以“实”为证、以“理”服人开展通用技术教学尝试——以NPN型三极管与PNP型三极管置换为例

◎徐春林

一、引言

在通用技术选修1电子控制技术中，通常会碰到用不常用的PNP型三极管来替换常用的NPN型三极管的题目，从学生解答情况看，学生常常不能理解为什么负载必须接在集电极上，而不能接在发射极上。

二、以“实”为证

实例：光控路灯模拟电路为实例

器材准备：面包板一块，47K、10K、1K定值电阻各一只，光敏电阻MG47一只，S9012（PNP型）、S9013（NPN型）三极管各一只，发光二极管一只（绿色），电解电容器（16V，100uF），3V、6V电池组各一套，工作电压5V的电磁继电器一只，普通二极管一只，多用电表一只。

实验一：按书本（苏教板P11练习）搭接电路，实测发现并不能实现光暗二极管亮、光亮二极管暗的功能，用多用电表电阻档测试光敏电阻在白天且只用手遮挡光线情况下，其阻值在0.4K～7K之间，在该电路实验中，在用手遮住光线的情况下，用多用电表电压档测量VT（9013）基极电压为0.5V，没有达到三极管的导通条件，现把47K电阻换成50K的可调电阻，重新接线，调节可调电阻，发现可调电阻阻值在10K左右时，可实现对应功能，以下电路中都使用10K电阻。

实验二：PNP型管9012直接调换NPN型管9013，发光二极管接在9012的发射极上，如图2。按原理分析，实现的功能应与原电路功能相反，即光亮时二极管亮，光暗时二极管不亮，实验结果也确实如此，但光亮时二极管只是微亮，亮度明显比上一实验低很多，即不能完全实现原电路功能。

实验三：将R与Rg互换，实验结果为不管有无光照射到光敏电阻上，发光二极管都不亮。

实验四：将发光二极管接到9012集电极上，实验结果为不遮光时，发光二极管不亮，遮住光时，发光二极管亮，且亮度与实验一基本相同。

实验五：将发光二极管换成工作电压为5V的电磁继电器，电源换成6V，发光二极管串联一只1K电阻，通过电磁继电器常开开关与电源相联，重做实验一、二、四，实验结果为实验一、实验四功能完全相同，实验二不能使继电器正常工作。

三、以“理”服人

实验一中，当R＝47K并用手遮挡光时，实测三极管集电极c、基极b电压分别为0.9V、0.5V，Ube＝0.5V，属于死区电压，三极管不导通，发光二极管不亮。当R＝10K时，不用手遮挡光时，实测三极管集电极c、基极b电压分别为1V、0.5V，Ube＝0.5V，属于死区电压，三极管不导通，发光二极管不亮；用手遮挡光时实测三极管集电极c、基极b电压分别为0.2V、0.7V，Ube＝0.7V、Uce＝0.2V，三极管饱和导通，发光二极管亮。此时实测发光二极管电流为12mA，即三极管放大倍率为75倍以上。

实验二中，当不用手遮挡光线时，实测三极管集电极c、基极b电压分别为0.9V、0.6V，Ube＝0.6V，三极管微导通，发光二极管微亮，实测通过发光二极管的电流为16uA。

实验四中，当不用手遮挡光时，实测三极管集电极e、基极b电压分别为3V、2.5V，Ube＝0.5V，属于死区电压，三极管不导通，发光二极管不亮；用手遮挡光时实测三极管集电极c、基极b、发射极e电压分别为3V、0.7V、2.8V，Ube＝0.7V、Uce＝0.2V，三极管饱和导通，发光二极管亮。此时实测发光二极管电流也约为12mA，即三极管放大倍率为75倍以上，测量与理论计算结果与实验一第二种情况相同。

四、结语

通过本次研究活动，使我相信书本上的理论知识与实际实验结果存在较大偏差，不能过分相信书本知识，且选修1中还有很多错误知识有待我们去发现，只有真正以“实”为证、以“理”服人，才能加深学生印象，提高课堂的教学效率。