以“實”為證、以“理”服人開展通用技術教學嘗試
——以NPN型三極管與PNP型三極管置換為例

◎徐春林

一、引言

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

二、以“實”為證

實例：光控路燈模擬電路為實例

器材準備：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。

實驗一：按書本（蘇教板P11練習）搭接電路，實測發(fā)現(xiàn)并不能實現(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，在該電路實驗中，在用手遮住光線的情況下，用多用電表電壓檔測量VT（9013）基極電壓為0.5V，沒有達到三極管的導通條件，現(xiàn)把47K電阻換成50K的可調電阻，重新接線，調節(jié)可調電阻，發(fā)現(xiàn)可調電阻阻值在10K左右時，可實現(xiàn)對應功能，以下電路中都使用10K電阻。

實驗二：PNP型管9012直接調換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，實現(xiàn)的功能應與原電路功能相反，即光亮時二極管亮，光暗時二極管不亮，實驗結果也確實如此，但光亮時二極管只是微亮，亮度明顯比上一實驗低很多，即不能完全實現(xiàn)原電路功能。

實驗三：將R與Rg互換，實驗結果為不管有無光照射到光敏電阻上，發(fā)光二極管都不亮。

實驗四：將發(fā)光二極管接到9012集電極上，實驗結果為不遮光時，發(fā)光二極管不亮，遮住光時，發(fā)光二極管亮，且亮度與實驗一基本相同。

實驗五：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，通過電磁繼電器常開開關與電源相聯(lián)，重做實驗一、二、四，實驗結果為實驗一、實驗四功能完全相同，實驗二不能使繼電器正常工作。

三、以“理”服人

實驗一中，當R＝47K并用手遮擋光時，實測三極管集電極c、基極b電壓分別為0.9V、0.5V，Ube＝0.5V，屬于死區(qū)電壓，三極管不導通，發(fā)光二極管不亮。當R＝10K時，不用手遮擋光時，實測三極管集電極c、基極b電壓分別為1V、0.5V，Ube＝0.5V，屬于死區(qū)電壓，三極管不導通，發(fā)光二極管不亮；用手遮擋光時實測三極管集電極c、基極b電壓分別為0.2V、0.7V，Ube＝0.7V、Uce＝0.2V，三極管飽和導通，發(fā)光二極管亮。此時實測發(fā)光二極管電流為12mA，即三極管放大倍率為75倍以上。

實驗二中，當不用手遮擋光線時，實測三極管集電極c、基極b電壓分別為0.9V、0.6V，Ube＝0.6V，三極管微導通，發(fā)光二極管微亮，實測通過發(fā)光二極管的電流為16uA。

實驗四中，當不用手遮擋光時，實測三極管集電極e、基極b電壓分別為3V、2.5V，Ube＝0.5V，屬于死區(qū)電壓，三極管不導通，發(fā)光二極管不亮；用手遮擋光時實測三極管集電極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，三極管飽和導通，發(fā)光二極管亮。此時實測發(fā)光二極管電流也約為12mA，即三極管放大倍率為75倍以上，測量與理論計算結果與實驗一第二種情況相同。

四、結語

通過本次研究活動，使我相信書本上的理論知識與實際實驗結果存在較大偏差，不能過分相信書本知識，且選修1中還有很多錯誤知識有待我們去發(fā)現(xiàn)，只有真正以“實”為證、以“理”服人，才能加深學生印象，提高課堂的教學效率。