以“實(shí)”為證、以“理”服人開(kāi)展通用技術(shù)教學(xué)嘗試
——以NPN型三極管與PNP型三極管置換為例

◎徐春林

一、引言

在通用技術(shù)選修1電子控制技術(shù)中，通常會(huì)碰到用不常用的PNP型三極管來(lái)替換常用的NPN型三極管的題目，從學(xué)生解答情況看，學(xué)生常常不能理解為什么負(fù)載必須接在集電極上，而不能接在發(fā)射極上。

二、以“實(shí)”為證

實(shí)例：光控路燈模擬電路為實(shí)例

器材準(zhǔn)備：面包板一塊，47K、10K、1K定值電阻各一只，光敏電阻MG47一只，S9012（PNP型）、S9013（NPN型）三極管各一只，發(fā)光二極管一只（綠色），電解電容器（16V，100uF），3V、6V電池組各一套，工作電壓5V的電磁繼電器一只，普通二極管一只，多用電表一只。

實(shí)驗(yàn)一：按書本（蘇教板P11練習(xí)）搭接電路，實(shí)測(cè)發(fā)現(xiàn)并不能實(shí)現(xiàn)光暗二極管亮、光亮二極管暗的功能，用多用電表電阻檔測(cè)試光敏電阻在白天且只用手遮擋光線情況下，其阻值在0.4K～7K之間，在該電路實(shí)驗(yàn)中，在用手遮住光線的情況下，用多用電表電壓檔測(cè)量VT（9013）基極電壓為0.5V，沒(méi)有達(dá)到三極管的導(dǎo)通條件，現(xiàn)把47K電阻換成50K的可調(diào)電阻，重新接線，調(diào)節(jié)可調(diào)電阻，發(fā)現(xiàn)可調(diào)電阻阻值在10K左右時(shí)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)功能，以下電路中都使用10K電阻。

實(shí)驗(yàn)二：PNP型管9012直接調(diào)換NPN型管9013，發(fā)光二極管接在9012的發(fā)射極上，如圖2。按原理分析，實(shí)現(xiàn)的功能應(yīng)與原電路功能相反，即光亮?xí)r二極管亮，光暗時(shí)二極管不亮，實(shí)驗(yàn)結(jié)果也確實(shí)如此，但光亮?xí)r二極管只是微亮，亮度明顯比上一實(shí)驗(yàn)低很多，即不能完全實(shí)現(xiàn)原電路功能。

實(shí)驗(yàn)三：將R與Rg互換，實(shí)驗(yàn)結(jié)果為不管有無(wú)光照射到光敏電阻上，發(fā)光二極管都不亮。

實(shí)驗(yàn)四：將發(fā)光二極管接到9012集電極上，實(shí)驗(yàn)結(jié)果為不遮光時(shí)，發(fā)光二極管不亮，遮住光時(shí)，發(fā)光二極管亮，且亮度與實(shí)驗(yàn)一基本相同。

實(shí)驗(yàn)五：將發(fā)光二極管換成工作電壓為5V的電磁繼電器，電源換成6V，發(fā)光二極管串聯(lián)一只1K電阻，通過(guò)電磁繼電器常開(kāi)開(kāi)關(guān)與電源相聯(lián)，重做實(shí)驗(yàn)一、二、四，實(shí)驗(yàn)結(jié)果為實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)四功能完全相同，實(shí)驗(yàn)二不能使繼電器正常工作。

三、以“理”服人

實(shí)驗(yàn)一中，當(dāng)R＝47K并用手遮擋光時(shí)，實(shí)測(cè)三極管集電極c、基極b電壓分別為0.9V、0.5V，Ube＝0.5V，屬于死區(qū)電壓，三極管不導(dǎo)通，發(fā)光二極管不亮。當(dāng)R＝10K時(shí)，不用手遮擋光時(shí)，實(shí)測(cè)三極管集電極c、基極b電壓分別為1V、0.5V，Ube＝0.5V，屬于死區(qū)電壓，三極管不導(dǎo)通，發(fā)光二極管不亮；用手遮擋光時(shí)實(shí)測(cè)三極管集電極c、基極b電壓分別為0.2V、0.7V，Ube＝0.7V、Uce＝0.2V，三極管飽和導(dǎo)通，發(fā)光二極管亮。此時(shí)實(shí)測(cè)發(fā)光二極管電流為12mA，即三極管放大倍率為75倍以上。

實(shí)驗(yàn)二中，當(dāng)不用手遮擋光線時(shí)，實(shí)測(cè)三極管集電極c、基極b電壓分別為0.9V、0.6V，Ube＝0.6V，三極管微導(dǎo)通，發(fā)光二極管微亮，實(shí)測(cè)通過(guò)發(fā)光二極管的電流為16uA。

實(shí)驗(yàn)四中，當(dāng)不用手遮擋光時(shí)，實(shí)測(cè)三極管集電極e、基極b電壓分別為3V、2.5V，Ube＝0.5V，屬于死區(qū)電壓，三極管不導(dǎo)通，發(fā)光二極管不亮；用手遮擋光時(shí)實(shí)測(cè)三極管集電極c、基極b、發(fā)射極e電壓分別為3V、0.7V、2.8V，Ube＝0.7V、Uce＝0.2V，三極管飽和導(dǎo)通，發(fā)光二極管亮。此時(shí)實(shí)測(cè)發(fā)光二極管電流也約為12mA，即三極管放大倍率為75倍以上，測(cè)量與理論計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)一第二種情況相同。

四、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)本次研究活動(dòng)，使我相信書本上的理論知識(shí)與實(shí)際實(shí)驗(yàn)結(jié)果存在較大偏差，不能過(guò)分相信書本知識(shí)，且選修1中還有很多錯(cuò)誤知識(shí)有待我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)，只有真正以“實(shí)”為證、以“理”服人，才能加深學(xué)生印象，提高課堂的教學(xué)效率。