巢 明，林秋華，郝育聞，商云晶

(大連理工大學電子信息與電氣工程學部，遼寧大連116024)

雙極結(jié)型晶體管的特性曲線是“模擬電子線路”課程中的重要內(nèi)容。眾所周知，雙極結(jié)型晶體管輸出特性曲線劃分為放大區(qū)、飽和區(qū)和截止區(qū)［1-5］。事實上，以上三個區(qū)域并沒有覆蓋整個輸出特性坐標平面，如圖1所示。在深度飽和線與縱坐標軸之間的陰影區(qū)域內(nèi)沒有任何特性曲線，晶體管是不可能工作在此區(qū)域的，可以稱為盲區(qū)。

1 特性曲線盲區(qū)對教學的影響

在教學中，筆者發(fā)現(xiàn)學生對雙極結(jié)型晶體管在飽和區(qū)的特性經(jīng)常出現(xiàn)誤解。以圖1為例，對于基本的共發(fā)射組態(tài)電路，當IB電流由0逐漸增加到80μA時，工作點由A逐漸移向E點;當IB電流繼續(xù)增加，由于晶體管已經(jīng)完全飽和，工作點應(yīng)基本保持在E點不動。然而有相當一部分學生錯誤認為，由于晶體管會進入飽和區(qū)，工作點會進一步移動，達到陰影區(qū)域內(nèi)的F點。

圖1 輸出特性曲線(陰影部分為盲區(qū))

通過與學生的交流，筆者分析造成這種誤解的原因包括以下幾點：

(1)由于課時的縮減，必須對授課內(nèi)容有所取舍。由于此章的重點是放大區(qū)的特性，因此對飽和區(qū)的細節(jié)問題沒有講解。

(2)學生沒有意識到分區(qū)實際上是由無數(shù)特性曲線上的點構(gòu)成的集合，因此特性曲線沒有達到的點，不屬于任何分區(qū)。在教學中三區(qū)劃分的觀念非常深入人心，思維慣性導致學生誤認為輸出特性曲線覆蓋了坐標平面上的所有區(qū)域，而實際上圖1的陰影區(qū)域內(nèi)沒有任何特性曲線。

(3)教材中對飽和區(qū)的標注方式容易引起學生的誤解。圖2所示為“模擬電子線路”教材中對雙極結(jié)型晶體管飽和區(qū)的常見標注方法［1-5］，這里通常使用虛線區(qū)分飽和區(qū)和放大區(qū)。有些學生誤認為飽和區(qū)包括本文所稱的左側(cè)的盲區(qū)。

圖2 教材中對飽和區(qū)的常見標注方法

2 特性曲線標注方法的改進

基于以上分析，筆者在教學中使用圖3來講解三個工作區(qū)的劃分。注意到圖中標注了臨界飽和界限與深度飽和線，并用陰影更清楚地標識出飽和區(qū)的位置，將其與盲區(qū)分別開來。由于盲區(qū)并不是公認的概念，因此圖上不應(yīng)進行任何標注。

圖3 一種比較明確的標注方法

3 結(jié)語

筆者提及“模擬電子線路”教材中對飽和區(qū)常見的標注方法，認為這些標注方法沒有很好地區(qū)分飽和區(qū)和盲區(qū)，容易造成學生誤解。高校教學縮短課堂教學時間，提升學生自學和實踐能力是目前教學改革的重要方向之一。筆者認為相關(guān)教材也應(yīng)該考慮到這種趨勢，增加更多的細節(jié)說明，將原本需要教師講解的內(nèi)容加入教材，將容易混淆的概念在教材中加以澄清，以方便學生自學使用。因此筆者將更明確的富含細節(jié)的標注方式應(yīng)用在本校的自編教材中。

［1］童詩白，華成英《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)(第三版)》［M］北京：高等教育出版社，2004

［2］康華光，陳大欽《電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分(第四版)》［M］北京：高等教育出版社，1999

［3］王淑娟，蔡惟錚，齊明 等《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》［M］北京：高等教育出版社，2009

［4］吳丙申，卞祖富《模擬電路基礎(chǔ)》［M］北京理工大學出版社，2009

［5］Robert L.Boylestad，Louis Nashelsky Electronic Devices and Circuit Theory 9th Edition［M］London：Pearson Education，2009