一本值得推薦的“電子線路”課程教材

碩力更， 付文紅

(南京理工大學 電子工程與光電技術學院， 江蘇 南京 210094)

0　引言

電子信息技術飛速發(fā)展的今天，作為電子信息與電氣工程類工程教育最主要、最基礎的課程—“電子線路”，其原有的課程內容和教學方法已經(jīng)難以滿足目前工業(yè)界對高等教育的需求，改革勢在必行。新形勢下，教育質量的提高，教材依然是最具有指導意義的，筆者認為，“電子線路”的教學改革，需從教材開始。

最近，筆者接觸到了東南大學王志功、沈永朝教授編著、高等教育出版社出版的《電路與電子線路基礎》(電子線路部分)這本教材。后來又旁聽了王志功教授采用該教材為東南大學高等理工實驗班上的“電子線路”的授課。筆者從事 “電子線路”課程教學已有十五年，主流教材基本上都閱讀過,但遇到這本教材卻讓我感到驚喜不已。

這本教材自成一體，文思縝密，推理嚴謹，從獨特的視角揭示了電子線路的各種理論和應用的本質。當時王志功教授正在對第一版進行修訂，于是筆者也參加了該項工作?，F(xiàn)在，第二版已經(jīng)出版，教材封面如圖1所示。特此向國內擔任此課程的教師們予以推薦。

1　教材內容

《電路與電子線路基礎》(電子線路部分)，于2013年4月出版第1版，于2016年9月出版第2版。其內容在符合教育部高等學校電子電氣基礎課程教學指導分委員會對“電子線路I”課程的基本要求基礎上，表現(xiàn)出自己鮮明的特點。

該教材的內容簡單介紹如下：首先引出非線性器件與電路的概念，接下去依次講述半導體PN結及其代表性器件二極管、雙極型晶體管和各種場效應晶體管的器件原理、制造工藝、電路模型和基本電路，進一步講述多級放大器、反饋放大器、運算放大器和由運算放大器構造的各種電路，晶體管功率放大與處理電路，振蕩和頻率變換電路，邏輯門電路和模擬數(shù)字互相轉換電路，最后介紹電子線路的分析、設計與測試。

圖1　教材封面

2　教材的兩大特征

本教材具有如下兩大突出特征：

(1)該教材從根本上揭示了放大的實質。在講解放大原理時，首先獨特地介紹了對電子管建模而創(chuàng)造的受控源的歷史，接著重點分析了受控源的放大作用，然后講解晶體三極管發(fā)明的思路—晶體內如何構建受控源，此后的場效應管也實現(xiàn)了受控源，講明它們的放大作用實質上是一致的。傳統(tǒng)的教材在講放大原理的時候，都是從載流子的傳輸過程開始的，而這部分內容非常抽象，往往學生很難理解。按這本教材的思路講解，學生就很容易理解。

(2)教材在講述的整個過程中，電路設計的理念無處不在。例如，最基本的共發(fā)射極靜態(tài)工作點的設計，就從實際溫度變化的范圍開始，給出了發(fā)射結壓降的變化范圍，從而給出了電路需要設計的發(fā)射極電阻的壓降范圍。教材的最后一章還專門講解了電路設計。

傳統(tǒng)的教材在電路分析上占有了絕大部分篇章，而分析和設計是有很大區(qū)別的，電路設計的教學是無法被電路分析的教學所取代的。業(yè)內存在兩門類似的課程，即“電子線路I”和“模擬電子技術”。目前已達成共識的是“電子線路I”偏重于培養(yǎng)電路設計型人才，而“模擬電子技術”偏重于培養(yǎng)電路及系統(tǒng)應用型人才，但目前主流的“電子線路I”課程教材卻與“模擬電子技術”課程教材大體相似，只是內容詳細些，設計的理念和內容并不夠突出[3]。

3　教材的新穎之處

推薦的這本教材與眾不同處，表現(xiàn)在如下幾個方面：

(1)這本教材是《電路與電子線路基礎》這套教材的“電子線路”部分，整套教材還包含一本“電路部分”，作者力圖將“電路”和“電子線路”兩門課程合并為一套教材，主張“電路”與“電子線路”貫通教學，將一脈相承的知識體系從歷史發(fā)展、總體結構等方面脈絡清晰地介紹給讀者，然后引入元件、器件、電路直到系統(tǒng)。

(2)強調學以致用，這本教材中增加了大量與工業(yè)生產(chǎn)密切相關的知識，例如傳統(tǒng)教材中講授NPN晶體管和PNP晶體管是平行的，而這本教材中就提到實際中NPN晶體管的應用遠多于PNP晶體管，并且解釋了性能和生產(chǎn)工藝上的區(qū)別。

(3)這本教材較透徹地介紹了非線性元件和非線性電路的分析方法，這在其他教材中是很少見的，而這一點對于后面將學習的《電子線路II》或《通信電子線路》的分析和設計也是非常有幫助的。

(4)目前電路設計和應用都離不開仿真軟件，而目前的仿真軟件大都采用國際通用的元器件模型—Spice模型，在這本教材中，就詳細地介紹了所有元件的Spice模型和國際標準方法，尤其是雙極型晶體管的小信號模型的講解，就是從它的Spice模型推導得出，這與傳統(tǒng)教材非常不同。

(5)在講解電路設計中的所有單元電路時，獨一無二地介紹了現(xiàn)代集成電路設計當中應用廣泛的單元電路，例如管聯(lián)放大器(共發(fā)-共基管聯(lián)放大器及共源-共柵管聯(lián)放大器)、多種雙極型晶體管電流源和電壓源等單元電路，而傳統(tǒng)教材中卻很少提及。

(6)目前電路應用更廣泛的是金屬-氧化物-半導體場效應晶體管(MOSFET)電路，傳統(tǒng)教材對MOSFET的講解甚少，而這本教材，以較大篇幅重點地介紹了MOSFET、特別是MOSFET的原理、模型及其應用，特別考慮了其重要的電容效應，這是與傳統(tǒng)教材完全不一樣的。與BJT類似，教材還介紹了集成電路設計當中應用廣泛的MOSFET基本單元電路，為理解和設計和應用MOSFET集成電路打下了堅實基礎。

(7)教材為了實現(xiàn)漢英雙語專業(yè)詞匯對照教學，以便使讀者能夠與閱讀英文專業(yè)書籍和期刊實現(xiàn)無縫連接，基本中文專業(yè)術語在第一次出現(xiàn)時，教材中就同步給出了其英文術語，且在書后按漢語拼音順序給出了匯總，以便于學生日后撰寫英文論文時查閱。課后習題也附有部分英文習題，很好地做到了與國際接軌。

(8)教材中詳細地介紹了集成電路的工藝及發(fā)展，這對集成電路教育非常有意義。

(9)整套教材還創(chuàng)造性地設計了兩套博物實驗板，使理論課教師在課堂授課時就能現(xiàn)場展示不同的元器件的實物和基本電路功能。兩套博物實驗板共有13張，包括針對“電路”課程的電池、開關、電阻、電容、電感和變壓器、傳輸線、濾波器共7張板；針對“電子線路”課程的二極管、三極管、場效應管、功率放大器、運算放大器、振蕩器共6張板。還與ADI公司合作，通過一套便攜式USB接口模擬電路測試設備，將PC機、模擬電路設計套件和教學板三者有機地連接起來。

(10)為了推廣應用，該教材已經(jīng)制作了全套授課PPT。后續(xù)還將出版數(shù)字課程和習題集。新的微課PPT和視頻也正在制作之中。

4　結語

當然任何一本教材都不可能做到十全十美，但卻可以做到優(yōu)秀和起到引領作用，作為教師更可以把握選取最適合的教材用于教學指導，并通過自己的教學經(jīng)驗和積累對教學內容進行補充和刪減，從而在教材的指導下，提高教學質量，以期適應新形勢下工業(yè)界對高等教育的需求。

參考文獻：

[1]王志功，沈永朝.電路與電子線路基礎(電路部分)[M]，北京：高等教育出版社，2012.

[2]王志功，沈永朝.電路與電子線路基礎(電子線路部分)[M]，北京：高等教育出版社，2013.

[3]王志功，沈永朝，趙鑫泰等.“電路”與“電子線路”兩門課程的貫通教學 [J]，南京：電氣電子教學學報，2014，36(1):1-3.