共发射极基本放大电路教学仿真应用

摘要：模拟电路是一门较难学习的专业基础课程，学好模拟电路对后续课程的学习至关重要。放大电路是模拟电路的基础，共发射极基本放大电路是学生接触的第一个重要的放大电路。本文阐述了在教学中引入仿真使学生对共发射极基本放大电路的功能有直观的认识。通过修改仿真电路中某些元件的参数，使学生初步意识到共发射极基本放大电路的放大倍数该如何调整，从而自然过渡到对放大电路理论的分析学习。强调理论学习结合仿真，教师易于操作，学生易于理解与掌握。

关键词：仿真应用；共发射极基本放大电路；模拟电路

模电是一门比较难学习的课程，好多参数都是工程上的估算，需要经验。毫无经验的学生很容易学糊涂了，甚至有同学说它是“魔鬼电路”。因此模电理论课堂学生躺倒一片，实验课堂屡屡拖堂的现象常常发生。放大电路是模电的重点，纵观模电的内容，几乎大半都在学放大电路：基本放大电路、集成运算放大电路、功率放大电路等。基本放大电路是各类放大电路的基础，共发射极放大电路又是最常见的。学好基本共发射极放大电路对模电的学习有举足轻重的作用。为了更好地学好共发射极放大电路，非常有必要加入电路仿真。放大电路的作用就是把小信号放大。在大会议室开会的时候，主持人的声音不足以让在场的任何一个人都听清楚，这种时候有必要用传感器把主持人的声音转换成电信号（因为电路只能处理电信号），用放大电路把这个信号放大后再推动扬声器，会场的声音就会足够大，参会的人就能听清楚了。

我们来看基本共发射级放大电路的组成。组成这个基本放大电路的元件很少:两个电容,两个电阻,一个三极管,一个直流电源。虽然电路的外在形式比较简单，但是因为这个三极管的存在（它是三端元件，即连着输入回路又连着输出回路）分析起来是有难度的。这么个形式简单的电路真的能放大信号吗？同学们刚开始脑中是没有一点概念的，我们可以通过仿真直观的演示给他们看。我们选好此电路的各元件参数，在电路的输入端输入一个振幅为5mV的小信号，用示波器同时观测输入端波形和输出端波形。比较观察到的两个信号，可以明显看出输出信号比输入信号大了很多，近似为1000mV,为输入信号的200倍。这就加深了同学们的认识，输入小信号经过此电路的作用确实能够被放大，明确了放大电路的意义。我们知道这是一个放大电路，那么放大倍数与电路中哪些元件参数有关呢？我们可以试着改变Rb、Rc的数值，通过仿真来直观地看一下。先把Rb改为600kΩ，发现输出信号明显变小了，近似为650mV，见图4。我们再把Rb改为150kΩ，我们发现输出信号变大了，但是输出信号的负半周出现了失真，即输出信号的波形与输入信号不一样了，见图5。由此我们有了初步的认识，要增大放大倍数可以减少Rb电阻值，但是Rb过小，输出信号会有失真。我们恢复Rb=400kΩ，改变Rc电阻的大小，观察输出波形的变化。仿真的时候可以在2kΩ的Rc支路串接一个几千欧的滑动变阻器（见图6），我们从小到大调整滑动变阻器的阻值，可以看到输出波形随着阻值的增大幅度是越来越大的，但是大到一定程度后输出波形的负半周就会有失真。由此我们又有一个直观的认识，放大倍数与Rc有关，要增大放大倍数可以适当增大Rc的值。

以上仿真的引入，使同学们能够比较顺利地进入到对放大电路的学习中来。为了得到一个功能正常，放大倍数也较大的放大电路，我们自然地过渡到对到基本放大电路的静态分析，进而再进入到对动态的分析。对基本放大电路静态和动态理论分析的时候加入适当的仿真演示，同学们可以更快的理解接受新知识。有了前期的仿真，对电路和结果都有了直观的印象，虚拟仪器也都使用过了，最后做实际电路实验的时候也轻松很多，提高了实验的效率，减小实验设备的损坏率。所以，仿真是一种很好的教学手段，很有必要加入到平时模拟电路的教学中来。

参考文献

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作者：徐美娟 单位：苏州工业园区职业技术学院