浅谈模拟电子技术的学习难点及教学策略
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2024年模电学习心得模拟电子技术学习心得一、引言模拟电子技术是现代电子技术的重要分支之一,广泛应用于各个领域。
在我个人的学习过程中,我对模拟电子技术有着浓厚的兴趣,并努力深入学习和研究。
通过一段时间的学习和实践,我深刻认识到模拟电子技术的重要性,并积累了一些学习心得,现在将与大家分享。
二、理论学习1. 基本原理的掌握模拟电子技术的学习首先要掌握其基本原理和基本电路。
对于模拟电路中的放大电路、滤波电路、振荡电路等,我们要理解其基本原理和特点,并学会运用基本电路进行分析和设计。
2. 整体把握在学习模拟电子技术时,要将各个知识点联系起来,形成整体框架。
只有将各个知识点的联系与共性找到,才能更好地理解和应用模拟电子技术。
3. 多思考多实践模拟电子技术是一门实践性很强的学科,光靠理论是远远不够的。
要通过多思考和多实践,将理论知识运用到实际中。
在实践中,我们会遇到各种问题和挑战,通过解决这些问题,我们才能真正地理解和掌握模拟电子技术。
三、实践应用1. 真实项目的参与在学习过程中,我经常参与一些实际项目,并运用模拟电子技术解决实际问题。
通过参与项目,我不仅加深了对模拟电子技术的理解,还学会了团队合作和解决问题的能力。
2. 实验与仿真通过实验和仿真,我们可以更深入地理解和掌握模拟电子技术。
实验是检验理论的真理性和实用性的重要手段,通过实验我们可以验证理论的正确性,并对实验结果进行分析和评估。
仿真则是在计算机上进行模拟实验,可以帮助我们更方便地进行实验设计和参数调整。
3. 不断更新知识模拟电子技术的发展非常快,新的理论和技术层出不穷。
作为学习者,我们要时刻保持学习的状态,不断更新知识,紧跟技术的发展步伐。
可以通过阅读专业书籍、参加学术会议和研究项目等方式,保持对模拟电子技术的关注和研究。
四、心得体会通过学习模拟电子技术,我不仅对电子技术有了更深入的认识,还培养了问题解决的能力和创新思维。
模拟电子技术的学习需要大量的实践和动手能力,通过实践和思考,我锻炼了自己的实践能力和动手能力,也增加了对电子技术的兴趣和热爱。
模拟电子技术课程教学改革模拟电子技术是电子工程领域的一个重要分支,涉及到模拟信号处理、模拟电路设计等内容,对学生的理论基础和实践能力要求较高。
近年来,随着科学技术的不断发展和电子行业的迅猛增长,模拟电子技术课程教学也面临着一系列挑战和改革的需要。
本文将从课程设置、教学方式、实践环节等方面探讨模拟电子技术课程教学改革的相关问题,并提出一些改革建议。
一、课程设置模拟电子技术课程教学改革的第一步是对课程设置进行合理规划和调整。
随着数字电子技术的快速发展,学校教学大纲应该及时追踪并修订相关课程内容,包括对模拟电子技术理论和实践知识的全面梳理和更新,以满足学生对模拟电子技术综合素质的需求。
应该注重结合当前工程实践的需求来设置课程,增加一些新的专业课程,如深入学习模拟信号处理、集成电路设计和分析等内容,使学生掌握更加丰富和实用的知识,提高其在实际工程中的应用能力。
二、教学方式传统的模拟电子技术教学方式以理论讲解为主,辅之以实验室实践,这种教学方式已经不能完全满足当前学生对知识获取和能力培养的需求。
理论教学应该与实践教学有机结合,开设一些案例分析和实际项目开发等课程,提高学生的实际操作能力和工程实践能力。
还可以采用“项目式教学”、“问题驱动教学”等新型教学方法,通过学生参与不同类型的工程项目来增强其工程实践能力和综合素质,培养学生的团队合作精神和解决问题的能力。
三、实践环节模拟电子技术课程教学中的实践环节是必不可少的,它是学生将理论知识应用到实际中的重要途径。
在改革的过程中,应该加强对实验室设施的改造和更新,更新实验室设备,引进新型的测试仪器和设备,完善实验室的软硬件环境,以改善学生的实验条件。
鼓励学生参与科技创新和实验室项目,并为他们提供更多的科研机会和创新空间,如组织学生进行科研课题的研究和成果的展示,参与国际性的科技赛事等,拓宽其科学研究的眼界,提升其创新意识和应用能力。
四、课程评价改革模拟电子技术课程教学还需要对课程评价机制进行改革。
《模拟电子技术基础》教学教案第一章:绪论1.1 教学目标了解模拟电子技术的基本概念和应用领域。
掌握模拟电子技术的基本原理和电路组成。
理解模拟电子技术的发展历程和趋势。
1.2 教学内容模拟电子技术的定义和特点。
模拟电子技术的应用领域。
模拟电子技术的基本原理。
模拟电子电路的组成。
模拟电子技术的发展历程和趋势。
1.3 教学方法采用讲授法,讲解模拟电子技术的基本概念和原理。
利用示例电路图,展示模拟电子电路的组成和功能。
引导学生进行思考和讨论,理解模拟电子技术的发展趋势。
1.4 教学资源教材:《模拟电子技术基础》课件:模拟电子技术的基本概念和原理。
示例电路图:展示模拟电子电路的组成和功能。
1.5 教学评估课堂提问:了解学生对模拟电子技术的基本概念和原理的理解程度。
作业布置:让学生绘制和分析示例电路图,巩固对模拟电子电路组成和功能的理解。
第二章:放大电路2.1 教学目标掌握放大电路的基本原理和分类。
理解放大电路的性能指标和参数。
学会分析放大电路的工作状态和特点。
2.2 教学内容放大电路的定义和作用。
放大电路的分类和基本原理。
放大电路的性能指标和参数。
放大电路的工作状态和特点。
2.3 教学方法采用讲授法,讲解放大电路的基本原理和分类。
通过示例电路图,展示放大电路的性能指标和参数。
引导学生进行实验观察和数据分析,理解放大电路的工作状态和特点。
2.4 教学资源教材:《模拟电子技术基础》课件:放大电路的基本原理和分类。
示例电路图:展示放大电路的性能指标和参数。
实验设备:进行放大电路的实验观察和数据分析。
2.5 教学评估实验报告:评估学生对放大电路性能指标和参数的理解和应用能力。
第三章:滤波电路3.1 教学目标掌握滤波电路的基本原理和分类。
理解滤波电路的功能和应用。
学会分析滤波电路的特性和解算。
3.2 教学内容滤波电路的定义和作用。
滤波电路的分类和基本原理。
滤波电路的功能和应用。
滤波电路的特性和解算。
3.3 教学方法采用讲授法,讲解滤波电路的基本原理和分类。
一、教学目标1. 了解模拟电子技术的基本概念、原理和应用。
2. 掌握常用的模拟电子器件(如电阻、电容、电感、二极管、三极管等)的工作原理和特性。
3. 学习模拟电路的基本分析方法(如叠加原理、戴维南-诺顿定理等)。
4. 熟悉模拟信号的放大、滤波、调制等处理方法。
5. 培养学生的实验操作能力和解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 模拟电子技术的基本概念和术语。
2. 常用模拟电子器件的工作原理和特性。
3. 模拟电路的基本分析方法。
4. 模拟信号的放大、滤波、调制等处理方法。
5. 实际应用案例分析。
三、教学方法1. 采用讲授法,讲解模拟电子技术的基本概念、原理和应用。
2. 利用实验演示法,让学生直观地了解模拟电子器件的工作原理和特性。
3. 运用案例分析法,分析模拟信号的放大、滤波、调制等处理方法在实际应用中的具体实例。
4. 开展课堂讨论,鼓励学生提问、发表见解,提高学生的主动学习能力。
5. 布置课后作业,巩固所学知识,培养学生的实际操作能力。
四、教学准备2. 实验设备:电阻、电容、电感、二极管、三极管等模拟电子器件,示波器、信号发生器等实验仪器。
3. 教学课件:制作相关章节的教学课件,以便于课堂讲解和演示。
五、教学评价1. 平时成绩:考察学生的课堂表现、提问、讨论等情况,占总评的30%。
2. 课后作业:布置课后作业,检查学生对知识的掌握程度,占总评的30%。
4. 期末考试:考察学生对整个课程的掌握情况,占总评的20%。
六、教学安排1. 课时:共计32课时,每课时45分钟。
2. 授课方式:课堂讲解与实验相结合。
3. 教学进度安排:章节一:模拟电子技术的基本概念和术语(第1-4课时)章节二:常用模拟电子器件的工作原理和特性(第5-8课时)章节三:模拟电路的基本分析方法(第9-12课时)章节四:模拟信号的放大、滤波、调制等处理方法(第13-16课时)章节五:实际应用案例分析(第17-20课时)章节七:实验与实践(第23-28课时)章节八:课程设计(第29-32课时)七、教学注意事项1. 注重理论与实践相结合,通过实验让学生更好地理解模拟电子技术的基本概念和原理。
2024年模拟电子教学改革思路一、教学内容更新随着电子技术的飞速发展,模拟电子技术的教学内容也需要不断更新以适应时代的需求。
传统的模拟电子技术课程往往侧重于理论知识的传授,而忽视了实际应用和前沿技术的介绍。
因此,在教学内容更新方面,应注重以下几个方面:首先,加强基础理论的讲解。
模拟电子技术是一门理论性很强的学科,扎实的理论基础是学好这门课程的关键。
因此,在教学内容中应涵盖电路分析、信号与系统、电子器件等基础知识,并注重理论知识的系统性和完整性。
其次,引入新的电子技术和应用领域。
随着电子技术的不断发展,新的技术和应用领域不断涌现。
在教学内容中,应适当引入如集成电路、信号处理、传感器技术等新的领域和技术,使学生能够更好地了解电子技术的发展前沿和实际应用情况。
最后,注重实践性和创新性的内容。
模拟电子技术是一门实践性很强的学科,应注重培养学生的实践能力和创新意识。
在教学内容中,可以加入一些设计性、综合性的实验项目,引导学生通过实践探索电子技术的应用和创新。
二、实践环节强化实践环节是模拟电子技术教学中不可或缺的一部分。
通过实践环节,学生可以更好地理解和掌握理论知识,提高解决实际问题的能力。
因此,在模拟电子技术教学改革中,应强化实践环节的设置和实施。
首先,增加实验课时和实践项目。
通过增加实验课时和实践项目,可以让学生有更多机会进行实践操作和探索。
实验项目应具有一定的难度和挑战性,能够激发学生的兴趣和积极性。
其次,加强实验室建设和设备更新。
实验室是实践教学的重要场所,应保证实验设备的先进性和完备性。
同时,应加强对实验设备的维护和更新,确保实验教学的顺利进行。
最后,引入企业实践项目。
与企业合作,引入实际项目,可以让学生接触到真实的工作环境和技术需求,更好地了解电子技术的应用场景和发展趋势。
三、教学方法创新教学方法是影响教学效果的重要因素之一。
在模拟电子技术教学改革中,应注重教学方法的创新和改进。
首先,采用多种教学方法相结合。
学习模拟电子技术的计划一、背景介绍模拟电子技术是电子工程中的一个重要分支,主要研究模拟信号的处理和传输。
模拟电子技术在通信、电力、医疗、汽车等领域都有广泛的应用。
因此,学习模拟电子技术对于电子工程师来说是非常重要的。
二、学习目标1. 掌握模拟信号的基本理论和相关技术。
2. 熟练掌握模拟电路设计和分析的方法。
3. 了解模拟电子设备的工作原理和应用。
4. 提高解决模拟电子技术问题的能力。
三、学习内容1. 模拟信号的基本概念和特点。
2. 模拟电路的基本元件和电路设计方法。
3. 模拟电子设备的工作原理和应用。
4. 模拟电子技术在通信、电力、医疗、汽车等领域的应用。
5. 实际案例分析和解决问题的方法。
四、学习计划1. 阅读相关资料,了解模拟电子技术的基本概念和理论知识。
2. 学习模拟电路设计和分析的方法,掌握常见电路的设计原理和计算方法。
3. 实践操作,使用模拟电子设备进行实验,熟悉设备的工作原理和应用。
4. 参与相关项目,在实际项目中应用模拟电子技术,提高解决问题的能力。
5. 深入研究模拟电子技术在不同领域的应用,分析案例并总结经验。
五、学习方法1. 多阅读相关专业书籍和论文,了解模拟电子技术的最新发展。
2. 注重实际操作,多参与实验和项目,提高实践能力。
3. 多和老师、同学和业界专家交流,学习他们的经验和观点。
4. 培养耐心和细致的做事习惯,确保学习过程中的每个环节都能够仔细把握。
六、学习评估1. 定期进行学习成绩的自我评估,总结学习中遇到的问题和困难。
2. 参加相关考试和比赛,测试自己的学习成果和能力。
3. 向老师和同学请教,及时纠正学习中存在的问题。
七、学习资源1. 图书馆、网络资源:可以借阅相关专业书籍和期刊,也可以通过网络获取最新的模拟电子技术资料。
2. 实验室设备:可以通过实验室设备进行实践操作,加深对模拟电子设备的理解。
3. 老师和同学:可以向老师和同学请教和交流,获取最直接的学习帮助和指导。
《模拟电子技术基础》教学教案一、教学目标1. 知识与技能:(1)掌握模拟电子技术的基本概念、原理和应用;(2)熟悉常用模拟电子元件的工作原理和特性;(3)学会分析模拟电路的基本方法,并能应用到实际问题中。
2. 过程与方法:(1)通过实例讲解,培养学生的动手能力和实际操作技能;(2)采用小组讨论、问题解答等方式,提高学生的合作能力和解决问题的能力;(3)注重培养学生分析问题、解决问题的能力,提高学生的创新思维。
3. 情感态度与价值观:(1)培养学生对模拟电子技术的兴趣和爱好,激发学生学习热情;(2)培养学生勇于探索、积极思考的科学精神;(3)培养学生团队协作、资源共享的良好品质。
二、教学内容1. 第四章:常用模拟电子元件(1)电阻、电容、电感的工作原理和特性;(2)二极管、晶体管的工作原理和特性;(3)集成运算放大器的原理和应用。
2. 第五章:模拟电路分析方法(1)电压放大电路的分析和设计;(2)反馈电路的原理和应用;三、教学资源1. 教材:《模拟电子技术基础》;2. 实验室设备:电阻、电容、电感、二极管、晶体管、集成运算放大器等元器件和实验仪器;3. 多媒体教学设备:PPT、教学视频等。
四、教学过程1. 导入新课:通过实例介绍模拟电子技术在生活中的应用,激发学生学习兴趣;2. 讲解基本概念和原理:PPT展示,结合实物讲解,让学生直观了解元器件的工作原理和特性;3. 分析实际电路:引导学生运用所学知识分析实际电路,培养学生的动手能力和实际操作技能;4. 小组讨论:针对实际电路,进行小组讨论,培养学生的合作能力和解决问题的能力;五、教学评价1. 平时成绩:考察学生的出勤、课堂表现、作业完成情况等;2. 实验报告:评价学生在实验过程中的操作技能、问题分析和解决能力;3. 期末考试:全面测试学生对课程知识的掌握程度。
六、教学内容6. 第六章:模拟信号的运算与处理(1)集成运算放大器的基本应用;(2)模拟信号的加法、减法、乘法、除法运算;7. 第七章:模拟信号的转换(1)模拟信号与数字信号的相互转换;(2)模数转换器(ADC)和数模转换器(DAC)的工作原理;(3)模拟信号转换技术的应用。
模拟电子技术教程教学设计一、教学内容本节课的教学内容选自《模拟电子技术教程》的第五章,主要介绍了运算放大器的基本概念、性质及应用。
具体内容包括运算放大器的组成、符号表示、输入输出特性、共模抑制比、差模放大倍数等。
二、教学目标1. 使学生了解运算放大器的基本概念,理解其组成及符号表示;2. 培养学生掌握运算放大器的输入输出特性,能分析实际电路中的信号放大过程;3. 培养学生理解共模抑制比和差模放大倍数的概念,并能运用到实际电路分析中。
三、教学难点与重点重点:运算放大器的基本概念、符号表示、输入输出特性;难点:共模抑制比和差模放大倍数的计算及应用。
四、教具与学具准备教具:黑板、粉笔、投影仪、教案;学具:课本、笔记本、三角板、计算器。
五、教学过程1. 实践情景引入:介绍运算放大器在实际电路中的应用,如模拟信号放大、滤波、积分、微分等;2. 讲解运算放大器的基本概念,示例说明其组成和符号表示;3. 分析运算放大器的输入输出特性,通过示例电路图引导学生理解信号放大过程;4. 讲解共模抑制比和差模放大倍数的定义,演示计算方法,并进行实际电路分析;5. 课堂练习:让学生运用所学知识分析实际电路,求解信号放大倍数;7. 布置作业。
六、板书设计板书内容主要包括:运算放大器的组成、符号表示、输入输出特性、共模抑制比、差模放大倍数等。
七、作业设计1. 题目:已知一个放大电路,其中运算放大器的差模放大倍数为100,共模抑制比为40dB,求该电路的信号放大倍数。
答案:信号放大倍数为100。
电路图:(在此处插入电路图)答案:信号放大倍数为50。
八、课后反思及拓展延伸本节课通过实际电路分析,使学生掌握了运算放大器的基本概念、符号表示、输入输出特性,以及共模抑制比和差模放大倍数的计算方法。
但在课堂上,对于共模抑制比和差模放大倍数的理解仍有一定难度,需要在课后加强巩固。
拓展延伸:研究运算放大器在其他电子电路中的应用,如滤波、积分、微分等,提高学生对运算放大器的认识和应用能力。
浅谈模拟电子技术的学习难点及教学策略作者:刘芸陆洪毅王学慧来源:《大学教育》2015年第01期[摘要]电子技术是研究用电子电路对各种电信号进行分析处理的技术,应用面极其广泛,具有自身的理论和实践体系。
学会用工程近似方法处理问题,认识各种常用单元电路,学会常用仪器仪表使用和实际电路测试,是“模拟电子技术基础”教学的基本要求。
针对学生在学习时存在的诸多难点问题,以上教学策略的实施能有效地解决一些疑难问题,帮助学生提升学好模拟电子技术的信心,激发进一步钻研电子技术的兴趣。
[关键词]模拟电子技术教学策略单元电路[中图分类号] TN710.4 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2015)01-0120-04一、引言电子技术是研究用电子电路对各种电信号进行分析处理的技术,应用面极其广泛,具有自身的理论和实践体系。
“模拟电子技术基础”作为电子技术方面入门性质的课程,是电气、电子信息类等专业本科学生必修的一门技术基础课。
该课程主要介绍半导体器件的基本特性、模拟电路及系统分析和设计的基本理论、基本方法和基本技能。
由于半导体器件和模拟电路种类繁多,性能复杂,分析和设计方法具有很强的工程性和实践性,因此初学者往往感到这门课程很难学,戏称“模电”为“魔电”。
究竟这门课程的学习难在哪?在教学中如何化解这些难点问题,本文结合作者的教学实践进行了一些探讨。
二、模拟电子技术的主要学习难点(一)元器件特性难理解电子电路是由二极管、三极管等半导体器件和电阻、电容等无源元件组成的实用电路,包含模拟电路和数字电路两大类。
模拟电子技术主要学习模拟电路的分析计算方法,其基本思想是运用线性电路的基本理论和方法,通过求解电路中电压、电流等物理量,来分析模拟电路的各项性能指标,或确定电路中元器件的参数值。
由电路理论我们知道:基尔霍夫电压电流定律(KVL、KCL)和元器件的电压电流关系(VAR)是求解电压、电流的两个基本出发点。
因此模拟电子技术课程首先介绍半导体器件的基本特性及VAR。
常用的半导体元器件有二极管、三极管和场效应晶体管等。
对器件工作特性的理解,涉及到半导体PN结微观机理、器件端口非线性VAR、电容效应、主要参数和温度特性等诸多内容,尤其是三极管和场效应晶体管是三端元件,端与端之间的VAR更加复杂。
这些半导体元器件表现出的非线性VAR的复杂性及温度特性让初学者感到头绪乱、难理解。
(二)工程近似方法难适应在接触模拟电子技术之前,学生被训练成的思维模式是习惯用精确计算方法分析解决问题。
而在模拟电子技术中,常采用工程近似方法,即根据实际情况采用不同的简化方法分析各种电子电路。
近似体现在具体情况具体分析,突出主要矛盾,简化电路的分析计算模型,这种近似虽然会造成计算精度上的误差,但可以大大地简化分析计算的难度和工作量,而且也完全符合实际电子电路的精度要求。
在模拟电路的分析计算中,有多种近似处理方法,如基本放大电路的交直流分析,对三极管采用不同的近似模型;运放应用电路的分析,对运放采用理想化的近似;功放电路的功率计算,采用大信号图解分析对功率管做有效的近似,等等。
学生头脑中本来还没有这种工程近似分析的思维方式,一下子面对这么多近似化简的具体情况,容易不知所措,难适应。
(三)交直流的作用和相互影响难想象最基本的模拟电路是放大电路,即对输入的模拟信号进行放大处理。
放大电路也是构成各种功能模拟电路的基本电路。
在分析放大电路时,一般用正弦波表示输入的模拟信号,而电路要起到正常的放大作用,需要加直流电源,以保证电路中的三极管处于放大的状态,同时还需要设置合适的静态工作点,以保证能对输入信号进行不失真的放大。
因此在实际的放大电路中,直流电源的作用和交流信号的作用总是共存的,但在分析计算时,往往采用分别计算方式,即在直流等效电路中计算静态工作点,在交流等效电路中计算动态参数。
在这些分析计算中,交直流电压电流是如何相互影响的?何处体现出了这种影响?对用图解法定性分析这种影响,学生往往不容易理解。
另外模拟电路都是反馈电路,放大电路引入负反馈以改善电路的性能,信号产生器电路引入正反馈以实现振荡。
由于反馈作用,输出端的电压电流会影响输入端的电压电流,有的只有交流影响,有的只有直流影响,有的交直流影响共存,这种电压电流相互影响关系使得电路分析计算更加复杂,学生更是难以想象这种作用对电路性能的影响。
(四)基本单元电路种类繁多性能各异难掌握尽管当今电子技术发展日新月异,新的电子产品层出不穷,电路系统的集成度越来越高,功能越来越全,但是构成这些电路系统核心的基本单元电路基本上没有变化。
掌握这些基本单元电路的电路结构,学会分析计算这些电路的性能指标,是模拟电子技术课程的学习目标。
模拟电路系统的基本单元电路包括低频电子电路和高频电子电路。
“模拟电子技术基础”课程主要涉及低频电子电路的分析与计算,其中包含了许多基本单元电路,如晶体三极管基本放大电路的三种组态;场效应管放大电路三种组态;功率放大电路;多级放大电路;差分式放大电路;电流源电路;反馈电路;集成运放电路及应用电路;稳压电路等等。
这些单元电路各有其基本的电路结构和性能特点,在分析计算时,考虑的细节问题不同,采用的近似方法也不同。
如基本放大电路的作用是不失真地放大微小的输入信号,采用微变等效电路模型进行分析计算,而功率放大电路的作用是输出大功率,即在电路的输出端得到尽量大的输出电压和输出电流,常采用图解法分析电路的功率问题;为了克服直接耦合多级放大电路的零点漂移问题,采用差分电路结构,等等。
这么多的基本电路结构,在分析计算时要考虑的细节和方法,都是与实际需求相关,没有统一的规律和方法可循,正因如此,学生在学习时往往感觉很凌乱,摸不着头绪,不容易掌握其核心思想方法,碰到一些实际电路问题就容易不知所措。
由于缺乏对实际电路的了解和见识,即便是照葫芦画瓢会计算各种电路的性能指标,但还是难以想象这些单元电路究竟是如何体现它的功能的。
三、化解难点的一些教学策略(一)利用简单二极管电路,引入非线性电路近似处理方法目前许多的模拟电子技术教材,在关于二极管、三极管和场效应管器件介绍这部分内容中,花了相当的篇幅描述器件的工作原理、特性曲线和主要参数,而在放大电路分析时才引入图解法和微变等效电路模型方法。
图解法分析放大电路的工作过程是教学难点,学生往往对曲线之间的映射关系不清楚。
其实图解法是线性和非线性电阻电路的一种分析方法。
我们可以在分析简单二极管电路时,引入图解法和一般非线性电阻电路的近似处理方法,使学生在头脑中建立起非线性电阻电路分析的一般思路。
分析非线性电阻电路的基本依据仍然是KVL、KCL和元件的伏安关系。
对如图1所示的二极管串联电路(a)及二极管特性曲线(b),应用KVL可以得出电路方程:■图1E=VD+ID R ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;(1)此方程中的VD和ID也要符合二极管的伏安关系,因为电路中的二极管处于正向导通偏置,其伏安关系曲线如图1(b)所示,关系式为■联立求解式(1)、(2),可以得到此电路中的电压VDQ和电流IDQ,在特性曲线上表现为一个点Q,称为静态工作点(简称Q点),此时电路中的二极管相当于一个VDQ ;/ IDQ的直流电阻。
由于(2)式是非线性方程,求解这个方程组是十分困难的,这就是非线性电路计算的难处所在,为此在实际中常采用图解法、近似处理法来解决此问题。
在(ID,VD)坐标系中,(1)式是一条直线,如图2所示,它与纵轴的交点由负载电阻R所决定,因而这条直线也称为负载线,它反映了VD和ID受电路制约的关系。
同时VD和ID又要符合二极管的特性曲线关系,因此这两条曲线的交点Q所对应的就是VDQ和IDQ,即为以上方程组的解,这就是图解法。
图解法的精度取决于坐标系的刻度,往往不是很精确,但是理解了用图解法表示电压电流关系,就容易理解交流信号作用的分析过程及二极管交流电阻的意义。
■图2 ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; 图3在电路中加上一个幅度很小的正弦波信号电压vi,其幅度远远小于直流电源E的幅值,如图3(a)所示,用图解容易得到电路中电流ID和电压VD的变化规律曲线,如图3(b)所示,用该图形可以说明以下3个问题:(1)VD和ID相当于在Q点叠加了一个变化的电压和电流,输入vi的幅度越小,这个变化的电压和电流的波形越接近正弦波;vi的幅度越大,由于特性曲线的非线性,对应的电压、电流波形上下半周将不对称,称为非线性失真。
(2)当输入vi幅度很小时,在Q点附近,可以用很小的线段代替Q点附近的曲线,该线段的斜率为rd=△Vd /△Id,作为二极管的交流电阻。
显然,Q在曲线不同的位置,小线段的斜率不同,即rd不同,说明rd的大小与Q点电压VDQ和电流IDQ有关。
这就是对非线性曲线的一种分段线性化近似处理方法。
同样,将二极管特性曲线用图4所示模型等效,也是一种线性化近似处理方法。
■图4(3)在图5所示电路中,假设单独分析正弦交流小信号作用于电路,可以将二极管等效为一个交流小电阻rd,(2)由式可得,rd=△Vd /△Id=dVd /dId≈26mV / IDQ,这就是正偏二极管或正偏pn结的微变等效电路模型。
■图5用简单二极管电路说明图解法、线性化近似处理方法和小信号微变等效电路模型方法,学生容易理解,也能建立非线性电路分析的基本思路。
在学习三极管放大电路时,再进一步运用图解法和微变等效电路模型方法分析计算,学生就能更好地理解放大电路的放大原理、三极管微变等效电路模型的意义,从而化解对放大电路放大过程分析不清这个难点。
(二)强调单元电路分析的基本步骤,引导分析思路和方法前面提到,基本单元电路是构成各种实际电子系统的基石,掌握了基本单元电路的结构、工作原理和特性,就容易分析和设计具有实际功能的各种电子系统。
面对众多的结构和性能各异的基本单元电路,我们采用所谓“五步教学法”,即固定的5个步骤讲解基本单元电路:(1)电路功能和电路结构以实际功能需求为先导,或是在总结已学单元电路不足的基础上,引出要学习的单元电路,强调电路结构的构思方法和特点,使学生在认识电路同时,也能对电路构成的基本规律有所了解。
例如在学习功率放大电路时,一般的教学策略就是,先简单说明单管甲类功放电路的效率低的原因,提高效率的途径,从而引出互补对称乙类功率放大电路结构。
然后说明构成电路的结构要素和关键元件,以帮助学生认识和记忆。
(2)工作原理分析在这个环节,主要是定性分析电路中各个元件的作用,电路的工作过程,从而说明电路的功能。
有些单元电路的学习,以定性分析为主,如负反馈放大电路的分类判断,正弦波振荡电路的分析等。
反馈电路的分析和判断,可以说是模拟电子技术学习的难中之难,针对具体电路进行判断的过程是,首先要正确辨识反馈网络和基本放大器的输入端,然后判断反馈网络与输入信号的位置关系,从而判断是串联或并联反馈,再根据反馈量和输出量的关系,判断是电压或电流反馈,最后根据瞬时极性法判断是正反馈还是负反馈。