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[摘要]共射極基本放大電路是電工電子技術的重要內容,也是后續章節的基礎,其內容抽象,理論性強。選用一中合適的教學方法,可以把抽象問題具體化,復雜問題簡單化,達到事半功倍的效果。
[關鍵詞]共射極;基本放大電路;教學方法
電工電子技術是高等職業技術學院機械、數控、汽車、機器人等專業的專業基礎課,它包括電工技術、模電技術、數字電路技術三大模塊內容。該課程內容多學時少,學生自學教材難度大,要求教師必須要精心設計教學方法,才能把這門課教好。共射極基本放大電路是電工電子技術的重要內容,也是后續章節的基礎。其內容抽象,理論性強,而我們的學生普遍基礎較差,甚至還有一部分是文科生。在講授這個章節內容時,老師稍有怠慢,學生聽課往往就會一臉茫然,一頭霧水。筆者通過幾十年的電工電子技術教學實踐,摸索出了一些教學方法,現將共射極基本放大電路的理論教學方法分享給大家,以求達到共同提高教學效果的目的。共射極基本放大電路是怎么實現對電壓信號放大的呢?放大后的信號為什么是反相的?學生要想理解這兩個知識點,必須具備的基礎知識是三極管電容器的結構、作用、性能以及基爾霍夫定律和電路的識圖能力。筆者選用的教學方法是儀器演示和例題計算,具體教學步驟如下。
1用多媒體展示共射極基本放大電路圖
按圖講解哪部分是輸入電路,哪部分是輸出電路以及輸入信號輸出信號各在什么位置。
2介紹電路中各個元器件在電路中的作用
按照從左向右的順序逐一介紹,從正反兩方面講解,先講元器件的作用,再假設如果去掉它會出現什么結果。重點難點可以多講兩遍,比如Rc實現了把三極管對電流的放大轉化成了對電壓的放大,直流電源提供偏置電流。講完這一內容停頓一兩分鐘,讓學生消化思考。之后可以提問,讓學生回答。
3用信號發生器、示波器、模擬電路箱顯示輸入信號和輸出信號波形
在示波器顯示出的信號上指出什么是直流電壓放大,什么是交流電壓放大,并讓學生觀察輸出信號與輸入信號的相位關系。直流電壓放大學生容易理解,關鍵是要講清楚流電壓放大的結果是振幅變大。因為交流電的強弱是用有效值衡量的,而有效值等于振幅的根號二分之一,所以振幅變大,有效值就變大了,交流信號就變強了。講解什么是交流電壓信號變強,看起來是有些多余,實則很有必要,多年的教學實踐告訴我必須給學生建立這一基礎知識的連接。這一教學步驟最后是拋給學生兩個問題即“輸出信號為什么和輸入信號反相”,“怎么實現信號放大的”。
4用例題講解交流信號變強且反相的原理例題:
看圖1,已知ui=5sinωt(mv),Rc=1K,Rb=265K,Vcc=6V,Xc1=300Ω,Ri=400Ω(Ri為輸入回路的總電阻),β=100.求uCE,uo解題:(1)分析。看圖2,輸入回路中,交流信號弱,Rb=265K,所以交流信號在Rb上產生的電流可以忽略不計,即ib=ii。集電極和射極間的電壓等于直流電源電壓減去RC兩端的電壓,RC兩端的電壓等于通過此電阻的電流ic乘以該電阻的阻值,ic等于三極管的放大倍數乘以基極電流iB,基極電流是有直流和交流兩部分組成,基極直流電流等于直流電源電動勢減去發射結的正向導通電壓再除以偏置電阻Rb的阻值,基極的交流電流等于輸入端的信號電壓除以輸入回路的阻抗模,輸出電壓uo等于集電極和發射極間的電壓uCE減去其中的直流成分。(2)計算。按照分析步驟計算,結果是uCE=4-sinωt(v),uo=-sinωt(v)。(3)畫圖。讓同學們把計算結果用波形圖表示表示出來。(4)教師布置一道類似的練習題讓學生練習。(5)布置思考題讓學生思考討論。在例題中輸入信號和輸出信號的振幅各是多少?信號是否放大了?放大了多少倍?從例題中哪個地方可以看出輸出信號與輸入信號反相?為什么是反相的?該電路是怎么實現電壓信號放大的?采用這種教學方法和教學過程,條理清晰,層次遞進。示波器顯示的信號圖形給學生一個直觀印象并產生一系列的問號:這個電路為什么可以放大信號?放大了以后為什么又反相了呢?學生帶著這些疑問來聽例題講解和計算練習,隨之腦海中的問號變成了感嘆號。
作者:付秀芝 單位:湖北襄陽職業技術學院