Multisim在電子元器件教學(xué)中的應(yīng)用

鄭麗丹 邵媛媛 趙鳳英

【摘要】電類課程不可回避的涉及到很多電子元器件的學(xué)習(xí)，電子元器件直接講原理，學(xué)生難免覺得枯燥，難于理解。即使可以見到實物，對于其的工作原理、使用方法也會難于區(qū)別和記憶。Multisim軟件以其簡單、容易上手的優(yōu)點得到國內(nèi)諸多高校的認可，將其應(yīng)用于課程的教學(xué)之中。本文借助實例，說明Multisim軟件在講解電子元器件的過程中，給授課教師和學(xué)生帶來的好處。

【關(guān)鍵詞】Multisim;電子元器件;借助實例

Multisim，也稱為虛擬電子實驗室，是一個專門用于電子線路仿真與設(shè)計的EDA工具軟件。市面上的EDA軟件種類非常多，功能也非常強大，從功能上進行對比，Multisim軟件并沒有什么優(yōu)勢，但是它也具有簡單、容易上手的優(yōu)點，目前對于電子技術(shù)類的課程，國內(nèi)很多院校的老師都在上課的過程中，在課堂上借助該仿真軟件講解很多內(nèi)容。清華大學(xué)于歆杰老師主講的《電路原理》里面就在很多章節(jié)借助了Multisim軟件進行講解。

了解常用的電子元件的種類、結(jié)構(gòu)、性能并能正確選用是學(xué)習(xí)、掌握電子技術(shù)的基本。作為電氣類專業(yè)的學(xué)生，掌握基本的電子元件的知識是必要的。在電子元器件的教學(xué)中，通常都還是采用老師口頭向?qū)W生傳授知識的方法，講解結(jié)構(gòu)，分析性能，由于理論性強，很多同學(xué)覺得難理解;有些老師也會帶一些電阻一類的器件，在講課的過程中展示給學(xué)生看。但是，只能讓學(xué)生看到外形，如何使用還是一頭霧水。

本文提出將仿真軟件Multisim引入到教學(xué)中，老師在課堂上可以通過多媒體操作仿真軟件，學(xué)生就可以對元件工作的特點一目了然，有條件的還可以采用機房授課，采用演示法和實驗法相結(jié)合的教學(xué)方法，效果會更好一些。本文以三級管為例，介紹Multisim軟件在電子元器件教學(xué)中的優(yōu)勢。

對于三極管的講解，我們翻開任意一本教材，都可以看到，講解都是從內(nèi)部結(jié)構(gòu)講起，介紹三極管具有三層半導(dǎo)體材料，有兩個PN結(jié)。然后就介紹各個PN結(jié)如何工作，各個電流都是什么樣的關(guān)系，洋洋灑灑數(shù)頁。有經(jīng)驗的老師當(dāng)然可以講得清楚明白，但是學(xué)生初學(xué)，能夠聽一遍就懂著實不易，況且，就算研究明白，對于后續(xù)如何使用三極管并無多大用處。因此，很多老師并不會對三極管的工作原理做太多的講解，而是選擇直接介紹三極管的使用方法，即得出如下幾條：

①發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反向偏置。三極管處于放大狀態(tài);IC=βIB

②發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)正向偏置。三極管處于飽和狀態(tài);與放大狀態(tài)相同IB的情況下，IC遠遠小于放大狀態(tài)。

③發(fā)射結(jié)反向偏置，集電結(jié)反向偏置。三極管處于截止?fàn)顟B(tài);IB≈0 IC≈0

內(nèi)容并不多，但是直接講解出來，學(xué)生難免會問為什么，同時也很難記住。如果采用Multisim軟件仿真的方式，我們就可以通過一定的電路圖仿真，引導(dǎo)學(xué)生自行總結(jié)出元器件特性。

三極管對應(yīng)的三種工作狀態(tài)的仿真圖如上圖所示，從圖形上我們可以清楚地看到不同狀態(tài)下的電流關(guān)系，無需過多的文字說明，即使是完全沒有基礎(chǔ)的學(xué)生也可以快速的總結(jié)出各種工作狀態(tài)的特點及對應(yīng)的電流關(guān)系?！凹埳系脕斫K覺淺，絕知此事要躬行”通過仿真的方式將元器件的工作原理展現(xiàn)出來，或者由學(xué)生親自動手組建電路，總結(jié)出元器件的工作原理，相信同學(xué)們一定會印象非常深刻。

不只是三極管，所有的電子元器件，包括簡單的電阻、電容、電感，相對復(fù)雜的晶閘管、IGBT，甚至一些常見的組合邏輯電路、時序邏輯電路等都可以借助Multisim進行講解?？梢哉fMultisim軟件在講解電子元器件方面具有一定的優(yōu)勢，希望以后有更多的老師和學(xué)生受益。

參考文獻：

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[2]邵正芬.Multisim仿真軟件應(yīng)用探索[J].電子測試，2007（2-3）：113-117.

[3]金薇，邵立群等.模擬電子技術(shù)項目教程[M].北京：清華大學(xué)出版社，2013.

作者簡介：

鄭麗丹（1980-），女，漢族，吉林磐石人，碩士，講師，研究方向：自動控制原理及電子技術(shù)教學(xué)。