不要只是坐在那里!建造一些东西!! |
学习数学地分析电路需要很多研究和实践。通常,学生通过通过大量的样本问题进行练习,并针对教科书或教师提供的人的答案。虽然这很好,但有更好的方法。
你将通过实际学到更多信息建设和分析真实电路,让您的测试设备提供“答案”而不是书籍或其他人。对于成功的电路建设练习,请按照下列步骤操作:
当学生第一次学习半导体器件时,他们很可能因为电路中不正确的连接而损坏器件,我建议他们使用大的、高瓦数的组件(1N4001整流二极管,to -220或to -3机箱功率晶体管等),使用干电池而不是台式电源。这降低了组件损坏的可能性。
像往常一样,避免非常高,极低的电阻值,避免仪表“加载”(高端)引起的测量误差,并避免晶体管烧坏(在低端)。我建议在1kΩ和100kΩ之间的电阻器。
一种方式可以节省时间并减少错误的可能性是以非常简单的电路开始,逐步添加组件以增加其在每个分析后的复杂性,而不是为每个实践问题构建全新电路。另一种节省的技术是在各种不同电路配置中重新使用相同的组件。这样,您不必多次测量任何组件的值。
让电子自己给你自己的“练习问题”的答案!
这是我的经验,学生需要多种实践,电路分析变得熟练。为此,教师通常为他们的学生提供许多练习问题来通过,并为学生提供答案来检查他们的工作。虽然这种方法使学生精通电路理论,但它无法完全教育它们。
学生不仅需要数学实践。他们还需要真实,实践的实践建筑电路和使用测试设备。所以,我建议以下替代办法:学生应该构建他们自己的“实践问题”与真实组成部分,并尝试数学上预测各种电压和电流值。这样,数学理论“活着”,学生获得实际熟练程度,他们不会通过解决方程来获得。
以下这种做法方法的另一个原因是教学学生科学的方法:通过执行真实实验测试假设(在这种情况下,数学预测)的过程。学生们还将制定真正的故障排除技能,因为它们偶尔会制造电路施工错误。
在他们开始之前,用你的课程花一些时间来审查建设电路的一些“规则”。与您的学生以相同的古典方式讨论这些问题,您通常会讨论工作表的问题,而不是简单地告诉他们他们应该和不应该这样做。在典型的讲座(讲师独白)格式呈现时,我从未停止过糟糕的学生掌握指示!
对那些可能抱怨有“浪费”时间所需的教练的笔记,而不是在数学上分析理论电路,而不是在数学上分析:
学生参加课程的目的是什么?
如果您的学生将使用真实电路,那么他们应该随时了解实际电路。如果您的目标是教育理论物理学家,那么通过所有方式粘在抽象分析中!但我们大多数人计划我们的学生在真实世界中与我们提供的教育做某事。lol亚博对ig建造真实电路的“浪费”的时间将在将他们的知识应用于实际问题时支付巨大的股息。
此外,让学生构建自己的练习问题,教他们如何执行主要研究因此,使他们能够自主地继续他们的电气/电子教育。yabosports官网lol亚博对ig
在大多数科学中,现实的实验比电路更加困难和昂贵。核物理学,生物学,地质和化学教授只想让他们的学生将高级数学应用于真正的实验,没有安全危险,而且耗费少于教科书。他们不能,但你可以。利用科学的便利性,以及让你的学生在很多真实的电路上练习他们的数学!
该弛豫振荡器电路使用电阻 - 电容器组合(R.1- C1)建立输出脉冲之间的时间延迟:
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在示波器显示屏上,TP1和地之间测量的电压如图所示:
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略微不同的此电路版本将JFET添加到电容器的充电电流路径上:
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TP1处的电压是这样的
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根据你对新的TP1信号波形的分析,JFET在这个电路中起什么作用?第二个示波器显示的直线充电电压模式表明JFET在这个电路中所做的事情。
提示:您无需了解除了当TP1电压达到某个阈值水平时充当开/关开关以外的UNIJENCTION晶体管(电路输出处)的功能。
挑战问题:写一个预测的公式坡在TP1测量的斜坡电压波形。
学生在无焊的“面包板”上构建该晶体管放大器电路:
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电位器的目的是为晶体管提供一个可调的直流偏置电压,因此它可以在a级模式下工作。在对这个电位器进行一些调整之后,学生能够从晶体管获得良好的放大效果(为了简单起见,在插图中省略了信号发生器和示波器)。
后来,学生意外地将电源电压调整到超出JFET额定值的水平,销毁晶体管。重新设置学生开始实验并更换晶体管的电源电压,学生发现必须重新调整偏置电位器以实现良好的班级操作。
这种发现感兴趣,学生决定用第三个(当然是相同的部件数量)替换这个晶体管,只是为了看待偏置电位器,是否需要再次调整良好的类操作。它确实如此。
解释为什么这是如此。为什么每次更换晶体管时必须重新调整栅极偏置电位器,即使替换晶体管是完全相同的类型?
这里所示的简单JFET放大器电路(用表面贴装组件构建)采用称为偏置技术自给偏压:
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自偏置提供比栅极偏置的更大的Q点稳定性。绘制该电路的示意图,然后解释自偏置的工作原理。
“旁路”共发射极BJT放大器电路的电压增益如下:
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公共源JFET放大器电路非常相似:
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“旁路”放大器配置(如共发射极和共源)的问题之一是电压增益的可变性。由于晶体管本身的变化因素不能严格控制(r '),很难在两种放大器中保持稳定的电压增益。E.和gm, 分别)。这种困境的一种解决方案是通过不绕过发射极(或源)电阻来“扫扫描”这些无法控制的因素。结果更大V.稳定的费用V.震级:
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写入“沼泽”BJT和JFET放大器配置的电压增益方程,并解释为什么它们相似彼此。
$ $ A_V \大约\压裂{R_C} {R_E } \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ 共发射极\ \是机器\ \放大器$ $
$$ a_v \ joval \ frac {r_d} {r_s} \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ jfet \ \ rampizer $$
我会让你解释为什么这两个电压增益近似值共享相同的形式。提示:通过每个晶体管端子与电流的大小有关!
随访问题:在数学上解释为什么发射器/源电阻在“沼泽”R'中成功E.和gm分别在这些更精确的公式中。您应该为R'提供典型值E.和gm作为您的论点的一部分:
$$ a_v = \ frac {r_c} {r_ + r'_e} \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ bjt \ \ bjt \ \ arplifier $$
$$ a_v = \ frac {r_d} {r_s + \ frac {1} {g_m}} {g_m}} \ \ \ \ \ \ \ \ \ common-source \ \ \ jfet \ \放大器$$
沼泽是一个共同的工程学实践,学生会做得很好。不幸的是,动态发射极电阻(R')等参数E.)和跨导(gm)是变化的,但这不必成为故事的结束。为了能够解决实际限制,如在我看来,这些是工程实践的本质。
此处显示的电路是精密直流电压表:
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解释为什么这个电路设计需要使用场效应晶体管,而不是双极结晶体管(BJT)。
此外,回答以下关于电路的问题:
这是一个使用JFET作为有源元件的射频放大器的原理图:
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这是什么配置的JFET放大器(普通排水管,公共门或公共源)?此外,解释了该电路中的两个铁芯电感器的目的。提示:电感器L1和L2通常被称为射频窒息。
这是一个common-gate放大器。铁芯电感器阻止(“扼流圈”)高频交流信号从进入直流电源。
一定要问你的学生为什么RF信号对DC电源的方式并不好。这个问题的答案不仅仅是一个可能的答案!
该示意图是从评估放大器示意图中所示的评估放大器示意图
在半导体上J308 / J309 / J310晶体管数据表。
计算此JFET放大器电路的近似输入阻抗:
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解释为什么它更容易计算z在比计算Z值更重要在相似双极晶体管放大器电路。另外,解释该放大器的计算方式输出阻抗与类似的BJT放大器电路 - 相同的方法或不同的方法进行比较吗?
Z.在=89.2kΩ.
让学生解释为什么输入阻抗是放大器设计中的一个重要因素。为什么我们要关心放大器有多少输入阻抗?
此外,请您的学生解释为什么这种高值偏置电阻(150kΩ和220kΩ)在BJT放大器电路中可能不实用。
定义什么A.共同来源晶体管放大电路是。这种放大器配置与其他单场效应晶体管放大器配置的区别在于普通排水和共同门吗?BJT放大器电路的配置是什么样的源FET电路,最像呈形式和行为?
另外,描述了该放大器配置的典型电压增益,无论是反转或非反相。
这公共源放大器通过将引用的栅极和漏极端子(分别)的输入和输出信号(分别)具有晶体管的源极端电源的源极端电源的源极端电源端子来定义配置,通常具有低频阻抗,因此将“公共”与输入的一个极点“。输出电压。
公共源放大器配置最多类似于形式和行为的共用发射器BJT放大器配置。
公共源极放大器的特征在于中等电压增益,以及输入和输出之间的反相相位关系。
这些问题的答案可能很容易在任何基本的电子文本中找到,但确保学生知道很重要yabosports官网为什么这些特征是这样的。我总是想告诉我的学生,“记忆将要失败了,所以你需要建立一个理解为什么事情不只是什么事情是。“
一项练习你可能让学生做到了在房间前面的电路板上并画出这个电路的一个例子,然后每个人都可以在讨论电路的特征时参考绘制的图像。
定义什么A.共同门晶体管放大电路是。这种放大器配置与其他单场效应晶体管放大器配置的区别在于普通排水和共同来源吗?共门FET电路在形式和行为上最相似的BJT放大器电路配置是什么?
另外,描述了该放大器配置的典型电压增益,无论是反转或非反相。
公共栅极放大器配置由输入和输出信号具有引用的源极和漏极端子(分别)(分别),晶体管的栅极端子通常具有低交流阻抗,因此将“常见”为一个杆输入和输出电压都有。
公共栅极放大器配置最多类似于形式和行为的公共基础BJT放大器配置。
共门放大器的特点是中等电压增益,输入和输出之间的相位关系不反相。
这些问题的答案可能很容易在任何基本的电子文本中找到,但确保学生知道很重要yabosports官网为什么这些特征是这样的。我总是想告诉我的学生,“记忆将要失败了,所以你需要建立一个理解为什么事情不只是什么事情是。“
一项练习你可能让学生做到了在房间前面的电路板上并画出这个电路的一个例子,然后每个人都可以在讨论电路的特征时参考绘制的图像。
定义什么A.普通排水晶体管放大电路是。这种放大器配置与其他单场效应晶体管放大器配置的区别在于共同来源和共同门吗?共漏FET电路在形式和行为上最相似的是BJT放大器电路的什么配置?
另外,描述了该放大器配置的典型电压增益,无论是反转或非反相。
公共漏极放大器配置是通过对栅极和源极端子(分别)引用的输入和输出信号(分别)的输入和输出信号来定义,晶体管的漏极端子通常具有低交流阻抗,因此是“常见”到一个杆输入和输出电压都有。
共漏极放大器配置在形式和性能上最类似于共集电极BJT放大器配置。
共用漏极放大器的特征在于低电压增益(小于Unity),以及输入和输出之间的非反相相位关系。
这些问题的答案可能很容易在任何基本的电子文本中找到,但确保学生知道很重要yabosports官网为什么这些特征是这样的。我总是想告诉我的学生,“记忆将要失败了,所以你需要建立一个理解为什么事情不只是什么事情是。“
一项练习你可能让学生做到了在房间前面的电路板上并画出这个电路的一个例子,然后每个人都可以在讨论电路的特征时参考绘制的图像。
确定该放大器电路是反相还是非反相(即输入和输出波形之间的相移):
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一定要解释一步,如何您能够确定该电路中的输入和输出之间的相位关系。还识别每个晶体管代表的放大器类型(常见 - ???)。
众所周知,温度影响双极结晶体管的操作参数。这就是为什么接地 - 发射极电路(没有发射极反馈电阻)不实用,作为独立放大器电路。
温度是否以相同的方式影响接合场效应晶体管?设计一个实验,以确定这个问题的答案。
你真以为我会告诉你这个问题的答案吗?建立电路(s)和发现自己的答案!
这个问题的目的是让学生以实验模式思考。学生学会建立并运行自己的实验非常重要,因此他们将能够在学校毕业后验证(或可能会发现!)电子原则。当他们寻求的答案不会在一本书中找到的答案时,他们将不得不“让电子教导他们”他们需要知道什么。
提醒你的学生,适当的科学实验包括这两方面实验和控制受试者,因此结果基于测量的比较。
确定哪种类型的放大器电路,以及如果V的输出电压也会发生什么In2.要变得更加积极:
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以下电路是音频信号的“多耦合器”:一个音频信号源(例如麦克风)分布到三个不同的输出:
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假设音频信号从输入进入输出2和3,但没有进入输出1。确认电路中可能导致此故障的故障。尽可能具体,并确定如何使用万用表确认每种类型的故障。
鉴于此问题的多个答案的存在,我将推迟给您的教师答案,在课堂讨论期间审查。
始终肯定会花费足够的时间与学生讨论故障排除方案,因为诊断技能是发展的最高级别(以及最有价值的)。
您的一些学生可能不熟悉输入和输出插孔的符号。如有必要,请在这种象征中阐述。
要求您的学生在该电路中识别每个JFET的配置(公共源,公共漏极或公共门),以及这些各自的配置如何涉及电压增益(aV.)每个放大阶段。
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