路。待测二极管V的正极通过限流电阻R和电位器R_p与电源正极连接，它的负极通过毫安表(mA)与电源G的负极连接，通过调节R_p使二极管两端的正向电压从零开始逐渐增大，通过电压表(V)和毫安表(mA)，读出一组正向电压V_F和正向电流I_F的对应数值(为大于零的值)列出正向伏安特性数据表，同理，反接二极管可以得出反向伏安特性数据表。显然，运用Proteus仿真软件可以非常容易地画出二极管的伏安特性曲线。通过对正向特性曲线的分析很容易得出二极管的正向特性，即二极管的单向导电性以及硅管截止电压约为0.5V,锗管截止电压约为0.3V。硅管导通电压约为0.7V,锗管导通电压约为0.3V。由此可见Proteus仿真软件可以帮助我们深入地认识电子元件的特性以及检测方法。消除了以往学习电子元件的困难，又激发了学生的学习兴趣，Proteus仿真软件作为一个学习的辅助工具，能够让学生通过仿真把抽象的半导特性理解清楚，有利于学生该科课程的学习。

四、直流稳压电源Proteus仿真分析

直流稳压电源是一种当电网电压变化时，或者负载发生变化时，输出电压能基本保持不变的直流电源。用Proteus仿真软件分析串联型晶体管稳压电源，电路的稳压原理如下：调整管V_1 工作在放大区，它与负载串联，输出电压V_O=V_1-V_CE,通过V_CE的变化来调整V_O。运用Proteus仿真电网电压变动或负载电阻变化。使输出电压V_O增加，由于基级电压V_B被稳压二极管稳住不变，V_BE=V_B-V_O,则V_BE要减小，基极电流I_B也相应减小，于是调整管V_1的集电极，发射极等效电阻增加，管压降V_CE增加，结果促使输出电压V_O下降，达到维持稳定不变的效果。

五、课堂效果与成效

在模拟电子教学中应用Proteus进行辅助教学中，将难以理解的知识通过仿真变得更易吸收，降低了学习的难度，缩短了从理论到实践的过程，有效提高了教学质量以及学生的学习兴趣，起到了便于理解学习的作用，使学生能从学习实践中体验到学习的乐趣，增强了学习自信心。