电力电子器件论文精选(九篇)

第1篇：电力电子器件论文范文

[关键词]纳米电子器件；纳米电子技术；纳米电子器件分类；纳米电子设备加工技术

中图分类号：TN405 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）02-0074-01

引言

根据摩尔定律，当价格恒定时，集成电路上的元器件数目，每经过18到24个月便会增加一倍，性能也会提升一倍。但是在未来的几十年内，在继续提高计算器的运算能力和存储能力等方面将面临严峻的挑战，这其中既有技术性的工艺限制，也有原理性的理论限制。主要有：（1）当电子器件的大小尺寸处于微米级别时，电子主要表现为粒子性，而当大小尺寸为纳米级别时，电子主要表现的却是波动性，此时的电子器件将在完全不同的原理下工作；（2）当器件尺寸减小到纳米级别时，该系统产生的热起伏将会限制电子器件的性能，致使其无法正常运行。

纳米电子技术和电子器件的出现及发展有望打破这种困局，同时也为微电子技术的发展提供了新的思路和转机。本文将阐述纳米电子技术和纳米电子器件的分类及指出在纳米电子领域中所面临的和亟待解决的问题。

1 纳米电子技术与纳米电子器件

纳米电子技术是指在纳米尺寸级别内构建纳米和电子器件，进而完成量子计算机和量子通信系统之间的信息计算及传导与处理的相关技术，纳米电子技术发展的核心是纳米电子器件。纳米电子技术正处于高速发展时期，其最终目标是为了利用最前沿的物理理论和工艺手段，打破原有的大小尺寸及技术极限，依照全新的设计理念制造纳米电子器件，构建电子系统，使得该系统的信息存储和处理能力走上新的台阶，实现革命性的突破。

纳米电子器件指使用纳米级别的加工和制造技术（如光刻工艺、外延、细微加工、自组装生长和分子合成技术等），设计并制备而成的具有纳米级别的尺度和某些特定性能的电子器件。当前人们通过纳米电子材料和纳米光刻技术，已设计出多种纳米电子器件，例如电子共振隧穿器件、金属基、单电子晶体管、半导体、单电子静电计存储器及逻辑电路、金属基单电子晶体管存储器、通过硅纳米晶体制造的存储器、聚合体电子器件、纳米硅微晶薄膜器件和纳米级浮栅存储器等

2 纳米电子器件的分类

国内外对纳米电子器件分类有着不同的看法。根据目前纳米电子技术的发展和对未来发展前景的估测，有一种看法将纳米电子器件从广义分成8类：（1）纳米CMOS混合电路，有纳米CMOS电路及半导体共振隧道效应混合电路，单电子纳米开关电路和纳米CMOS电路，还有碳纳米管电路和纳米CMOS电路，人造原子电路和纳米CMOS电路，DNA电路和纳米CMOS电路；（2）纳米存储器，例如隧道型静态随机存储器、单电子存储器、超高容量纳米存储器和单电子量子存储器等；（3）纳米集成电路，有纳米光电电路及纳米电子集成电路；（4）纳米传感器，例如量子级别的隧道传感器；（5）单分子器件，例如单电子开关、分子线、电化学分子电子器件、单原子点接触器件、量子效应分子电子器件等；（6）单电子器件，例如电容耦合和电阻耦合单电子晶体管、单电子泵、单电子箱、单电子陷阱、单电子泵和单电子结阵列等等；（7）量子效应器件，例如量子点器件、谐振隧道器件和量子干涉器件等等；（8）纳米级别的CMOS器件，例如异质结MOSFET、双极MOSFET、绝缘层上硅MOSFET、和低温MOSFET等等。以上分类中，纳米传感器、存储器、纳米集成电路、纳米级CMOS器件和纳米CMOS混合型电路等均作为一种完全独立的器件类型。但是否应该将这些纳米级别的CMOS器件、传感器或者纳米集成电路纳入纳米器件的范畴，当前还未有定论。

3 纳米结构制备和加工技术

无论是研究纳米电子技术，还是制作纳米电子器件都是非常复杂的。本文仅对纳米电子器件的制备进行简单的探索，提供一些思路和建议。

3.1 光刻技术

电子束光刻、光学光刻与离子束光刻统称为三束光刻技术，机理是通过曝光掩模、刻线等物理化学工艺将设计的器件图形结构传递到介质或单晶表面上，形成功能图形的加工技术。目前，随着光刻技术线宽的不断缩减，电子束光、刻光学光刻与离子束光刻等技术已在纳米CMOS器件、纳米CMOS混合集成电路、纳米集成电路等加工领域去的较好应用效果，并逐渐在纳米电子器件加工方面获得了应用。

3.2 外延技术

原子层外延、分子束外延金属、有机化学汽相淀积与化学束外延技术统称为外延技术，是一种在基体上生长纳米薄膜的纳米制造技术，可用于纳米集成电路上的硅基半导体材料和纳米半导体结构，均用于器件的加工与制备。

3.3 分子自组装合成技术

自组装是依靠分子间非共价键力自发将无序状态结合成稳定的聚集体的过程，可以发生在不同的尺度上。自从80年代有人提出分子器件的概念至今，人们已从当年的LB技术发展到了如今的分子自组装技术，同时从双液态隔膜技术发展到了SBLM技术，现已在加工具有特定功能的分子聚集体、分子组装有序分子薄膜等方面取得了丰硕的成果。目前，国际上已开始研究超分子自组装合成技术。

3.4 SPM技术

自从1982年第一台扫描隧道显微镜（STM）诞生，以及后来各种扫描探针显微镜发明以来，人类对微观纳米世界的认识翻开了新的一页。现今的扫描探针显微镜（SPM）的横向分辨率可达0.1nm，纵向分辨率可达0.01nm，不仅可以进行观测高分辨率的三维成像，还可对材料表面结构的不同性质进行研究。因此，这已不仅是一种简单的微观测量和分析的工具，更是一种非常重要的微观操纵与加工工具。

3.5 特种超微细加工技术

还有另外一些特殊的超微细加工技术，可用于制备和加工纳米电子器件：包括纳米碳管构建FET；通过机械控制裂隙连接电极技术制备Au原子线；以介孔材料、纳米碳管、DNA分子为模板，电火花加工、制备量子线、电化学加工及超精密复合加工、电解射流加工等技术等。

4 展望

纳米技术目前的发展现状是非常可观的，具有一定的社会意义。其作为一项具有应用性、高性能和巨大潜力的科技成果，在一定程度上对人们的生活起到重要的作用。纳米电子技术是以许多现代自然科学技术为基础的科学，研究涉及混沌物理、量子力学、基础化学、分子生物学等现代科学和计算机技术、核分析技术、扫描隧道显微镜技术和微电子等多种现代技术，并与机械学、生物学、认知科学等学科相互融合，这种融合发展必然会引发各行业各领域的科学技术发展，对于人类而言，不仅可以改善生存环境，提高生活水平，并且还将从根本上造福全人类。

参考文献：

[1] 王敏，简述纳米电子器件与纳米电子技术研究分析，中国科技投资，2013（36）：P221.

[2] 肖蓉，纳米技术在电子器件上的应用与发展，建筑遗产，2013（7）.

第2篇：电力电子器件论文范文

关键词：发展趋势技术创新器件开发应用推广

1概述

自本世纪五十年代未第一只晶闸管问世以来，电力电子技术开始登上现代电气传动技术舞台，以此为基础开发的可控硅整流装置，是电气传动领域的一次革命，使电能的变换和控制从旋转变流机组和静止离子变流器进入由电力电子器件构成的变流器时代，这标志着电力电子的诞生。进入70年代晶闸管开始形成由低电压小电流到高电压大电流的系列产品，普通晶闸管不能自关断的半控型器件，被称为第一代电力电子器件。随着电力电子技术理论研究和制造工艺水平的不断提高，电力电子器件在容易和类型等方面得到了很大发展，是电力电子技术的又一次飞跃，先后研制出GTR.GTO，功率MOSFET等自关断全控型第二代电力电子器件。而以绝缘栅双极晶体管(IGBT)为代表的第三代电力电子器件，开始向大容易高频率、响应快、低损耗方向发展。而进入90年代电力电子器件正朝着复台化、标准模块化、智能化、功率集成的方向发展，以此为基础形成一条以电力电子技术理论研究，器件开发研制，应用渗透性，在国际上电力电子技术是竞争最激烈的高新技术领域。论文百事通

2电力电子器发展回顾

整流管是电力电子器件中结构最简单，应用最广泛的一种器件。目前已形成普通型，快恢复型和肖特基型三大系列产品，电力整流管对改善各种电力电子电路的性能，降低电路损耗和提高电流使用效率等方面都具有非常重要的作用。自1958年美国通用电气GE公司研制出第一个工业用普通晶闸管开始，其结构的改进和工艺的改革为新器件开发研制奠定了基础，在以后的十年间开发研制出双向，逆变、逆导、非对称晶闸管，至今晶闸管系列产品仍有较为广泛的市场。

1964年在美国第一次试制成功了0.5kV/0.01kA的可关断的GTO至今，目前以达到9kV/0.25kA/0.8kHz的可关断的GTO至今，目前以达到9kV/2.5kA/0.8kHZ及6kV/6kA/1kHZ的水平，在当前各种自关断器件中GTO容量量最大，但其工作频率最低，但其在大功率电力牵引驱动中有明显的优势，因此它在中压、大客量领域中占有一席之地。70年代研制出GTR系列产品，其额定值已达1.8kV/0.8kA/2kHZ，0.6kV/0.003kA/100kHZ，它具有组成的电路灵活成熟，开关损耗小、开关时间短等特点，在中等容量、中等频率的电路中应用广泛，而作为高性能，大容量的第三代绝缘栅型双极性晶体管IGBT，因其具有电压型控制，输入阻抗大、驱动功率小，开关损耗低及工作频率高等特点，其有着广阔的发展前景。而IGCT是最近发展起来的新型器件，它是在GTO基础上发展起来的器件，称为集成门极换流晶闸管，也有人称之为发射极关断晶闸管，它的瞬时开关频率可达20kHZ，关断时间为1μs，dildt4kA/ms，du/dt10-20kV/ms，交流阻断电压6kV，直流阻断电压3.9kV，开关时间<2ks，导通压降3600A时，2.8V，开关频率>1000Hz。

3电力电子器件发展趋势

进入90年代电力电子器件的研究和开发，已进入高频化，标准模块化，集成化和智能时代。从理论分析和实验证明电气产品的体积与重量的缩小与供电频率的平方根成反比，也就说，当我们将50Hz的标准二频大幅的提高之后，使用这样工频的电气设备的体积与重量就能大大缩小，使电气设备制造节约材料，运行时节电就更加明显，设备的系统性能亦大为改善，尤其是对航天工业其意义十分深远的。故电力电子器件的高频化是今后电力电子技术创新的主导方向，而硬件结构的标准模块是器件发展的必然趋势，目前先进的模块，已经包括开关元件和与其反向并联的续流二极管在内及驱动保护电路多个单元，并都以标准化和生产出系列产品，并且可以在一致性与可靠性上达到极高的水平。目前世界上许多大公司已开发出IPM智能化功率模块，如日本三菱、东芝及美国的国际整流器公司已有成熟的产品推出。日本新电元公司的IPM智能化功率模块的主要特点是：新晨

3.1它内部集成了功率芯片，检测电路及驱动电路，使主电路的结构为最简。

3.2其功率芯片采用的是开关速度高，驱动电流小的IGBT，且自带电流传感器，可以高效地检测出过电流和短路电流，给功率芯片以安全的保护。

第3篇：电力电子器件论文范文

我国国民经济的不断发展使得我国的电力系统建设获得了长足的进展，尤其是电子技术的引入，促进了我国电力系统的进一步深化，在工业化时代，强电系统已然成为了我国电力系统发展中不可替代的一个重要的组成部分，因此本文主要从电子技术在强电系统当中的作用进行深入的分析和探讨。

关键词：

电子技术；强电系统；分析；探讨

前言

在我国国名经济飞速发展的大环境下，电子技术也有了极大的发展，与此同时，电子技术的发展让大量的新技术运用到了社会的各个领域当中，现如今的社会是高速发达的信息社会，社会中各个领域的发展都离不开信息技术的支持，而随着计算机技术及网络技术的应用，电子技术也应运而生，目前电子技术的应用范围也是极其广泛的，我国最早利用电子系统的时间短是在改革开放之后，那时候人们的生活水平就已经有了很大程度上的提高，而随着物质生活以及文化生活的提高，人们开始对电力能源重视起来，对电力的运行安全问题也是非常的关注，将电子技术应用在强电系统中可以推动我国电力系统的更新，对强电系统的发展也能够起到很好的促进作用。

1.电子技术的优势及意义

1.1电子技术的优势

电子技术之所以能够在人类的生产生活中得到广泛的运用，这与它的优势是分不开的，电子技术的优势主要体现在以下几个方面：

（1）全控化

由于传统的电器件都是属于半自动形式控制的，半自动控制的电器件一般其换相电路都要比传统的电器件复杂很多，而随着电子技术的引入，自关段器件的电路也得到了进一步的优化，从而更好的运用电子技术实现了全自动控制操作。

（2）集成化

所谓的集成化主要是将所有的全控型电子器件利用数量较多的电子单元器件结合在一起，将其放在同一个基片上，这种集成化的处理方式与之前传统的电子器件分立的方式进行比较我们可以非常明显的的看出，集成化的处理可以极大的缩短电器件运行的时间，除了这一点以外，高频化的优势也是集成化的一个优点，它可以提高电子器件的工作效率。

（3）高效率

高效率化这一优势主要体现在了电子器件及变换技术上，主要是通过电子技术来降低导通的压降，使得最终电器件的效率有了极大的提高，之前在变换器的使用中，多数都是使用硬开关技术，现如今软开关技术的应用，对提高强电系统的运行效率也是起到了非常重要的作用。

1.2电子技术在强电系统中的意义

电子技术在强电系统中的应用可以有效的提高电力能源的应用效率，电子技术还可以提高强电系统运行的安全，能够实现对电力资源的优化配置，降低了电力企业的成本投入，提高了电力企业的经济效益。与此同时电子技术在强电系统中的应用还有效的促进了我国现代化的发展进程，随着高新技术的不断出现，越来越多的产业在投入生产之前都进行了电子技术的处理工作，这样做的目的也是为了进一步的保证电力系统的运行可以在网络技术的监管下进行，保障了电力系统的运行安全。

2.电子技术在强电系统中的应用研究

（1）在发电系统中的应用

电子技术在发电系统中的应用主要是用来调节发电系统中的功率，在结构相对比较简单的静止励磁中，运用晶闸管整流可以提高静止励磁的可靠性，最重要的是所花费的资金成本也会得到降低，而在电力系统中，我们在控制水力和风力发电机的时候，对转子中的励磁电流产生的频率进行调整之后，可以提高水力和风力发电的功率。由于电力系统当中风机水泵所消耗的能量是非常大的，基本上占了整个系统的百分之七十，而且工作的效率还非常的低，针对这一情况，我们的研究人员在系统当中安装了变频调速，很好的解决了这一问题，但是从实际的情况来看，我国可以运用高压大容量的变频器系统还不是很多，所以对电力系统进行较为精准的控制暂时是不现实的。

（2）电子技术在输电环节的广泛应用

在输电环节上，直流输电技术以及高压直流输电都选择了晶闸管变流装置，这一装置可以从根本上解决那些长距离、大容量输电系统的无功损耗问题。直流输电技术不仅稳定性好，其灵活程度也是最高的，其电容量也非常大，即便我国各个省市地区的地形地质特点不同，直流输电技术也能够在不同的地质地貌条件下远程的进行输电作业。在输电环节中，电力能源会在输送的过程当中出现巨大的损耗，打个比方说，如果想要从一个城市输送电能到另一个城市，如果输送的距离较长的话，那么就会有百分之三十——四十的电能在传输的过程当中被损耗掉了，最终输送到的电能可能都不到一半。而自从电子技术的出现就很好的解决了这一问题，不管输送电能的距离有多远，最终输送到的电能都可以保证在百分之九十以上，将电能的输送损耗降到了最低。这也是为什么电子技术在输电环节如此受欢迎的原因之一。

3.结语

电子技术在强电系统中的应用，降低了电力能源在传输过程当中出现的损耗，有效的提高了电力能源的利用效率，使得企业的生产效率得到了提高，除此之外，我们还发现，电子技术在强电系统中的应用也是当前信息化社会发展的一个整体趋势，因此在新时代下，我们的研究人员要不断的加强对电子技术的研究，电子技术在强电系统中运用所出现的一些问题也就可以得到及时的解决，也能够进一步的推动我国电力事业的可持续发展。

作者：李洪章 白月 于苹 单位：哈尔滨电站设备成套设计研究所有限公司 中国石油天然气管道局天津设计院

参考文献:

[1]姜放，王志强，李国锋.三相线电流平衡化补偿方法[A].2011年通信与信息技术新进展——第八届中国通信学会学术年会论文集[C].2011年

[2]游广增.电力电容器的谐波分析及一种谐波抑制方法[A].2010年云南电力技术论坛论文集（文摘部分）[C].2010年

[3]梁喆，欧阳名三.基于负荷侧无功补偿的静止无功发生器控制方法研究[A].第四届安徽科技论坛安徽省电机工程学会分论坛论文集[C].2006年

第4篇：电力电子器件论文范文

关键词：电子抢答器；理实一体；项目教学

中图分类号：G712 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）20-0257-03

实践证明，“理实一体“课堂教学模式在电子技术应用专业的课程教学是有效的。它不仅有利于中等职业教育双师型教师队伍的培养，还有利于学生学习主动性的激发。现以“电子抢答器”项目教学为例阐述它的应用。

一、“电子抢答器”项目由来

“项目”是指“事物分成的门类”[1]。项目是相对完整和相对独立的事件[2]。项目教学是师生通过共同实施一个完整的“项目”工作而进行的教学活动，是行为导向和“一体化”教学理念的体现[3]。项目教学完全符合中职教育改革的“以服务为宗旨，以就业为导向”的要求。

每个项目都是由具体的不同的工作任务组成，它具有综合性、复杂性。因此，项目教学可以培养学生专业知识和技能的综合应用。

电子抢答器是常见的项目，它具有如下的特点：1.它来源于真实的生产生活中，如实际生活中的各类竞赛、娱乐活动，能很好地激发学生的学习兴趣。2.实施该项目能将电子技术理论知识和技能学习结合在一起，具有综合性。3.该项目内容所涉及专业知识和操作技能学生已有一定基础，同时它所用到的元器件廉价且购买方便。因此，它具有可实施性。4.该项目有具体的成果，方便进行评价。

在“电子抢答器”项目教学过程中，我们根据学生已掌握的模拟电路和数字电路，如：电源电路、基本门电路、触发器、计数器、译码器、数码显示电路等设计电子抢答器。因此，该项目的教学有助于学生进一步学习有关电子线路的知识，提高综合应用能力，该项目非常适合于在学生学完数字电路相关知识之后实施。

二、“理实一体”课堂教学模式

“理实一体”教学模式的理论依据来自建构主义学习理论。建构主义认为，学习者在认识、解释、理解世界的过程中建构自己的知识，学习者在人际互动中通过社会性的协商进行知识的社会建构。根据这样一种知识的哲学观，教育关注的焦点从教师的教学转移到学生的学习和学生对知识意义形成上，从而唤起对学习者主体性的关注4]。

“理实一体”的教学模式强调的是“做中学，学中做”。在教学过程中提倡师生互动、生生互动，将理论知识与动手实践操作技能融为一体，注重教学的过程性评价以及学生的职业能力的培养。我们将“理实一体”的课堂教学模式应用到电子技术应用专业的课程项目教学中，就是要利用理实一体教学氛围，给学生营造一种“实训工位对接生产工位，教学过程对接生产过程”的职业情境，以工作任务的形式来组织教学，学生在教师营造的情境中相互合作、决策、自主学习建构新的知识和技能完成相应的工作任务，以教师过程性评价、学生自评、互评等方式相结合的多元评价方式为手段，促进实训、思考、交流对话、阅读理解等各环节的良性循环，能够真正的体现项目教学“以项目为核心、以任务为驱动、以学生为主体、以过程为重点”的显著特征，更好地实现教学做合一。

三、项目教学过程中理实一体的应用

在“电子抢答器”项目教学中，我们以电子产品生产流程为依据，例如：“明确任务制订计划做出决策实施计划检查指导控制评定反馈”这样的流程，将“电子抢答器”项目教学过程任务设计如下：任务一——明确任务、制订计划（学生分组、查找资料）、做出决策（选择电子抢答器的设计电路）。任务二——选购所需的电子元器件。任务三——电子抢答器的电路安装。任务四——电子抢答器的电路调试与故障排除。任务五——电子抢答器的成品展示与评估。在任务的实施过程中，我们充分应用“理实一体”的教学模式，在项目实施的整个过程中，我们都设计有学生自主学习理论知识的环节，安排学生进行交流与讨论，以此让学生建构新知识或形成新技能，从而完成任务并解决实践中碰到的问题。

例如：在实施任务二——选购元器件的环节中，以往的项目教学过程，项目的设计电路以及元件参数等教师已事先确定，所以一般的教学环节中并没有安排选购元器件这一环节。应用“理实一体”的教学模式，我们增加了这一环节，让学生亲自到电子城或者上网去选购元器件。在完成这个任务过程中，学生要根据所学理论知识，先列出所选择的抢答器电路中元件的清单，接着以小组为单位去购买元器件，在实际的购买元器件中，学生会碰到有些元件在实体店里缺货或者如何将成本压缩、购买到性价比更高的元件等实际的问题，这都要求学生能根据已掌握的知识进行讨论或者和商家商量等环节，最后做出决策来解决实际中遇到的问题。同时，通过实际采购元器件这一环节，学生们进一步熟悉了元器件采购环节所需的专业知识和技巧，进一步熟悉市场上各类常用的或者见识到新的元器件，进一步学到更多有关元器件的理论知识，增加社会生活经验。

又如：在实施任务三——电子抢答器的电路安装和任务四——电子抢答器的电路调试与故障排除的环节中，以往的项目教学是在总电路原理图基础上做简单的总体介绍，接着分发电子元器件，随即进行电路的安装，教师进行巡视讲解，整个过程师生比较重视焊接安装的进度，容易导致为了安装而安装的现象。进入电路通电调试与故障排除环节，许多学生就放弃了。只有少量的学生能够认真经行调试与故障排。应用“理实一体”的教学模式，我们将整个电路原理图按照功能首先进行模块的划分，例如，在“由与非门组成的抢答器”电路，我们先引导学生按功能将其划分为如图1所示的电路方框图，再引导学生进行阅读、小组交流讨论、理解各个方框图的工作过程或简单工作原理，并根据各个组成方框进行相关元器件的识别与检测，最后进行安装与调试。在每完成一部分电路的安装之后，随即组织学生进行相应的电路功能调试。从而促进学生自主学习有关理论，培养学生对电路的工作原理分析、故障现象分析以及电路故障检修方法的能力。

四、结束语

在传统项目教学中，师生都比较容易忽略项目教学的过程，只重视项目的结果。在理实一体项目教学中，我们在重视项目结果的同时，也非常重视学生在完成任务过程中的学习知识和技能。通过“实践—思考—阅读—再实践”循环，培养学生自主学习的能力，最终形成解决实际问题的能力。同时，“理实一体”的项目教学，对教师提出了更高的要求。教师不仅要十分熟悉和掌握电子行业相关的职业岗位及其工作任务，而且还要不断提升教学过程的调控能力，进一步提升理实一体项目教学的质量。

参考文献：

[1]中国科学院语言研究所词典编辑室.现代汉语词典[Z].商务印书馆出版社，1983.1.

第5篇：电力电子器件论文范文

关键词： 应变片式传感器； Multisim；LabVIEW； 电子称

中图分类号： TN919?34； TP393 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2013）10?0119?03

电阻应变片是广泛应用的传感元件之一，其量程宽、体积小、携带方便和准确度高[1]，在电子衡器中被广泛应用，因此在传感器的教学中占有非常重要的位置，其实验也是传感器课程诸多实验中必做的内容，对学生深入理解和掌握相关理论知识、培养实践能力和综合素质具有不可忽视的作用。在该课程的实验教学中，传统的实验方法仅停留在验证性的基本原理阶段，与实际联系不多[2]，传统的实验电路通常又采用模块化设计，实验方法和手段因实验设备的定型而很难改动，缺乏直观性，严重束缚了学生的创造力，对实践能力的提高作用有限。随着新的测试技术的发展，电路仿真软件和虚拟仪器软件的不断涌现，为解决上述问题提供了良好的平台。学生可以在电脑上采用Multisim软件设计应变片的测量电路，进而在LabVIEW虚拟仪器软件平台上，完成对实验数据的处理和标定，从而实现电子称功能，在一定程度代替了实验室的硬件传统仪器设备和元器件。

1 应变式称重传感器

应变式称重传感器主要由弹性体、电阻应变片和测量电路组成。其工作原理是：弹性体在外力作用下产生弹性形变，使粘贴在它表面的电阻应变片也随之产生形变，从而引起电阻应变片的阻值发生变化，通过相应的测量电路，把电阻变化转换为电信号输出，从而完成将重力转换为电信号的过程[3]。

1.1 应变片的工作原理

2 Multisim仿真

Multisim是美国国家仪器（NI）公司推出的以Windows为基础的仿真工具。可提供4 000～17 000个电路元器件，除虚拟元件外基本采用实际参数模型，所实现的仿真具有较强的真实性[5]。该仿真软件还提供了丰富的测试仪器和强大的电路分析手段，为正确验证电路功能和分析电路参数提供了有力保证。因此笔者尝试在Multisim平台上设计全桥电路将应变电阻变化转换为电路输出电压。

2.1 模型的建立

2.2 放大电路设计

差动电桥输出的电压信号极其微弱，采用三运放高共模抑制比放大电路将电桥输出电压放大。它由两级放大器组成两个对称同相放大器构成第一级，由集成运放OP07，R6，R7和Rw2组成同相输入式并联差分放大器，具有非常高的输入阻抗。第二级由OP07，R8，R9，R10和R11组成反向比例放大器。为方便调节，再加一级比例放大电路，并在电路的输出级接万用表。放大电路如图2所示。

2.3 综合电路仿真

3 LabVIEW的虚拟电子称

LabVIEW是美国NI公司推出的虚拟仪器软件开发平台，在测控领域已得到迅速而广泛的应用。将虚拟仪器技术引入实验教学是高校进行实验室建设、改革实验教学的一个新的发展方向。在虚拟仪器软件系统中做各种传感器实验，在一定程度代替了实验室的硬件传统仪器设备[6]，真正体现了虚拟仪器技术“软件即仪器”的独特魅力，有助于学生深刻理解传感器的测试功能，提高学生的实验兴趣和实验效率。

3.1 前面板设计

4 结 语

基于Multisim对应变测量电路进行仿真设计，获得仿真结果，继而在LabVIEW虚拟仪器平台上实现了简易电子称。使学生加深对理论内容的理解和掌握，使得原本枯燥的理论教学和验证性实验转化为贴近工业生产实际的一体化教学。大大拓展了学生的知识面， 增加学生动手机会和创新能力的同时， 其直观有趣的交互界面更激发了学生的学习兴趣和探索精神。

参考文献

[1] 陈秋顺，仲梁维.应变式称重传感器弹性体线性度的有限元分析[J].现代制造工程，2010（10）：97?100.

[2] 简家文，朱双东，谢建军.虚拟仪器技术在传感器检测技术实验教学中的应用[J].合肥工业大学学报：社会科学版，2009，23（5）：15?18.

[3] 刘迎春，叶湘滨.传感器原理、设计与应用[M].4版.长沙：国防科技大学出版社，2004.

[4] 何道清，张禾，谌海云.传感器与传感器技术[M].2版.北京：科学出版社，2008.

第6篇：电力电子器件论文范文

关键词：电子大赛；理论培养；焊接工艺

中图分类号：G642.423 文献标志码：B 文章编号：1674-9324（2016）03-0094-02

一、导论

全国大学生电子设计竞赛是教育部倡导的大学生学科竞赛之一，是主要面向全国电子类学科大学生赛事，目的在于推动教学改革、培养实用型人才，同时也有助于培养大学生的实践创新意识与基本能力、团队协作、提高学生电子设计制作的能力，为选拔人才也创造了条件。比赛自从开办以来，一直备受全国高等院校和学生的重视，被认为国内“含金量”最高的比赛之一，比赛成绩在某种程度上已经成为标志着学校教学水平的高低。而参加比赛获奖的学生在求职过程中，也经常受到用人单位的青睐。全国大学生电子大赛是一种半开放的比赛，比赛时间为4天3夜。比赛期间[1]，同一个队伍的队员之间可以商讨设计思想，确定设计方案，进行分工协作，以队为基本单位独立完成比赛任务。指导教师不允许对参赛学生进行指导，参赛队员也不可以与其他人员探讨任何问题，队员可以查询相关资料设计电路并完成作品。比赛内容涉及范围比较广，包含高频、低频电子线路设计、单片机等控制电路，几乎包含了电子类专业所有的专业课程，没有深厚的理论基础和对电子元器件扎实的认识，很难在短短的4天中完成比赛，赛前培训则成为完成比赛内容提高比赛成绩的关键。如何进行赛前培训、提高比赛成绩，已经成为指导教师及参赛学生讨论的重点问题。本文根据电子大赛和教学内容，对学生的培训可以从几个方面进行考虑，主要包括是理论培养、电路设计训练、电子元器件认识、焊接工艺练习等。

二、理论培养

良好的比赛成绩与对电路理论知识的掌握情况是分不开[2，3]。首先需要熟练掌握基础知识。电子设计大赛的电路设计与参加考试不同，对知识的认知不能停留在仅仅会做习题的层面上，需要深刻理解教材中每一个电路设计的原理，如三极管、电阻、电容、电感等元器件在电路中发挥的作用，其数值变化对电路的影响等。例如，三极管的三个工作状态饱和、截止、放大，如何设计参数，使其工作在不同的工作状态，实现所需要的功能，这些都需要学生对电路知识有深刻的认识才能够设计出相关的电路。然而，电子大赛比赛时间一般为9月初，大四的学生已经学习了电路与电工基础、模拟电子线路、单片机、高频电子线路等课程等相关的电子技术专业课，从所学习的课程上可以看出，完全具有独立完成电子大赛题目的电路设计的能力。但是由于时间的关系，大四的学生对以前所掌握的部分知识存在遗忘的现象，这些都需要学生利用业余或者假期时间重新复习以前学习过的相关知识，以便在比赛的时候能灵活运用理论去设计电路。由于电子大赛与电子线路等课程相关的内容比较多，单靠学生自己很难在业余时间复习学会相关的知识，并且，学生习惯于考试的方法学习，对于电路的设计，几乎没有任何经验，很难把握住理论学习的重点。为了提高学生的理论水平，学校应该组织在电路设计上有经验的教师，对参赛学生进行辅导，以加深对理论知识的认识与理解。

三、电路设计训练

普通高等学校课程体系建设上[4]，受到高等学校师资、投入等各方面的影响，电子类的教学还是以理论授课为主，同时开放对应的实验、课程设计等实践教学环节，学生对电路的认识还停留在实验上，很少能够形成电路设计的概念。面对一个电路设计，不知道如何从何处入，这就需要从简单的电路设计入手，培养学生设计电路的能力。如何贯穿所学电路知识设计电路，是参赛的关键。电子大赛的电路设计是绝对不是靠一门课程可以设计出理想的电路完成比赛任务的，它是需要依靠多门课程知识内容的集中体现。电子大赛的电路设计通常需要由多个小单元电路组成。如遇到显示温度、采集信号等内容则需要使用单片机等器件来实现、如果采集的信号幅度过小则需要对其进行放大达到下一级电路的输入要求。因此将电路知识融合贯穿起来才能完成整个电路的设计。总所周知，无论多么复杂的电路，都是由简单的单元电路组合起来，实现复杂的电路功能，因此，根据学生所掌握的本科知识，先给出若干单元电路题目进行设计，如加法器、振荡器、乘法器等电路设计，让学生自行设计。随着软件技术的发展，已经存在一些电路仿真软件，如EWB、Proteus等，学生可以依据这些软件将自己设计的电路进行仿真实现，验证自己的设想是否正确。采用这些软件实现电路仿真，不仅可以使学生的设计电路时候的一些想法得到实现，也可以降低成本，同时学生也可以很容易修改参数，观察每个单个电子元件在电路中发挥的作用，这在实物电路中是很难实现的。

四、电子元器件的认识与焊接工艺

电路设计采用仿真软件实现，可以对学生起到一个锻炼作用，但是这些仿真电路毕竟与实际电路的设计毕竟存在一定的距离，我们必须把仿真电路转换成实物电路，才能提高学生对真正电路的认识。对于很少接触实际应用的本科生来说，首先培养学生对电子元器件的认识，如电阻、电容、电感等型号、阻值、电容数值等的认识，如何分清三极管、二极管的管脚；认识常用的运放芯片，比如OP07等，对于比较不熟悉的芯片，学会如何查找芯片的参数，芯片输入的电压范围等，以便用于在设计电路的时候可以依据参数，选择性能比较合适的芯片用于电路中。其次，电路焊接问题一直是困扰学生电路成功参赛的主要原因，经过了2～3天的电路设计及仿真实现，学生基本上完成电路设计，在实现作品的时候，学生焊接完的电路板，经常会出现电路不能正常工作、或者输出信号与设计初衷不一样的情况，甚至无任何信号输出，电路的焊接往往是出现问题的主要原因，虚焊、焊点过大、电子元器件被烧坏等问题都严重影响电路正常工作，即使比赛结束前可以正常工作的电路，到了比赛现场测试的时候，也经常会出现电路无法正常工作，或者是电子元器件被烧的情况。当然电路无法正常工作的原因有很多，焊接技术不过关是常见的原因，由此，需要加强对学生平时对焊接工艺的训练，提高作品成功由于焊接问题导致的比赛失败。另外，熟练的掌握示波器、万用表、直流稳压电源、信号源等基本仪器也是需要对学生进行培训的重要环节。比赛赛场通常不是在本校进行，而常用的仪器种类有分为很多种，国内的仪器面板也几乎都是专业英文标识，在紧张的比赛环境中，顺利操作这些仪器仪表进行测量也不是很容易的事情，因此需要训练学生熟练掌握常用仪器的使用方法，掌握仪器面板每一个按钮的英文含义，熟练掌握仪器的操作和按钮含义以后，即使遇到不熟悉的仪器，也可以很快学会使用方法。

五、赛前模拟练习

实战模拟训练是赛前不可缺少的一个重要环节。由于电子大赛需要面向电子、通信、自动化等专业学生参赛，因此，每年电子大赛的题目大致包括几个方面：电源、放大器相关的内容、通信、控制等几个大方面的设计。指导教师可以依据自己所带学生的专业方向设计一些相关题目进行模拟训练。经过理论、电路设计等方面系统的培训，参赛学生已经基本掌握了电路设计的相关知识。在这种情况下，参赛学生也需要参与几次模拟训练以达到组员之间相互配合的目的。每组参赛队员为3人，比赛中也通常涉及基础电路设计、单片机设计、电路焊接、最后完成比赛报告。合理的分工合作能够数顺利完成电路设计，如果在比赛配合出现问题，则有可能导致在规定时间内无法完成比赛，指导教师可依据学生掌握知识的情况，对学生进行分工。如将基础知识掌握比较全面的学生作为组长，负责电路整体设计、单片机编程比较好学生的负责单片机控制、文笔比较好的同学负责论文报告的写作。这种赛前实战模拟训练还有一个重要的目的，学会排查问题电路。在电路的设计和焊接过程中，会出现各种问题，一般来说，即使是指导教师在短时间内发现问题也是很困难的事情，这些问题出现在赛场上，只能依靠学生自己解决问题，对于对电路的初学者来说，这种问题也是经常发生，焊接的电路也很难一次成功，学会排查电路故障时参赛学生必须掌握的基本内容。针对存在问题的电路，当某一部分电路出现问题的时候，首先需要要做的是需要是检查电路设计的是否正确，确信电路设计正确后，再依照电路图检查电路连线问题，如果都没有问题，则需要依照电路从前往后每一个焊点都需要采用万用表或者示波器测量电压或者波形。这也需要对电路的原理极为熟悉，清楚了解电路中每一处的电压的大小、每一处电压波形形状等相关参数，以判断电路出现的问题所在。

六、结论

本文仅仅是从以上几个方面来讨论如何在赛前对学生进行培训，以提高学生参加比赛的成绩。但是，毕竟比赛各种意外都会发生，在短时间内完成电路的设计、购买元器件、完成电路作品，即使参加培训的学生也会由于经验不足，参数设计等问题等会有很多意外发生，影响比赛成绩。加强平时对学生的训练、增加电路设计经验是靠平时一点一滴积累起来的，只有打下深厚扎实的基础，才能在比赛中取得良好的成绩。

参考文献：

[1]汤勇明，堵国牛贺晋，等.大学生竞赛组织和创新能力培养的探索[J].电气电子教学学报，2009，31（4）：76-77.

[2]龚仁喜，孟小碧，秦钢年.创新型人才培养与实验教学改革的探索与实践[J].实验技术与管理，2006.

第7篇：电力电子器件论文范文

关键词：电子测量 教学方法 理论教学 实验教学

中图分类号：G642.4

文献标识码：A

DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2015.03.128

1 引言

现代科学技术的发展，如现代数学、物理学、微电子学、材料学等科学的发展为电子测量技术的发展创造了条件。电子测量技术的发展又为各行各业科学技术的发展提供了有利的工具，推动了现代科学技术的发展与进步。当今的各行各业都离不开电子测量技术和电子测量仪器，甚至在一些原先与“电”无关的专业，如化学、生物、医学、土木建筑等行业也都得到了充分的利用。各式各样的精密电子测量仪器在各种实验室里早已成为不可替代的基本工具和设备，因此电子测量技术的课程绝对不是可有可无的。当代大学生、研究生必须把电子测量技术和仪器作为一门基本功，认真学好。不论哪行哪业，在今后的工作中都将会大有益处、受益非浅。《电子测量技术》如此重要，如何更有效的展开本课程的教学工作，是一个值得我们深思的问题，本文笔者从理论教学和实践教学两个方面对《电子测量技术》课程的教学方法进行探索与实践。

2 理论教学

电子测量技术课程的内容主要包括电路参数测量、频谱分析、时域信号的测量、晶体管特性测量等电子测量的基本原理和测量误差分析，并包含了相关电子测量仪器的工作原理、性能指标、实际应用和相关仪器的最新成果等。与很多课程一样，该课程的理论内容非常枯燥，如果在教学过程中将理论内容和实验内容严重脱节，只是一味的介绍理论知识，将使得学生无法全面掌握电子测量的核心技术。若要出色的完成这门课程的教学是一项非常有挑战性的任务。理论教学工作作者是从教材选择、教师的自我提高、逆向思维教学法三个方面展开的。

2.1 教材的选择

一本好的教材不仅可以使教师易教，大大提高教学效果和教学质量，而且还可引导教学改革和教学思想的转变，而且可使学生易学，启发学生思维、引导学生创新。

笔者选用的教材是电子工业出版社出版的由桂林电子科技大学陈尚松等编写的《电子测量与仪器》，该书按高等学校电子信息科学与工程类专业的教学要求编写，教材中的内容与时俱进，技术上跟进更新。书中的内容是按发展历程讲解仪器原理，容易入门，叙述深入浅出，图文并茂，宜学宜懂，同时也包含了扩展或深入的内容可供教学和科研的不同需求选用；该书的具体内容做到了理论联系实际，既讲电子测量原理，又讲具体仪器应用，通过实例与仪器型号参数介绍，加深对仪器的认识和对国内外技术水平的了解。在内容上每章均附本章要点、小结和思考题与习题，便于学生预习、复习和总结。

2.2 教师的自我提高

在任何一门课程的教学过程中教师都具有主导作用，教师知识水平的提高可使教学质量得到有效地提高。我们知道电子技术的发展是非常迅速的，电子产品的发展速度呈摩尔定律所描述的规律，即集成电路的规模和微处理器的性能每18个月都会提高一倍，在这一速度的带动下各种电子测量仪器的生产厂家不断发展更新自己的产品。作为《电子测量技术》的教师，一方面应该时刻关注研制和生产电子测量仪器的商家的产品动态，要实时关注Aglient、Tektronix等这些大的电子仪器生产厂家的产品动态，定期查阅他们产品的资料，用来深化和扩展教学内容，将这些新内容、新知识在课堂上呈现给学生，丰富课堂内容激发学生的学习兴趣和热情，拓宽学生视野做到与时俱进；另一方面教师要主动进行电子测量方面的科学研究，促使教师对该方面的知识有更深入的理解，多参加学术交流会议，到科研水平较高的国内国际会议或其它相关的平台学习，通过与他人交流学习来提高教师自身的水平。

2.3 逆向思维教学法

任何一门课的理论学习都是一个枯燥的过程，如何化枯燥的理论学习为一个有趣的学习过程也是教师要思考的一项重要内容。这要求教师明确教学目的，在双重考虑教学目的和本专业实际情况的条件下，选取授课内容和授课方法。本课程主要介绍电子测量的原理及仪器使用部分，教师将理论教学的阵地从教室转移到实验室，直接面对仪器教学，使用逆向思维的方法进行理论教学，先从教学生如何使用测量仪器开始，让学生对仪器的结构有一个直观的感性认识，懂得仪器的各个旋扭或按键分别实现了什么功能，以及各旋扭或按键间如何协调工作，以使用过程中遇到的问题引发对理论知识的思考与学习。

以信号源和示波器的教学为例，这一教学过程将第三章和第六章的内容结合起来，先对信号源和示波器两种仪器的表面结构进行讲解，让学生使用示波器测量信号源输出的信号，学生使用仪器并利用仪器观察到信号后学习积极性也被调动起来，教师由实际操作引导理论知识的学习。如在信号源的使用过程中，信号的形状会发生变化，由此引出怎样才能使信号的波形发生改变，这就指引学生去学习“函数信号发生器的基本组成”部分的内容，这里讲解了常见信号波形的产生和转换方法；再如我们可以从示波器上观察到信号源的频率可以从低频段调到调频段，在同一频段内频率也会在一定范围内发生变化，信号源是如何实现这些频率变化的呢？带着这样的问题能引导学生学习信号源内部电路设计中的多种频率合成方法。在示波器的使用过程中同样提出问题，引导学生去学习示波器的理论内容，如打开示波器观察到光点，通过辉度与聚焦的调整引导学生学习示波管的原理及构造，这一显示原理也用于其他的显示设备上，如频谱仪、扫频仪等，做到触类旁通；通过示波器的触发模式调节键观察不同触发模式下信号的显示变化，反过来引导学生去研究是怎样的设计变化促使了显示屏信号的相应变化，带着学生学习示波器X通道中的触发电路的组成、触发耦合方式、触发电平、触发极性等知识；再如使用示波器观察信号源的同一个信号波形时，通过调节垂直或水平偏转旋扭观察信号波形的变化，为何会出现这种变化？带着同样的思考引导学生学习X通道、Y通道的放大电路设计等等。

3 实验教学

本课程的实验教学采取验证性实验和设计性实验相结合的策略。

3.1 验证性实验

验证性实验的目的是让学生通过操作各个实验项目，使他们对电子测量的基本概念、原理及方法有更加深入的认识和理解，培养学生独立思考的习惯，提高学生理论联系实际的能力和分析、解决问题的能力。在本课程的理论教学过程中，学生已基本掌握了实验所用用仪器的操作和使用方法，学会利用现有设备采取正确方案进行一些简单的测试测量。教师设计一些具有锻炼学生思考能力的实验给学生。如：通用计数器的应用，该实验要求学生理解通用智能计数器工作原理，掌握测量频率周期的测量方法及其检定高频信号源频率准确度，熟悉计数器的其他扩展功能；再如通用示波器的应用，要求学生理解示波器的工作原理、技术指标，熟练掌握通用示波器测试信号参数的方法等。

3.2 设计性实验

《电子测量技术》课程综合运用了电子、计算机、通信、控制等方面的技术知识，教师结合本专业的基础课程，设计了本课程的设计训练题目，目的是培养学生将科学理论与实际工程相结合的能力，通过设计训练，要求学生在掌握电子测量仪器基本理论的基础上，能根据所学知识综合设计简单的测量电路，运用单片机、FPGA、Protel等工具对简易电子测量系统进行仿真与设计，从而提高学生的创新设计实践能力。

设计题目主要有简易信号源设计、简易计数器设计、简易频率计设计、简单的数据采集卡设计等，让学生通过这些题目进一步对课本理论知识进行深入的学习。设计要求学生首先要写出《设计任务书》，包括以下内容：第一，仪器名称、用途、特点及简要设计思想；第二，主要技术指标；第三，仪器应具备的功能；第四，仪器的设备规模；第五，系统的操作规范等。该任务书反映同学的设计目标，同时也是教师作为设计完毕进行验收的依据。在设计之前要先学习基本的设计方法；在设计过程中除写好《设计任务书》外，还要做到理论联系实际，实现书本知识到工程实践的过渡，要求学生在每一步设计结束要及时与教师沟通，尽可能完善设计工作。硬件电路设计前要画好硬件原理框图，过程中要绘制详细的电路图，仿真无误后方可制作电路板；硬件完成后要规划软件控制流程图，根据流程图逐步、逐点编写程序；最后进入软、硬件联调、实验，最后还要撰写设计报告。教师根据任务书中的指标逐项检查设计成品。

通过课程设计同学们学习了硬件电路设计、软件程序设计、电路调试等知识，使学生深入理解并掌握了测量仪器的基本原理，硬件结构和工作原理。掌握程序的编制方法和程序调试的方法，掌握常用接口的设计及使用。学生为其它课程、项目和毕业设计做了大量的知识储备，也为将来在自动化、智能检测、电子信息工程、测试计量技术及仪器、电子科学与技术及其它领域工作打下良好基础及应用实践能力。

4 结论

作者在课程教学过程中采用理论教学与实验教学相结合的教学模式。教师在“做中教”，学生在“做中学”。教师充分利用实验室现有的实验仪器、智能仪器控制软件、虚拟仪器软件等，较为全面地介绍电子测量技术的基本知识、电子测量仪器及测试系统的工作原理以及它们在工程实际中的具体应用，让学生尽可能广的学习到本课程所涉及的专业知识。经实践，本文提出的理论教学和实验教学方法证明了该方法的构建激发了学生的学习兴趣，巩固和加深了学生对理论知识的掌握与理解，提高了学生分析问题和解决问题的能力并加大了授课的信息量，符合创新人才培养和社会发展的要求。

参考文献：

【1】陈尚松，郭庆，雷加.电子测量与仪器【M】.电子工业出版社，2012.

【2】范泽良，王永奇.电子测量与仪器【M】.清华大学出版社，2010.

第8篇：电力电子器件论文范文

关键词：数字电子技术；Multisim；仿真；实践教学；理论教学

中图分类号：G431文献标识码：A文章编号文章编号：1672-7800（2013）012-0200-02

作者简介：孙利华（1979-），女，硕士，中国地质大学江城学院讲师，研究方向为电子和EDA技术。

0引言

数字电子技术是高等院校电子信息、通信、自动化类专业的一门学科基础课，实用性很强[1]。该课程的教学目标是让学生理解数字电路的工作原理与逻辑功能，掌握数字电路的分析与设计方法，最终能根据要求设计出较合理的电路。所以，该课程既包含了逻辑性强的理论又包含了很多具体实践应用环节。在讲授数字电子技术时要特别注意理论与实践教学结合，但实际教学中受实验硬件条件的限制，实验课课时安排较少或时间安排不合理，无法做到老师讲的同时让学生操作，使学生缺乏对基本原理和概念的直观认识。Multisim 软件为数字电子技术课程教学提供了一个很好的平台，可作为传统教学手段的有力补充。借助Multisim 软件对数字电路工作进行仿真演示，使理论和实践教学内容更加紧密地结合起来，既可以提高学生的学习兴趣，又能帮助学生更好地掌握数字电子技术的基本理论，为后续课程打下坚实的基础。

1Multisim10概述

Multisim是美国国家仪器（NI）有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具，包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。Multisim向用户提供一个全方位功能强大的电子虚拟实验平台[2]。软件自带了型号丰富的元件库和功能齐全外形逼真的各类主流虚拟仪器，可完成对模拟电路、数字电路、单片机电路的设计与仿真调试，用户只需轻点鼠标即可观看到逼真的电路运行。该软件简单易学，利于激发学生的学习兴趣，目前已被广泛应用到各高校电子类课程的教学中，取得了良好的教学效果。

2Multisim10 在数字电子技术理论教学环节中的应用

数字电子技术理论教学目的是帮助学生掌握数字电子技术的基本概念和理论。传统教学方式采用多媒体课件加板书，学生缺乏对数字电路的直观认识，教学效果欠佳。特别是在讲授编码器、竞争与冒险、触发器等难以理解的内容时，学生会因为不理解，要么死记硬背，要么丧失学习兴趣。若引入Multisim软件进行仿真，可以帮助学生更好地理解概念。

基本RS触发器是进入时序电路学习的第一个内容，是学好时序电路的关键，但学生往往难以理解基本RS触发器的工作过程，特别是触发器“不定”的工作状态。教师可以在Multisim软件中搭建如图1所示电路，由两个与非门构成基本RS触发器[3]，借助小灯泡的亮与灭来演示RS触发器的“置1态”、“置0态”、“不变”和“不定”四种状态。其中，当R、S均置0时，触发器的输出都为1，两个灯泡都等于1，当R、S都回到1时，两只灯泡则不停地交错闪烁，可以告诉学生这就是“不定”的状态，让学生对该状态有了直观认识，帮助他们理解和记忆触发器的工作原理。

3Multisim10在数字电子技术实践教学环节中的应用

把Multisim10应用到实践教学环节中可以开展一些学校实验室因为实验设备、经费等方面原因无法开展的实验；可以避免真实实验操作可能带来的未知风险；可以提高实践环节中实物搭建电路的成功率，降低仪器和元件的损坏率。

3.1验证性实验

验证性实验一般是让学生在试验箱上验证数字电路的工作原理，以加深对基本概念的理解。试验箱上已集成好所有元器件，学生要做的工作就是根据实验指导书用导线把器件连接起来，往往是电路接了一遍，仍然不了解工作原理。若能在使用试验箱前先在Multisim

中对电路进行仿真，有助于学生理解电路的原理，不仅了解应该怎么接电路，还能知道为什么这么接。以集成计数器74LS190逻辑功能验证实验为例，可以在实验前让学生在仿真软件中搭建如图2所示电路。当把开关E置为0，F置为1时，电路实现十进制的加法计数器的功能。通过电路仿真可以帮助学生了解74LS90芯片各引脚的功能，知道每个引脚应该如何接进电路，以及共阳极和共阴极数码管的区别，还可借助如图3所示逻辑分析仪仿真结果理解74LS90的QA、QB、QC和QC与时钟信号的对应关系。教师可以把仿真软件中的电路、虚拟仪器和试验箱上的元器件、仪器结合起来讲解，可提高学生在试验箱上搭建电路的成功率，降低元件的损坏率。

3.2设计性实验

在理论教学和验证性实验之后会安排设计性实验教学环节，也就是课程设计。一般要求学生根据设计要求，利用所学过的数字电路的设计与分析方法，选择合适的芯片，搭建电路并制作出实物。例如，设计一个汽车尾灯控制电路，要求：①假设汽车尾灯部左右两侧各3个指示灯（用发光二极管模拟）；② 汽车正常运行时指示灯全灭；③右转弯时，右侧3个指示灯按右循环顺序点亮；④左转弯时，左侧3个指示灯按左循环顺序点亮；⑤临时刹车时，所有指示灯同时点亮。学生拿到设计题目后，可查阅资料，首先在软件中搭建出电路，如图4所示，进行仿真以检验设计是否满足题目要求，仿真结果达到要求后再利用实物焊接在实验板上。该方式既能提高学生的电路设计能力，又可激发学生的创新精神，真正达到设计性实验的目标。

4结语

教学实践证明， 将仿真软件引进数字电子技术的理论和实践教学中， 可以把抽象的理论通过软件搭建的电路形象化，许多普通高校实验室中不易接触到的仪器设备可以方便地从软件中选用， 从而增强课堂教学的直观性和生动性， 加深学生对基本概念、原理的理解[3]，提升学生学习数字电子技术的兴趣和积极性， 培养创新精神，为后续专业课学习打下坚实的基础。

参考文献参考文献：

[1]郭映.Multisim仿真软件在数字电路教学中的应用[J].计算机与现代化，2010（7）.

[2]张新喜.Multisim 10电路仿真及应用[M].北京：机械工业出版社，2010.

[3]康华光.电子技术基础（数字部分）[M].北京：高等教育出版社，2000.

[4]李若琼.Multisim在 “电工技术”教学中的应用[J].电子科技，2011，24（2）.

Application of Multisim in the Teaching of Digital Electronic Technology

第9篇：电力电子器件论文范文

关键词：多媒体；电子技术；课堂教学；仿真

中图分类号：G642文献标识码：A

电子技术基础课程是工科各类专业的一门重要的技术基础课程，在科学技术飞速发展的今天，新器件、新技术、新方法的不断涌现，使得教学内容不断的增加，另一方面，授课学时数反而有所减少，特别是知识经济的到来，必须从教育思想、课程体系、教学内容、教学方法和教学手段等方面全方位的进行教学改革的研究与实践。我校非电类专业的电子技术基础课程是省级教学改革试点课程，经过多年的教学改革与实践，取得了一定的教学经验与成果，其中将电化教学引入电子技术实验就是其中之一，电子技术实验的教学改革与实践，获得校级教学成果一等奖1项，二等奖2项，电子技术系列课程均为省级精品课程，并获得省级教学成果三等奖2项，省级优秀教材一等奖1部，校级教学成果奖近10项等。现就多媒体课件在教学的体会做简要论述，供同行们参考。

1 多媒体教学势在必行

（1）该课程是技术基础课程，学生班级数较多，实践性强，大多采用大合堂授课，每批80人左右，传统教学坐在远离讲台的同学，在声音和视觉上都将受到限制，而多媒体教学则不然，试验台上的计算机图象清晰，音像效果都大大优过传统教学方法。

（2）当今，上课学时矛盾非常突出，授课计划学时减少，而教学内容不断增加，学时过少，采用传统教学方法势必被迫删除一些内容，或走马观花地讲授课程。多媒体教学拥有信息量大，不用板书，节省时间等明显优势，能较好的解决内容多课时少的矛盾。

（3）电子技术课程需要图表很多，传统教学，教师在黑板作图，一是费时，二是使学生思维不连贯，易使学生开小差。多媒体则不然，它不但便捷、省时，而且可以吸引学生自始至终都能集中精力听课。

（4）电子技术课程比较抽象，是比较难学的一门课程，传统的授课方式也比较枯燥，采用多媒体教学，合理运用文本、音频、图像、图形、动画、视频等，既可以大大简化难度，也可以提高学生学习的兴趣，特别是可以引入较多的电子技术应用实例，比如，波形的产生与整形，功率放大电路，巡回显示电路、定时、计时电路、智力竞赛抢答电路等，能够极大的激励学生学习电子技术的求知欲。

（5）电子技术是一门实践性极强的课程，采用多媒体技术，将计算机仿真技术引入课堂教学，当授课中涉及到某些电路需要实验演示时，利用超级链接调用PPT课件中建立的虚拟电子实验（EWB）电路文件进行演示，较好的解决了课堂教学中理论教学与实践教学脱节的矛盾，在同等时间获得最佳教学效果。

（6）网络课程是当今教学改革的热点，提倡使用立体教材，鼓励将黑板教学与现代教学结合起来。所以，无论是教学的需要、时代的驱使，还是学校考核的要求，采用多媒体教学势在必行。

2 采用多媒体教学，上好绪论课

每门课程的第一堂课是相当重要的，除学生对老师的印象感觉外，对该门课程的认识更为重要，学生认识到你这门课程的重要性还不够，关键还要激起学生的学习兴趣，激发学生的求知欲，所以，上好第一堂课，讲好绪论课尤为重要。

大家知道：“电子技术，无处不在、无所不用、领先潮流、奥妙无穷”。这可以充分利用PPT课件，在绪论课中把这种思想灌输给学生，使学生对此有较深刻的了解。

电子技术PPT课件中，主要通过以下几个方面的内容来达到目的：

（1）展示大量的电子器件：电阻器、电容器、电感器、二极管、三极管等各类电子元器件。

（2）展示大量的电子技术应用图片：电视机、计算机、手机等通信设备等等。

（3）播放小电视片：如电子产品组装现场、自动生产线、卫星升天、电子对抗等。

（4）演示小电子制作作品的工作过程：如智力竞赛抢答器、报警电路、电子计时器等。

利用PPT课件，大约需半个小时讲完总概述，也就是绪论课。通过多个班级的实践教学表明，采用了PPT教学后，学生对电子技术基础课程的学习兴趣明显提高。

3 引入EDA技术，提高课件水平

电子设计自动化（EDA）技术，可以根据电子电路的结构和元器件参数对电路进行仿真，获得电路的技术指标，从而可以快速、方便、精确地评价电路设计的正确性，节省大量的时间和经费。同时还可以对那些用传统方法不好进行分析试验的诸如温度特性、容差、灵敏度、最不利运行状况等进行分析实验等，因此，EDA技术已成为电子工程设计的重要手段，它的应用与发展，促进了现代电子技术向着更高、更新的层次发展，这就要求现代工程技术人员必须了解掌握EDA技术，以适应社会发展的需要。

虚拟电子实验台（EWB）是比较基础简单易学的电路仿真软件，它具有界面直观、操作方便等优点；一般电子技术人员，只要几个小时就可以学会EWB的基本操作；它是一种非常优秀的电子实训工具；提供了数千电子元器件、多种电子实验仪器和各种电路分析方法等。EWB最明显的特点是：仿真的手段切合实际，选用元器件和仪器与实际情形非常相近。绘制电路图需要的测试仪器均可直接从屏幕上选取，而且仪器的操作开关、按键同实际仪器的极为相似，因此特别容易学习和使用。通过电路仿真，既掌握了电路的性能，又熟悉了仪器的使用方法。

目前使用的是Multisim 7 ,将EWB软件融合到了PPT课件中，当授课时涉及到某些电路需要实验演示时，利用超级链接调用课件中建立的虚拟电子实验（EWB）电路文件进行演示，包括当场接线、连接仪器和实验方法、步骤、结果等，它不仅可以弥补元器件、仪器的不足，而且排除了原材料的损耗和仪器的损坏等，更重要的是理论联系实际及时，这样可以帮助学生更快、更好地掌握课堂讲述的内容，加深对概念、原理的理解，补充课堂理论教学的不足，而且通过电路仿真，可以熟悉常用电子仪器的测量方法，进一步培养学生的综合分析能力、排除故障能力和开发、创新能力等。

实践证明，应用多媒体课件授课与传统授课有机结合的方式才是最佳方式。这样既有形象生动、信息量大、交互性强的优势，又有教师通过口头、笔头表达能力、语言手势、甚至表情的相互传递，能产生无穷魅力的优势。只有主导者—教师灵活运用教学媒体、教学方法，把现代媒体教学和传统媒体教学方式有机结合，充分发挥各自优势，相互弥补不足，才能真正提高授课水平。

通过实践，在电子技术基础课程中，以下几方面内容最适合穿插使用多媒体课件进行教学。

（1）传统媒体不易表达清楚的内容：例如借助三维动画展现晶体管内部载流子运动规律、放大器静态工作点的稳定等，直观、形象、易懂。

（2）大型电路原理图：在讲解较复杂的电子电路时，若黑板画图既不一定清晰正确，又过于费时，此时采用课件形式较好。

（3）具有对偶性的内容：对于具有对偶性的原理，可选其典型内容采用传统方式讲授，其余部分采用课件，这样松弛有度、重点突出、节约时间。

（4）需要设计选择参数的内容：在运用PPT课件中，应当特别注意培养学生的创新能力，努力促进学生开阔视野、活跃思路，多角度、全方位地思考问题。例如通过现场改变参数、变换电路的结构等方式，以激发学生的学习兴趣，注意引导学生思考，灵活运用所掌握的知识。

（5）需要观看输入输出波形的内容：对于放大电路、运算电路和信号产生、整形电路等，显示出电路的有关波形，对学生来说，直观、明确的结果，使得学习既有趣，又轻松。如基本共射放大电路具有倒相作用，在屏幕上显示出两个不同颜色的反相的波形来，学生结果明确，还能够增强记忆。

（6）结论性的内容和简单介绍的内容：总之，在授课过程中，教师结合内容，适时引入PPT课件，与传统教学恰当而有机地结合在一起，有效地应用课件才能真正地提高教学质量。

4 采用PPT多媒体教学的注意事项

4.1 防止电子填鸭式教学

由于PPT是当今教学热点，是学校提倡的教学改革的重点工作，进而走向一个极端，一味的追求时髦，单纯地追求教学手段的先进和信息量的增大，简单地替代掉传统地教学方式，成为“电子式的满堂灌”。由此导致学生往往会抓不住重点或跟不上进度而失去信心和兴趣，使PPT教学的优势不能得到充分的发挥，结果适得其反。

4.2 禁止使用粗糙的课件

要制作一个好的PPT课件，不是件容易的事，它包含多方面人才的智慧和极大的劳动量。从立意到选材、美工、动画设计，从脚本到系统设计等，每个环节都应有较高水平的教师来完成。应当避免使用低档的PPT课件，比如仅仅将教案投放到屏幕、操作缓慢、图文模糊、音乐图象花哨、交互性特差等情况。若PPT课件质量低下，教学效果肯定还不如传统教学方法，这就失去了意义。

5 结束语

采用多媒体辅助教学，必须保留传统教学的精华，适当运用PPT教学手段，合理灵活地采用多媒体教学，才能够提高教学质量。无论采用何种教学方法、教学手段，都必须以学生为主体，教师为主导进行，教师是学生的帮助者。在教学过程中，根据不同的教学内容和不同的听课对象，教师采用不同的教学媒体和教学方法，才能够出色的完成教学任务。

参考文献：

李震梅．利用电教手段，在电子技术教学中引入EDA技术[J]．兰州：电化教育研究，2003

高琴．利用电子板书授课的体会[J]．南京：电气电子教学学报，2003，25（02）