共發射極基本放大電路教學仿真應用

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摘要：模擬電路是一門較難學習的專業基礎課程，學好模擬電路對后續課程的學習至關重要。放大電路是模擬電路的基礎，共發射極基本放大電路是學生接觸的第一個重要的放大電路。本文闡述了在教學中引入仿真使學生對共發射極基本放大電路的功能有直觀的認識。通過修改仿真電路中某些元件的參數，使學生初步意識到共發射極基本放大電路的放大倍數該如何調整，從而自然過渡到對放大電路理論的分析學習。強調理論學習結合仿真，教師易于操作，學生易于理解與掌握。

關鍵詞：仿真應用；共發射極基本放大電路；模擬電路

模電是一門比較難學習的課程，好多參數都是工程上的估算，需要經驗。毫無經驗的學生很容易學糊涂了，甚至有同學說它是“魔鬼電路”。因此模電理論課堂學生躺倒一片，實驗課堂屢屢拖堂的現象常常發生。放大電路是模電的重點，縱觀模電的內容，幾乎大半都在學放大電路：基本放大電路、集成運算放大電路、功率放大電路等。基本放大電路是各類放大電路的基礎，共發射極放大電路又是最常見的。學好基本共發射極放大電路對模電的學習有舉足輕重的作用。為了更好地學好共發射極放大電路，非常有必要加入電路仿真。放大電路的作用就是把小信號放大。在大會議室開會的時候，主持人的聲音不足以讓在場的任何一個人都聽清楚，這種時候有必要用傳感器把主持人的聲音轉換成電信號（因為電路只能處理電信號），用放大電路把這個信號放大后再推動揚聲器，會場的聲音就會足夠大，參會的人就能聽清楚了。

我們來看基本共發射級放大電路的組成。組成這個基本放大電路的元件很少:兩個電容,兩個電阻,一個三極管,一個直流電源。雖然電路的外在形式比較簡單，但是因為這個三極管的存在（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。這么個形式簡單的電路真的能放大信號嗎？同學們剛開始腦中是沒有一點概念的，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，在電路的輸入端輸入一個振幅為5mV的小信號，用示波器同時觀測輸入端波形和輸出端波形。比較觀察到的兩個信號，可以明顯看出輸出信號比輸入信號大了很多，近似為1000mV,為輸入信號的200倍。這就加深了同學們的認識，輸入小信號經過此電路的作用確實能夠被放大，明確了放大電路的意義。我們知道這是一個放大電路，那么放大倍數與電路中哪些元件參數有關呢？我們可以試著改變Rb、Rc的數值，通過仿真來直觀地看一下。先把Rb改為600kΩ，發現輸出信號明顯變小了，近似為650mV，見圖4。我們再把Rb改為150kΩ，我們發現輸出信號變大了，但是輸出信號的負半周出現了失真，即輸出信號的波形與輸入信號不一樣了，見圖5。由此我們有了初步的認識，要增大放大倍數可以減少Rb電阻值，但是Rb過小，輸出信號會有失真。我們恢復Rb=400kΩ，改變Rc電阻的大小，觀察輸出波形的變化。仿真的時候可以在2kΩ的Rc支路串接一個幾千歐的滑動變阻器（見圖6），我們從小到大調整滑動變阻器的阻值，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半周就會有失真。由此我們又有一個直觀的認識，放大倍數與Rc有關，要增大放大倍數可以適當增大Rc的值。

以上仿真的引入，使同學們能夠比較順利地進入到對放大電路的學習中來。為了得到一個功能正常，放大倍數也較大的放大電路，我們自然地過渡到對到基本放大電路的靜態分析，進而再進入到對動態的分析。對基本放大電路靜態和動態理論分析的時候加入適當的仿真演示，同學們可以更快的理解接受新知識。有了前期的仿真，對電路和結果都有了直觀的印象，虛擬儀器也都使用過了，最后做實際電路實驗的時候也輕松很多，提高了實驗的效率，減小實驗設備的損壞率。所以，仿真是一種很好的教學手段，很有必要加入到平時模擬電路的教學中來。

參考文獻

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作者：徐美娟 單位：蘇州工業園區職業技術學院