非電類專業(yè)電工電子技術(shù)課程中電子技術(shù)的學(xué)習(xí)側(cè)重點(diǎn)研究

李戰(zhàn)勝

（湖北武漢輕工大學(xué)，湖北 武漢 430023）

0 引言

電工電子技術(shù)里面的內(nèi)容豐富，主要包括電路理論、模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)，其中電路理論是講電工方面的內(nèi)容，與學(xué)生所處的環(huán)境有關(guān)，就是解決“頭頂上”的電的有關(guān)知識，而模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)是將電子方面的技術(shù)，與學(xué)生手上拿的電子產(chǎn)品有關(guān)，換句話說，電工電子技術(shù)對于每一個(gè)大學(xué)生都比較重要，但是非電類的學(xué)生畢竟專業(yè)不是電類的，在學(xué)分制下的環(huán)境下，學(xué)生是按學(xué)分交費(fèi)的，他們當(dāng)然想選自己專業(yè)的課程，對于雖然實(shí)用但是不是專業(yè)必須的課程來說，他們不一定愿意選修，并且電工電子技術(shù)的學(xué)習(xí)并不輕松，對于電類學(xué)生，這個(gè)課程是他們的必修的三門電類的專業(yè)基礎(chǔ)課，重要性不言而喻，學(xué)時(shí)也相當(dāng)高。而對于非電類學(xué)生而言，三門課糅合在一起，學(xué)時(shí)僅僅相當(dāng)于其中一門課程的學(xué)時(shí)，內(nèi)容多，學(xué)時(shí)少，自然學(xué)生學(xué)習(xí)的難度就大增，難度大了，而且加上是選修，那么學(xué)生選修這門課的可能性就被降低了，為了提高電工電子技術(shù)的吸引能力，教材內(nèi)容的取舍問題就是比較關(guān)鍵的問題，教哪些內(nèi)容，哪些內(nèi)容需要重點(diǎn)講解，哪些內(nèi)容需要精簡，甚至刪除，筆者根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對于電子技術(shù)部分的學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行精簡。刪去直流穩(wěn)壓電源和時(shí)序邏輯電路部分，留下三極管放大和集成運(yùn)放組成的放大電路的分析，以及組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)[1]。

1 模擬電子技術(shù)部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)側(cè)重點(diǎn)

電子技術(shù)部分的模擬電子技術(shù)部分在整個(gè)電子技術(shù)部分占據(jù)重要位置，該部分是數(shù)字電子技術(shù)的基礎(chǔ)，所以在精簡內(nèi)容時(shí)，將其列入重點(diǎn)內(nèi)容，刪減的部分內(nèi)容不是太多。留下的有電子技術(shù)的基礎(chǔ)半導(dǎo)體材料、二極管和三極管，這個(gè)部分是整個(gè)電子技術(shù)的基礎(chǔ)內(nèi)容，不需要全講，重點(diǎn)講解PN 結(jié)的單向?qū)щ娦?，二極管的工作狀態(tài)的分析和三極管工作狀態(tài)的分析，其中二極管的狀態(tài)分析主要分為兩大步，第一步選模型，通常選用理想模型，即正向?qū)〞r(shí)，二極管相當(dāng)于一根導(dǎo)線，反向截止時(shí)，相當(dāng)于斷開。第二步判定工作狀態(tài)，這里分為兩小步，先把二極管斷開，然后判定二極管的陽極電位和陰極電位哪個(gè)高，若陽極電位高于陰極電位，則二極管處于導(dǎo)通狀態(tài)，反之，則二極管處于截止?fàn)顟B(tài)，注意，如果是兩個(gè)以上的二極管，還要用假設(shè)法才能最終確定二極管的工作狀態(tài)。而三極管部分需要掌握三極管三種工作狀態(tài)的判別，三個(gè)電極的判別和三極管類型的判別，三極管這三個(gè)方面判定的突破點(diǎn)是三極管基極和發(fā)射極兩個(gè)極之間0.2～0.3V，0.6～0.7V 的壓降。

三極管放大電路是模擬電子技術(shù)兩個(gè)重點(diǎn)之一，主要有兩個(gè)方面的內(nèi)容，其中一個(gè)靜態(tài)分析，目的有兩個(gè)，其一確定三極管處于放大工作狀態(tài)；其二計(jì)算靜態(tài)參數(shù)也就是Q 值。 采用的思路有兩步，第一步畫直流通路，具體畫直流通路主要有兩步，首先找放大電路中的電容，看到電容就斷開，其次是在電路上標(biāo)注三個(gè)電流，兩個(gè)電壓。 第二步是利用歐姆定律和基爾霍夫定律計(jì)算。 另一個(gè)方面是動態(tài)分析，目的是計(jì)算放大電路的電壓放大系數(shù)和輸入電阻、 輸出電阻，采用的思路也是兩步，不過是兩大步，第一大步有三小步，其中第一小步是畫放大電路的交流通路，畫交流通路最為關(guān)鍵，需要將電路中的所有電容短路，去掉電路中所有直流電源，去掉電源的方式與疊加原理中去電源的方式一模一樣，遇到電壓源短路，遇到電流源開路，然后以三極管為核心將三極管的交流通路重新整理一下即為完整的交流通路；第二小步是畫出三極管的小信號等效模型，這個(gè)模型只需要記住即可；第三小步比較容易，就是將第一、第二小步合并即可，這就完成了動態(tài)分析中的小信號等效電路，又叫微變等效電路。第二大步就是利用歐姆定律和基爾霍夫定律計(jì)算電壓放大系數(shù)、 輸入電阻和輸出電阻，不過這里有個(gè)技巧，就是要有“湊”的思想，就是講求電壓放大系數(shù)的公式中輸出電壓與輸入電壓與基極電流扯上關(guān)系，這樣計(jì)算就非常容易了[2-3]。

集成運(yùn)算放大器是目前模擬電子技術(shù)中在實(shí)際生活中使用頻率最高的放大器，該放大器屬于傻瓜式的放大電路，類似于傻瓜相機(jī)，不需要搞清楚內(nèi)部組成，只需連接三根線，兩個(gè)輸入，一個(gè)輸出就可以完成相應(yīng)的放大，事實(shí)上不但能放大，還能完成數(shù)學(xué)上的各種運(yùn)算比如加法、減法、乘法和除法，甚至積分微分運(yùn)算，功能強(qiáng)大至極，不過對于非電類的學(xué)生而言只需要掌握放大、加減電路的分析即可。 分析的思路有四大步：其中第一大步是虛短、虛斷并列出兩個(gè)表達(dá)式，虛短是反相輸入的電位與同相輸入的電位相同，虛斷是同相輸入的電流與反相輸入的電流相同并且等于零，同時(shí)需要在電路上將其標(biāo)注出來；第二大步對于電路中出現(xiàn)的結(jié)點(diǎn)利用基爾霍夫電流定律列方程；第三大步是利用歐姆定律將第二大步中的電流用電壓比電阻的方式表示出來，關(guān)鍵是注意電流的方向與電壓的關(guān)系；第四大步就是將上述三大步列出的方程進(jìn)行合并解方程組，就可以得到輸出信號與輸入信號的關(guān)系。

綜上電工電子技術(shù)的模擬電子技術(shù)部分主要有兩處，這兩處需要掌握的是三極管放大電路的“直流”和“交流”的理解，還有就是集成運(yùn)算放大器中的“虛短”和虛斷的理解。

2 數(shù)字電子技術(shù)部分的學(xué)習(xí)側(cè)重點(diǎn)

數(shù)字電子技術(shù)是學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)，計(jì)算機(jī)是目前離不開的設(shè)備，掌握相應(yīng)的知識也是勢在必行。數(shù)字電路按功能主要分為兩個(gè)方面的電路，一個(gè)是組合邏輯電路，另一個(gè)時(shí)序邏輯電路，其中時(shí)序邏輯電路有點(diǎn)難，而且學(xué)時(shí)有限，只能退而求其次，把組合邏輯電路作為數(shù)字電子技術(shù)部分的學(xué)習(xí)重點(diǎn)。這里有兩個(gè)基礎(chǔ)，一是三個(gè)基本的邏輯門與、或、非門以及它們組合一起的與非、或非門的電路符號以及基本的邏輯運(yùn)算規(guī)則；二是邏輯函數(shù)的運(yùn)算規(guī)則以及摩根定律，重點(diǎn)學(xué)習(xí)組合邏輯電路的分析和設(shè)計(jì)。其中組合邏輯電路的分析分為四步：第一步是根據(jù)組合邏輯電路寫成對應(yīng)的邏輯表達(dá)式，這個(gè)部分需要熟練掌握基本邏輯門對應(yīng)的表達(dá)式；第二步利用基本運(yùn)算規(guī)則和摩根定律對邏輯表達(dá)式進(jìn)行化簡；第三步列出真值表，其中列真值表表時(shí)，注意將輸入信號默默按順序?qū)懗黾纯?，輸出是按照邏輯表達(dá)式所得；第四步根據(jù)真值表判定邏輯電路的功能，這一步?jīng)]有標(biāo)準(zhǔn)答案，只要能將邏輯功能敘述清楚即可。組合邏輯電路的設(shè)計(jì)稍微難一點(diǎn)，其主要作用是根據(jù)邏輯功能設(shè)計(jì)相應(yīng)的組合邏輯電路，也分為四步，其中第一步是根據(jù)邏輯要求列出真值表，此步需要做兩件準(zhǔn)備工作，一是確定輸入變量的個(gè)數(shù)和輸出變量的個(gè)數(shù)，以及它們的高低電平的設(shè)定，二是輸入變量按順序?qū)懗?；第二步根?jù)真值表寫出邏輯表達(dá)式，這一步比較麻煩，需要做兩件事，第一是看輸出變量的個(gè)數(shù)，表達(dá)式的個(gè)數(shù)就是輸出變量的個(gè)數(shù)，第二是寫表達(dá)式的要注意三個(gè)方面，首先找出輸出為“1”的項(xiàng)，其次每個(gè)輸出為“1”的項(xiàng)對應(yīng)的行中，每個(gè)輸入變量是“與”的關(guān)系，輸入為“0”的是反變量，輸入為“1”的是原變量，再者輸出為“1”的所有項(xiàng)之間是“或”的關(guān)系；第三步是利用邏輯運(yùn)算規(guī)則和相應(yīng)的定律化簡邏輯函數(shù)；第四步是畫出組合邏輯電路圖[4]。

3 結(jié)束語

本文根據(jù)電工電子技術(shù)課程在高校非電類專業(yè)的實(shí)際情況，提出電子技術(shù)部分的學(xué)習(xí)重點(diǎn)，并指出在模擬電子技術(shù)部分重點(diǎn)掌握“直流”“交流”“虛短”“虛斷”的八字方針，數(shù)字電子技術(shù)部分的組合邏輯電路的四步分析和設(shè)計(jì)方法。并在以后的教學(xué)過程中付諸實(shí)施，以期獲得較高的教學(xué)質(zhì)量。