模拟电子技术课程教学研究

唐 莺 翁飞兵 陈棣湘

国防科技大学机电工程与自动化学院 湖南长沙 410073

模拟电子技术课程教学研究

唐 莺 翁飞兵 陈棣湘

国防科技大学机电工程与自动化学院 湖南长沙 410073

模拟电子技术是一门重要的技术基础课，内容多、涉及面广。学生对此课程的学习态度、掌握程度直接影响后续课程的学习。总结了该课程授课过程中应当注重的几个方面，强调营造思考的课堂氛围，激发学生的学习热情，引导学生自主学习。

模拟电子技术；教学研究；应用引导

模拟电子技术是我校面向低年级工科专业本科生开设的一门重要的电子技术类基础课程。它同电工与电路基础、数字电子技术共同构成电工电子系列课程，其工程性、实践性和灵活性都很强，在构建学生电子技术基本理论、基本技能和创新能力方面具有不可替代的作用。但学生普遍反映模拟电子技术学起来较为吃力，主要原因有：(1)预修课程大学物理、电工与电路基础等偏重于理论分析，而模拟电子技术偏重于实际应用，其研究问题、分析问题的方法与其他课程大为不同：既强调理论的系统性、又强调概念的物理意义。(2)涉及面广、内容多、主线不清晰，基本概念比较抽象，学生深感应接不暇。(3)传统的理论教学方法单一，理论与实践结合不够紧密，原本比较实际具体的研究对象并没有使学生在理论与实践的衔接过程中变得容易。如何让学生建立“信号放大”的概念，从工程的角度思考和处理问题，激发对此课程的兴趣，笔者对模拟电子技术教学实践中如何帮助学生加深理论知识的理解、激发学习兴趣、提高教学效果进行了总结。

1 注重与前述课程的衔接

我校为模拟电子技术开设的预修课程为电工与电路基础，它偏重于理论分析，而模拟电子技术偏重于实际应用。可以认为，模拟电子技术是电工与电路基础课程的大作业，它需要应用基尔霍夫定律、戴维南定理、二端口网络等电路的基本理论和分析方法求解。因此，在授课伊始，要求学生复习欧姆定律、基尔霍夫定律和戴维南定理，并在课堂上抽出1学时左右带领学生回顾电路的基本概念。

让学生明确求解电路的目的是获知基本的物理量：支路的实际电流大小和方向及任意两点间的电压的真实大小和方向。由于实际应用中，难以直接观察出电流的实际方向和电压降的方向，所以引入电压、电流的参考方向。当电压和电流的参考方向一致(电流的流向与电压降方向相同)时是关联参考方向。在设定参考方向后，具体分析时视电路情形可采用网孔电流法、节点电压法、戴维南定理等进行计算。而上述方法和定理以基尔霍夫定律为基础。

在复习欧姆定律时特别注意电压和电流参考方向之间的关联和非关联；复习基尔霍夫电压定律时要强调回路的绕向可任意制定。

在模拟电子技术学习过程中，放大电路交流性能指标中输出电阻的求解就是求戴维南内阻，晶体管的小信号等效模型就是二端口网络h参数等效模型。通过模拟电子技术的学习，使学生对电工与电路基础基本知识的理解程度得以提升。

2 注重本课程的工程性

所谓工程性就是要从工程的角度思考和处理问题。模拟电子技术的课程内容中十分重要的部分是小信号放大，对于放大电路的性能求解强调在性能指标基本满足的前提条件下允许存在一定的误差，很多时候用到“估算”，但近似分析要合理。图1所示是一静态工作稳定电路，又称为分压式基本共射放大电路，设共射直流电流放大系数β为50。我们在教学过程中，针对图1电路的静态工作点的分析计算，总结3种常用方法。

图1 静态工作点稳定电路

算法1：直接计算

图1(b)是图1(a)的直流通路，直接列方程组求解如下：

设晶体管的材料为硅管，发射结压降UBEQ为0.7V，代入相应的参数值，可计算得静态工作点见表1。

表1 3种算法下静态工作点

算法2：利用戴维南定理进行计算

将图1(c)左图中所示直流通路的虚线框内电路部分进行戴维南等效，等效后的电路图如图1(c)右图所示。等效后的电压源VBB及等效电阻RB的值分别为：

根据图1(c)右图所示电路可得基极电流的计算公式：

进而求得静态工作点值与算法1完全一致。

算法3：近似估算法

当(1 + β)RE＞＞ RB1//RB2，即图1(b)所示电路中的电流I1,I2＞＞ IBQ，利用下述方程组可求得静态工作点见表1。

从表1可知，利用估算法进行计算的算法3与精确计算的算法1与算法2结果十分相近，但比较这3种解题思路，学生了解算法3是最适合工程计算的近似方法，且计算过程要简单得多。

3 注重多种教学手段的合理应用

为提高学生学习的积极性，增加课堂理论授课和实验教学的生动性，帮助学生对理论知识的理解和深化，提高学生的学习兴趣，在教学中引入Multisim仿真软件进行辅助教学，使得多种教学手段得到合理应用。

笔者使用的仿真软件Multisim10是美国NI公司推出的电路仿真和设计软件，它具有操作界面简单、运行速度快等优点，是电工电子学教学首选软件工具。我们在Multisim仿真平台上建立图1(a)所示分压式基本共射放大电路仿真模型，在放大电路输入端输入信号频率为1Hz的正弦波，设置电阻RB1为不同参数值，改变输入信号的有效值，使晶体管分别工作在放大、截止及饱和状态，利用虚拟仪表测量静态工作点，虚拟仪器观察输入/输出波形情况，失真状态下的仿真电路及波形如图2所示，仿真参数及管压降见表2。

图2 分压式共射放大电路及输出波形

表2 仿真参数及管压降

结合图2所示输出电压波形和表2所示的参数，获知静态工作点偏高(低)且输入电压有效值较大时将出现饱和(截止)失真。在理论授课时进行实时仿真演示可帮助学生对设置合适静态工作点必要性的理解，取得了良好的教学效果；同时要求学生在实验前自行进行仿真实验，使学生熟悉电路的设计功能、设计方法和参数选择原则。

4 结束语

总结了提高模拟电子技术教学效果应注重的几个方面，列举的事例只是所进行实践的一部分。为了更好引导学生提高获取、分析和处理信息的能力，提高教学效果，建设以学生为主体的主动学习和创造性学习的本科教学模式，提高学生的创新性思维，还有待于进一步的教学改革。

[1] 刘贵栋，王淑娟.应用Multisim的电子技术基础研究性教学实践[J].电气电子教学学报，2010，3

[2] 侯加林，娄伟.模拟电子技术课程的教学方法改革[J].电气电子教学学报，2008，30(3)

[3] 李月乔，宗伟.模拟电子技术基础教学方法的思考与体会[J].电气电子教学学报，2007，29(5)

Study in anolog electronic technology teaching course

Tang Ying, Weng Feibing, Chen Dixiang
National university of defense technology, Changsha, 410073, China

The anolog electronic technology is a very signif cant technologic fundamental course. The course contents involves to widely and more complicated. The attitude and quality in learning of this course affects directly the study of followed course. This paper presents how to construct a thinking circumstance in classes and cultivate the students’ ability to study by them and so on.

anolog electronic technology; study-based teaching; application guide

2011-04-07 稿件编号：1104035

唐莺，硕士，副教授。