“模拟电子技术”教学研究

余平 方杰 吴从兵 杨婷 徐宇宝

摘要：《模拟电子技术》的理论教学枯燥且抽象，教学中理论和实践严重脱节，学生缺乏兴趣。本文结合工科学生的培养目标，从教学内容和教学方法对《模拟电子技术》进行探讨和改革，提出了一套利于教学和学生能力培养的新方法。

关键词：模拟电子技术；放大电路；Multisim

中图分类号：G642.4 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）08-0259-02

一、课程性质

模拟电子技术课程是电气、通讯、计算机等电类专业在电子技术方面入门性质的技术基础课，具有自身的体系和很强的实践性。

二、教学内容和教学方法探讨

1.理论和实验结合。模拟电子技术课程知识点较多且比较零散，电路形式多种多样，仅仅通过传统的课堂教学很难使学生掌握知识和原理。

2.软件和理论结合。Multisim是一种EDA（Electronic Design Automation）工具，以windows操作系统为基础，为电子设计和系统测试提供计算机虚拟平台。课堂教学中，利用Multisim对电路进行仿真，首先，可以显示传统实验中难以看到的实验结果和现象。第二，可以弥补原材料实验的不足，排除仪器损坏对实验结果的影响。第三，可以设置不同故障，观察其对结果的影响。例如，软件中利用PNP和NPN管组成基极分压式的共射极放大电路，如图1。

输入的信号为10mV/1KHz的正弦波。当电路正常放大无失真时，放大电路的输出如图所示2。

当改变基极偏置电路，使两个放大电路静态工作点变高，接近饱和区，同时增大输入信号幅度，则输出端信号出现饱和失真，此时NPN放大电路表现为顶部失真，PNP放大电路表现为底部失真。如图3所示。

按照相反的方向设置参数，两个放大电路的静态工作点变低，输出端信号出现截止失真。NPN放大电路表现为顶部失真，PNP放大电路表现为底部失真。如图4所示。

通过软件仿真和理论分析结合，使学生更直观地观察饱和失真和截止失真的现象，PNP管和NPN管放大电路的输出波形失真情况完全相反。当发生饱和失真時，NPN管放大电路为底部失真，PNP管则顶部失真。发生截止失真时，NPN管放大电路为顶部失真，则PNP管为底部失真。同时有助于理解失真原因是由两种三极管工作电压极性和电流方向完全相反引起的。同时把两种三极管的放大电路结构进行比较，理解其直流电源的不同。

3.课内外知识点结合。模拟电子技术不仅知识零散，而且知识点延伸至课外。例如，NPN放大状态下载流子的传输，那么此时可以引入PNP放大状态下载流子的传输与之对比。如图5所示。

在外加电压作用下，发射区向基区发射空穴，形成射极电流I：，其方向与空穴运动方向相同，即由发射极流入三极管。

IE=IEP+IEN≈IEP （1）

基极电流IB主要由外电路补充基区复合掉的自由电子形成的，故其方向是由管子流出基极；

IB=IBP+IEN-ICBO （2）

集电极电流IC主要由收集的空穴流组成，其方向也是由管子流出集电极。

IC=ICP+ICBO （3）

由此可见，IE、IB和IC的方向正好与NPN管相反，所以PNP三极管的中发射极的箭头方向指向基极和集电极。由图中可以看出，IE、IB和IC规定的正方向与实际方向相同。

IEP=IBP+ICP （4）

IE=IB+IC （5）

从课内外知识的对比中可以看出，对于NPN和PNP内部载流子的运动不同，但是三极管的三个管脚电流关系是相同的，同时都要求发射结正偏，集电结反偏。

4.课程设计教学。引入课程设计教学，有利于学生对理论知识进行个性化实验，培养学的实际动手能力和创新能力。

三、结束语

通过理论与实验结合，软件与理论结合，课内外结合，课程设计教学对《模拟电子技术》课程进行研究，既加深了学生对抽象理论知识的理解，使复杂的理论直观、形象化，又培养了学生的主动性和积极性，培养了动手能力，为后续的各类电子类竞赛奠定基础。

参考文献：

[1]侯宁，张天瑜，杨勇.《模拟电子技术》课程教学改革的探讨与实践[J].南宁职业技术学院学报，2007，（4）.

[2]薛延侠.“模拟电子技术”课程教学改革的探讨[J].西安邮电学院学报，2009，（6）.