曹媛媛

摘 要：電子技術(shù)是一門相對比較抽象難學(xué)的課程，教學(xué)過程中不但要教，更重要的是讓學(xué)生“做”，即教會學(xué)生如何學(xué)習(xí)應(yīng)是最根本的任務(wù)。低頻小信號放大電路具有多樣化的用途，可以持續(xù)增加微弱電信號，達(dá)到所要求的數(shù)值。在放大低頻小信號的時(shí)候，電流中會同時(shí)出現(xiàn)直流信號、交流信號，導(dǎo)致電路分析、設(shè)計(jì)方面的問題錯(cuò)綜復(fù)雜，需要優(yōu)化利用疊加定理，有效解決存在的問題，降低電路故障發(fā)生率，確保整個(gè)電路系統(tǒng)處于安全、穩(wěn)定運(yùn)行中。

關(guān)鍵詞：疊加定理;電子技術(shù);教學(xué)方法

電子技術(shù)在機(jī)電類專業(yè)作為一門基礎(chǔ)課程，是電學(xué)相關(guān)的各個(gè)專業(yè)的學(xué)生必修的課程之一。但是對于中職類的學(xué)生，底子差，基礎(chǔ)知識掌握不牢，而本課程主要特點(diǎn)是概念多、抽象、難學(xué)、難記、難理解。在實(shí)際的教育教學(xué)過程中，針對此類學(xué)生應(yīng)從學(xué)中做，從做中學(xué)，把培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力作為教育的最終目標(biāo)。

本人在從事電子技術(shù)的教學(xué)過程中，發(fā)現(xiàn)部分同學(xué)對晶體管放大電路進(jìn)行靜態(tài)和動態(tài)分析時(shí)，直流通路和交流通路的畫法，較為困 惑，方法明確之后，似乎有種知其然而不知其所以然的迷茫。針對這一問題，我認(rèn)為從電工基礎(chǔ)中的疊加定理這一根源出發(fā)，會形成一個(gè)比較清晰的理解思路。

一、疊加定理

疊加定理：在線性電路中，任一支路的電流（或電壓）可以看成是電路中每一個(gè)獨(dú)立電源單獨(dú)作用于電路時(shí)，在該支路產(chǎn)生的電流 （或電壓）的代數(shù)和（疊加）。

應(yīng)用疊加定理分析電路時(shí)的注意事項(xiàng)：

（1）疊加定理僅能用于計(jì)算線性電路（即電路中的元件均為線性元件）的支路電流或電壓;

（2）電壓源不作用時(shí)應(yīng)視為短路，電流源不作用時(shí)應(yīng)視為開路，電路中的所有線性元件（包括電阻、電感和電容）都不予變動，受控源則保留在電路中，

（3）疊加時(shí)要注意電流或電壓的參考方向，正確選取各分量的正負(fù)號。

二、晶體管放大電路

晶體管放大電路中放大元件有兩種，一是三極管，二是場效應(yīng)管。其中，三極管中有兩種載流子參與導(dǎo)電而場效應(yīng)管中僅有一種載流子參與導(dǎo)電，據(jù)此，將三極管稱為雙極型晶體管，將場效應(yīng)管稱為單極型晶體管。三極管有發(fā)射極（e）、基極（b）、集電極（c）三個(gè)電極，而場效應(yīng)管有源極（s）、柵極（g）、漏極（d）三個(gè)電極，在組成放大電路不同組態(tài)時(shí)，兩者的三個(gè)電極恰好按照此順序?qū)?yīng)。

三、利用疊加定理分析三極管放大電路舉例

三極管放大電路有共發(fā)射極、共基極、共集電極三種連接組態(tài)，現(xiàn)在我們以共發(fā)射極放大組態(tài)中的分壓式偏置電路為例來分析。共射極放大器是放大低頻小信號的電路。從共射極放大器的工作原理來看，它有兩個(gè)電量共同作用于電路一個(gè)是直流電畳，另一個(gè)交流電量。直流電量是保證三極管工作在放大狀態(tài)，而交流電量是放大器要放大的信號。為了使學(xué)生們能更好的理解放大器的工作原理，我先分析直流電單獨(dú)作用于電路的工作情況。

靜態(tài)分析：ui=0，只考慮VCC的作用。得到的分電路如下圖直流通路所示。由于電容相當(dāng)于“開路”，剩下的只有原電路圖中間部分。放大器只有直流的電流和電壓，我們把這些值稱為靜態(tài)工作點(diǎn)，為了區(qū)別于其它狀態(tài)下的直流分量，在它們的右下角加符號Q。這就是IBQ、ICQ、UBEQ、UCEQ。再分析交流電單獨(dú)作用時(shí)電路的工作情況。

動態(tài)分析：ui≠0，VCC=0，僅考慮ui的作用。直流電源置零，相當(dāng)于端子直接接地，因此在分電路中RB2接在三極管基極與地之間，Rc接在三極管集電極與地之間。電容在交流電中相當(dāng)于“短路”，故發(fā)射極電阻RE被短路。最終得到對應(yīng)分電路如下圖交流通路所示。根據(jù)這些值我們能夠計(jì)算出放大器的輸岀電壓和電壓放大倍數(shù)，以及輸入、輸出電阻。

最后直流和交流的工作情況疊加：

就是整個(gè)電路的工作過程.放大器在正常放大信號時(shí)，需要有一個(gè)合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，保證交流信號能夠不失真地放大，這就是直流電的作用。

對于晶體管放大電路來說，要盡量保證輸出的信號不出現(xiàn)失真現(xiàn)象，但引起失真的原因并不單一，主要原因是靜態(tài)工作點(diǎn)存在問題，所輸出的數(shù)據(jù)信號太大，導(dǎo)致晶體管放大電路超出所規(guī)定的范圍，也就是晶體管在輸出特性曲線方面的具體線性范圍。如果晶體管已經(jīng)進(jìn)入飽和區(qū)、截止區(qū)，放大電路性質(zhì)發(fā)生質(zhì)的變化，具有非線性特點(diǎn)，也不能優(yōu)化利用疊加定理客觀地分析放大電路。為此，在應(yīng)用疊加定理的時(shí)候，一定要充分考慮靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置不科學(xué)的情況。具體來說，以輸出特性曲線為媒介，靜態(tài)工作點(diǎn)并不能滿足相關(guān)要求，低于所規(guī)定的范圍，靜態(tài)值集射極電壓和電源電壓大致相同。但集電極的電流會特別小，極易出現(xiàn)截止失真現(xiàn)象。如果該工作點(diǎn)特別高，其電壓數(shù)值又會減小，而集電極的電流幾乎處于飽和狀態(tài)，出現(xiàn)飽和失真的幾率非常大。一旦信號特別大，截止失真、飽和失真會同一時(shí)間出現(xiàn)。

四、結(jié)論

通過分析，大家對晶體管放大電路靜態(tài)分析、動態(tài)分析時(shí)對應(yīng)的直流通路和交流通路的畫法，有了新的認(rèn)識，實(shí)質(zhì)上即對晶體管放大電路應(yīng)用疊加定理畫其直流電源和交流電源分別作用下的分電路。對其他組態(tài)的晶體管放大電路，該分析方法依然適用，可以知道學(xué)生自己練習(xí)以加深理解?？偠灾?，在晶體管放大電路運(yùn)行中，要綜合分析各影響因素，優(yōu)化利用疊加定理，使其更好地發(fā)揮自身作用，對電路進(jìn)行必要的靜態(tài)、動態(tài)方面的分析。以此，客觀地了解晶體管放大短路具體運(yùn)行情況，降低電路故障發(fā)生率，使其運(yùn)行更加安全、穩(wěn)定，有效防止出現(xiàn)截止失真、飽和失真等現(xiàn)象，提高晶體管運(yùn)營效益。