共發(fā)射極基本放大電路教學(xué)仿真應(yīng)用

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摘要：模擬電路是一門較難學(xué)習(xí)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，學(xué)好模擬電路對(duì)后續(xù)課程的學(xué)習(xí)至關(guān)重要。放大電路是模擬電路的基礎(chǔ)，共發(fā)射極基本放大電路是學(xué)生接觸的第一個(gè)重要的放大電路。本文闡述了在教學(xué)中引入仿真使學(xué)生對(duì)共發(fā)射極基本放大電路的功能有直觀的認(rèn)識(shí)。通過修改仿真電路中某些元件的參數(shù)，使學(xué)生初步意識(shí)到共發(fā)射極基本放大電路的放大倍數(shù)該如何調(diào)整，從而自然過渡到對(duì)放大電路理論的分析學(xué)習(xí)。強(qiáng)調(diào)理論學(xué)習(xí)結(jié)合仿真，教師易于操作，學(xué)生易于理解與掌握。

關(guān)鍵詞：仿真應(yīng)用；共發(fā)射極基本放大電路；模擬電路

模電是一門比較難學(xué)習(xí)的課程，好多參數(shù)都是工程上的估算，需要經(jīng)驗(yàn)。毫無經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生很容易學(xué)糊涂了，甚至有同學(xué)說它是“魔鬼電路”。因此模電理論課堂學(xué)生躺倒一片，實(shí)驗(yàn)課堂屢屢拖堂的現(xiàn)象常常發(fā)生。放大電路是模電的重點(diǎn)，縱觀模電的內(nèi)容，幾乎大半都在學(xué)放大電路：基本放大電路、集成運(yùn)算放大電路、功率放大電路等?；痉糯箅娐肥歉黝惙糯箅娐返幕A(chǔ)，共發(fā)射極放大電路又是最常見的。學(xué)好基本共發(fā)射極放大電路對(duì)模電的學(xué)習(xí)有舉足輕重的作用。為了更好地學(xué)好共發(fā)射極放大電路，非常有必要加入電路仿真。放大電路的作用就是把小信號(hào)放大。在大會(huì)議室開會(huì)的時(shí)候，主持人的聲音不足以讓在場(chǎng)的任何一個(gè)人都聽清楚，這種時(shí)候有必要用傳感器把主持人的聲音轉(zhuǎn)換成電信號(hào)（因?yàn)殡娐分荒芴幚黼娦盘?hào)），用放大電路把這個(gè)信號(hào)放大后再推動(dòng)揚(yáng)聲器，會(huì)場(chǎng)的聲音就會(huì)足夠大，參會(huì)的人就能聽清楚了。

我們來看基本共發(fā)射級(jí)放大電路的組成。組成這個(gè)基本放大電路的元件很少:兩個(gè)電容,兩個(gè)電阻,一個(gè)三極管,一個(gè)直流電源。雖然電路的外在形式比較簡(jiǎn)單，但是因?yàn)檫@個(gè)三極管的存在（它是三端元件，即連著輸入回路又連著輸出回路）分析起來是有難度的。這么個(gè)形式簡(jiǎn)單的電路真的能放大信號(hào)嗎？同學(xué)們剛開始腦中是沒有一點(diǎn)概念的，我們可以通過仿真直觀的演示給他們看。我們選好此電路的各元件參數(shù)，在電路的輸入端輸入一個(gè)振幅為5mV的小信號(hào)，用示波器同時(shí)觀測(cè)輸入端波形和輸出端波形。比較觀察到的兩個(gè)信號(hào)，可以明顯看出輸出信號(hào)比輸入信號(hào)大了很多，近似為1000mV,為輸入信號(hào)的200倍。這就加深了同學(xué)們的認(rèn)識(shí)，輸入小信號(hào)經(jīng)過此電路的作用確實(shí)能夠被放大，明確了放大電路的意義。我們知道這是一個(gè)放大電路，那么放大倍數(shù)與電路中哪些元件參數(shù)有關(guān)呢？我們可以試著改變Rb、Rc的數(shù)值，通過仿真來直觀地看一下。先把Rb改為600kΩ，發(fā)現(xiàn)輸出信號(hào)明顯變小了，近似為650mV，見圖4。我們?cè)侔裄b改為150kΩ，我們發(fā)現(xiàn)輸出信號(hào)變大了，但是輸出信號(hào)的負(fù)半周出現(xiàn)了失真，即輸出信號(hào)的波形與輸入信號(hào)不一樣了，見圖5。由此我們有了初步的認(rèn)識(shí)，要增大放大倍數(shù)可以減少Rb電阻值，但是Rb過小，輸出信號(hào)會(huì)有失真。我們恢復(fù)Rb=400kΩ，改變Rc電阻的大小，觀察輸出波形的變化。仿真的時(shí)候可以在2kΩ的Rc支路串接一個(gè)幾千歐的滑動(dòng)變阻器（見圖6），我們從小到大調(diào)整滑動(dòng)變阻器的阻值，可以看到輸出波形隨著阻值的增大幅度是越來越大的，但是大到一定程度后輸出波形的負(fù)半周就會(huì)有失真。由此我們又有一個(gè)直觀的認(rèn)識(shí)，放大倍數(shù)與Rc有關(guān)，要增大放大倍數(shù)可以適當(dāng)增大Rc的值。

以上仿真的引入，使同學(xué)們能夠比較順利地進(jìn)入到對(duì)放大電路的學(xué)習(xí)中來。為了得到一個(gè)功能正常，放大倍數(shù)也較大的放大電路，我們自然地過渡到對(duì)到基本放大電路的靜態(tài)分析，進(jìn)而再進(jìn)入到對(duì)動(dòng)態(tài)的分析。對(duì)基本放大電路靜態(tài)和動(dòng)態(tài)理論分析的時(shí)候加入適當(dāng)?shù)姆抡嫜菔?，同學(xué)們可以更快的理解接受新知識(shí)。有了前期的仿真，對(duì)電路和結(jié)果都有了直觀的印象，虛擬儀器也都使用過了，最后做實(shí)際電路實(shí)驗(yàn)的時(shí)候也輕松很多，提高了實(shí)驗(yàn)的效率，減小實(shí)驗(yàn)設(shè)備的損壞率。所以，仿真是一種很好的教學(xué)手段，很有必要加入到平時(shí)模擬電路的教學(xué)中來。

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作者：徐美娟 單位：蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)院