導語：如何才能寫好一篇微電子電路分析與設計，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關鍵詞： 微電子學專業微電子技術課程教學改革

在當今的信息時代，微電子學的應用已經深入國民經濟的各個領域。微電子技術的發展需要大量的多種多樣的人才，既需要設計和制造的人才，又需要科研和教學的人才，也需要管理和市場開發等方面的人才。因此，微電子學專業與其他專業一樣要培養高素質的專門人才，在業務素質方面，要培養出既具有扎實的理論基礎又具有很強的技術意識和技術能力的人才，培養出具有微電子背景的理工科復合型專業人才，以適應現代化建設和社會發展的需求。

一、課程現狀

由于受傳統辦學模式的影響很深，學生的學習能力、適應環境的能力還不強。

1.課程設置和教學內容在一定程度上脫離實際需要。許多課程的內容和實施計劃與其他本科專業有相當的雷同，這對基礎相對薄弱的學校學生來說可謂是難上加難，導致掌握的基礎知識不堅實。

2.工程教育的非工程化現象嚴重，學生能力的培養與當前電子技術實際需要的技能結合不緊密；教學內容重復，層次不分明，銜接不科學，注重每門課程理論體系的完整性，但輕視課程之間的橫向聯系。

3.重視教材的編寫，輕視專業建設和課程的開發。

4.授課方式單一，重視教師的主導作用，輕視學生學習的主動性、自主性，實施“以講為主”的教學方法仍然偏重，不利于學生能力的培養。

5.實踐性教學環節薄弱，許多學校對許多課程的教學實施手段與要求相距甚遠。

二、教學內容的改革

1.微電子學專業的學生必須掌握電子線路的基本概念理論和方法，必須系統地學習電路分析基礎、模擬電子技術基礎和數字電子技術基礎等電子線路的基礎知識。但是這些基礎課程與微電子專業課程的內容有許多重復之處，比如：《電子線路》教材中的內容與微電子學專業的《集成電路設計原理》等課程中的內容有許多重復。為了避免重復，需要有合理的開課時間安排，如《電子線路》課程應安排在《集成電路設計原理》之前，這樣有利于合并課程中相互重疊的部分，既節約課時，又保證學生的系統學習。隨著大規模集成電路和電子計算機的迅速發展，電子電路分析與設計方法發生了重大的變革，以電子計算機輔助分析與設計為基礎的電子設計自動化技術已廣泛應用于電子電路、集成電路與系統的設計之中，它改變了以定量估算和電路實驗為基礎的傳統設計方法，成為現代電子系統設計中的關鍵技術之一，是必不可少的工具與手段。因此，微電子技術專業課程內容應該增加計算機輔助分析與設計，可以與集成電路課程緊密結合起來，以適應教學改革的需要。

2.加強計算機的訓練與應用，EDA設計技術是微電子技術的重要技術之一，集成電路的整個設計過程都普遍使用計算機輔助或電子自動化設計技術的工具，以計算機為基礎，因此培養的學生必須具有很強的計算機應用和電路開發能力。學生在本科四年學習過程中要結合不同時期的學習內容，不斷地進行計算機訓練。不僅在硬件方面，而且在軟件方面，都要進行嚴格的訓練。在學習《計算機基礎》、《B語言》、《微機原理及應用》、《算法與數據結構》等計算機基礎課程期間，要結合上機訓練和編寫基本的程序，使學生熟悉計算機的基本原理和基本軟件的使用。同時，要不斷地更新和補充教學內容，把最新的技術內容引入教學中，對學生進行培養訓練。

三、教學方法的改革

工程性、系統性和適用性強是該課程的顯著特點。大部分學生在學完這門課程后，只是了解了一些專業術語，掌握了一些基本原理及方法，但理論知識運用不夠靈活，稍微復雜的電路圖就看不懂了，也不會分析和調試電路，更談不上設計和制作電路。長期以來，學生對這門課程的學習普遍感到比較吃力，甚至一些學生由于在學習該課程時產生了畏懼感，在以后的學習中凡是遇到跟模擬電路有關聯的課程都不自覺地帶有畏難情緒，從而影響了后續相關專業課程的學習，許多老師反映難教，教學效果比較差。所以必須對傳統的教學手段進行改進。

1.授課。學生注意力的高低，是評判教學成功與否的一個重要指標。微電子技術課程知識點多、內容抽象，學習過程中困難大。傳統的教學手段以板書和理論分析講授為主。這樣的教學過程，學生在學習時聽起來、看起來枯燥乏味，注意力常常不集中，對于該課程中很多抽象的概念難以理解，講課效率低下。而多媒體課件融圖、文、聲為一體，動靜結合，把看、聽、說、寫、想結合在一起，圖文并茂、視聽結合，富有吸引力，能引起學生的無意注意，使學生的注意力穩定集中，可以更好地增強聽課效果。教師交替使用幾種授課方法可有效引導學生將注意力集中到教學中來，從而保證教學質量。

2.開展課堂討論。把時間留給學生，充分調動學生的學習自主性在教學過程中，專門抽出時間留作課堂討論，以學生獨立自主學習為前提，以課外文獻閱讀為討論內容，通過科研專題討論的形式，為學生提供充分自由的表達、質疑、探究、討論問題的機會，將自己所學知識應用于解決實際問題。這樣可調動學生的積極性，促使他們自己去獲取知識以及發現問題、提出問題、分析問題、解決問題，從而開發學生的智力，培養自學能力及創新能力。

3.實驗和仿真。在集成電路設計及CAD技術教學內容中加入實踐環節，在講授理論知識的基礎上增加VHDL模擬、電路模擬、器件模擬、工藝模擬的實驗教學內容，充分利用學校的EDA實驗資源，在實驗中利用可視化的技術使原本抽象、實驗難度大、成本高或無法演示的內容形象化、可視化，使復雜、枯燥的內容變得直觀、有趣、容易理解，從而充分調動學生的積極性，增強實驗效果，適時進行簡練清晰的解說，給學生留下深刻的印象，使學習變得輕松而愉快，提高學生的學習興趣，深化理論學習，為后續課程的學習和走上工作崗位打下堅實的基礎。在集成電路制造工藝講授過程中，盡可能地組織學生參觀各類先進的半導體制作工藝相關實驗室，提高學生對制作工藝的感性認識，培養學生以后從事微電子行業的興趣。

隨著計算機硬件的飛速進步和軟件技術的迅猛發展，虛擬仿真技術成為當前流行的新型教學手段。傳統的實驗教學手段，由于實驗室購置的設備和儀器，特別是微電子專業的實驗設備價格高昂、操作復雜、容易損傷，同學們很難得到上機鍛煉的機會。而使用基于虛擬仿真技術的教學方式，過程簡單靈活，交互方式多樣，結果直觀明了，既能培養學生的動手能力和分析、綜合能力，又能提高學習興趣，激發學生的創造性。虛擬仿真技術在微電子專業教學中的應用主要體現在兩個方面：一是在電路設計方面，基于電子設計自動化EDA技術實現對電子線路（包括集成電路與版圖）的模擬仿真；二是在微電子工藝與器件方面，基于半導體工藝和器件的計算機輔助技術TCAD實現對微電子制造工藝和半導體器件結構及工作過程的仿真與演示。使用仿真軟件所提供的強大功能，包括軟件所具有的可升級性，在課堂和實驗中通過軟件設計微電子電路、工藝和器件，在屏幕上模擬其功能，可使教學概念清晰，內容生動，過程可視，還能夠大幅節省實驗設備的購置和維護費用，經濟高效。

4.課程設計。課程設計可以培養學生綜合分析、實際動手能力，同時能夠培養學生獨立解決問題、探索創新能力及組織所學知識的能力，更為重要的是這些設計能增加學生學習的趣味性。教師要組織帶有研制產品意義的綜合性應用課題，指導學生小組做設計。學生可以事先對自己的設計方案進行仿真研究，然后實施，從而節省設計時間，節約體力和精力。課程設計應激發學生的科研興趣，活躍學生的思維，開闊學生的知識面，促進學生對所學知識的綜合運用，培養學生獨研究的能力，提升實驗教學的整體質量和水平。例如以研制有新技術指標要求的集成溫度傳感器為課題，讓學生首先利用計算機做電路綜合、模擬調整、仿真、版圖設計與驗證并制備出掩模版，然后投片到芯片測試，根據測試結果分析問題，必要時返回進行第二次、第三次設計和投片。這個階段要增加工藝制備實踐的環節，注意工藝技術的培養。當然，要在畢業設計的有限時間中成功地研制出一個新的微電子產品是不大可能的，但是，把這種有創新意義的課題讓學生去實踐，對培養學生的創新能力會起很大的作用。

四、結語

目前，我國人才供求結構中存在著嚴重的“所供非所求，所教非所需”的不對稱現象：一方面，我國對集成電路設計師的需求達幾十萬，人才缺口很大，另一方面，我國每年卻有大批的大學生畢業后找不到工作，造成巨大的就業壓力。要解決這一問題，高校教育要針對我國集成電路制造和設計人才缺乏的現狀探索新型的高水平、復合型的集成電路人才培養模式，面向市場，及時了解微電子產業的人才需求情況，根據市場需要，及時調整教學體系，確定人才培養方向，探索新的教學模式，有效提高教學質量，培養適合時展需要的人才。

參考文獻：

［1］倪振文，王俊年等.電子信息專業實踐教學體系改革的研究［J］.實驗室研究與探索，2004.

［2］黃翠柏.計算機仿真技術在電子技術教學中的應用［J］.中國科技信息，2011.

［3］張德時.信息技術環境下高校學生多元化學習模式研究［J］.中國成人教育，2011.

［4］汪慧蘭.微電子技術課程設置與改革初探［J］.內蒙古電大學刊，2008.

篇2

【關鍵詞】電力電子 教學改革 模塊化教學 創新

電力電子技術是電力電子變換和控制技術的簡稱，是一門綜合電子技術、控制技術和電力技術的新興交叉學科。《電力電子技術》教材內容理論性強，高職學生學習感到十分困難，筆者結合多年教學實際，就教學內容、教學方法、教學手段等方面對該課程的教學改革進行了探索，有效地增強學生的學習興趣，使學生較好地掌握課程內容，培養了學生的工程實踐能力和創新精神。

一、課程與學生現狀分析

電力電子技術是利用電力電子器件實現電能的變換和控制，教學重點主要是器件及其應用。器件重點講述晶閘管、MOSFET和IGBT，電力電子電路重點講述四大變流電路AC/DC、DC/DC、AC/AC、DC/AC。傳統的教學方法是先器件再電路，條理清楚，但由于職業中專學生文化知識基礎薄弱，理解能力相對缺乏，很多學生只要遇到稍有難度的學習問題，就會消極厭學，教學效果較差。因此，需要在電力電子教學過程中引入新的理念，進行教學改革，促進課堂效率的提高。

二、教學改革方案設計

1.優化組合教學內容

《電力電子技術》教材內容比較抽象，理論性強，學生的知識水平不易跟上。為了較好地完成教學目標，應打破學科理論體系，根據高職培養目標定位，以能力為中心，確定若干個教學模塊。每一個教學模塊中，以一個單功能的實用電路作為核心，把該電路的制作與分析結合起來進行教學，把一個個實際單元電子電路制作、測試與分析相結合的教學更加貼近生產實際，既可以解決理論與實際相結合的問題，又可以提高學生的學習興趣、解決學生的理解問題。

整個教學內容被分成6個功能模塊。每一個模塊都有明確的教學目標。如調光燈模塊，主要教學目標是讓學生掌握元件晶閘管的工作特點及可控整流觸發電路，通過實例的制作，不但可以吸引學生的注意力，還可以加深學生的理解力。一學期教學結束，學生只需通過這六個實用電路，即可將整個電力電子技術的理論串聯起來，同時，也培養了不管學習什么理論，都要把它放到實際生活中應用的良好習慣。電力電子技術教學模塊見下表。

2.靈活運用教學方法和手段

首先，電力電子這門課的知識點主要是建立在晶閘管的工作原理之上，在此基礎上對晶閘管進行組合形成不同電路；其次，電路所接負載基本上就只有以下三種：電阻性負載、大電感性負載、反電動勢負載。例如，在可控整流電路部分，上課時教師只需將單相半波可控整流電路講透，其余的如單相全控橋、單相半控橋，三相可控整流都可由學生自學。明確目標，變教師的“教”為學生的“學”，讓學生帶著問題學習，充分調動了學生的主觀能動性。學生通過自主學習，能達到預期的教學效果。

3.利用現代化教學手段，提高教學效率

電力電子技術課堂教學的最大特點就是電路圖和波形圖較多，實踐性強。隨著電力電子技術的不斷發展，內容不斷增加，如何增強學生的學習興趣，使學生較好地掌握課程內容，多媒體教學存在不可比擬的優勢。比如，教學中的各典型電路部分涉及眾多的電壓、電流波形分析，傳統的黑板教學方式既費時又不方便。因此，有必要制作適合本課程特點的多媒體課件，提高課程的教學效果。為解決有關波形演示問題，用Flash制作了波形演示動畫，演示時，控制角可任意選擇，各波形可連續畫出，也可點動畫出，非常方便課堂教學，取得了很好的課堂教學效果。

4.開展EDA實驗，配合提高實訓教學效果

隨著計算機應用的迅速普及，在教學實踐的過程中，結合理論教學的進程，利用計算機的電子設計自動化軟件在計算機上進行基礎驗證模擬仿真實驗，作為教學的補充，使學生增強對電路的感性認識，掌握各種儀器的基本使用、電路參數的測試方法。實驗由教師結合教學內容通過多媒體教學平臺演示完成，再由學生練習。通過人機對話的方式，能使每個人都能親自動手搭接電路，進行元件接線，參數設定。軟件Matlab/Simulink有完善的電力電子工具包SimPow-ersystem，其中有各種器件、電源、負載、測量和波形顯示元件等，可以搭建各種電力電子電路。比如，學生根據整流與有源逆變實驗原理圖，自由地設計各種不同的實驗。通過選擇實現單相整流、三相橋式整流、三相橋式有源逆變等多種實驗。也可通過脈沖控制開關的閉合或分斷，來模擬晶閘管開路故障、驅動脈沖丟失故障等實驗。設置負載電感Ld和負載電阻Rd的數值可以組合成多組不同負載參數的純阻性負載、感性負載等。通過軟件可隨時調整和修改元器件參數，分析各元件參數對電路的作用與影響，所以調試和測量本身就是最好的學習過程。開設了EDA實驗后，學生通過與理論課同步的軟件仿真實驗，搞清楚了電路的工作原理、波形關系、參數條件、調試方法和可能出現的各種問題等。再做硬件實驗時，其思路、方法和電路分析調試能力大有提高，實訓收效顯著。

5.多途徑提供信息，激活創造思維

現代科技飛速發展的今天，電力電子技術作為弱電與強電的橋梁，正在與微電子技術和自動控制技術相輔相成快速發展，還與多個學科相互滲透，電力電子技術已經成為當今世界經濟的重要支柱。當前的學習是基于資源的學習，網絡、專業書籍、報刊等都是可以利用的重要資源。充分利用這些資源，教師可以沖破單一教材的狹隘視野，獲得內容更加豐富、形式更加多樣的教學內容，開拓學生眼界。同時，不斷向學生提供各種有利于學習新知識的信息，讓學生在有效信息的引導下，在已有知識基礎上，一步步地建構自己的新知識，有利于激活學生的創造思維。

總之，在電力電子教學過程中，結合課程和學生的實際，靈活運用教學方法和手段，采用模塊化教學，將理論教學和實踐教學有機地結合起來，既利于學生加深理解和掌握書本的理論知識，又能在很大程度上提高學生的學習積極性，提高學生的學習效率，學校培養出的人才也更能適應社會的需要。

參考文獻:

［1］黃克孝.職業和技術教育課程概論.上海華東師范出版社，2001.

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【關鍵詞】計數器74LS163；譯碼器74LS138；順序脈沖發生器；Multisim；邏輯分析儀

1.引言

順序脈沖發生器也稱節拍脈沖發生器，它能夠產生一組在時間上有先后順序的矩形脈沖。用這組脈沖可以使控制器形成所需的各種控制信號，以便控制機器按照事先規定的順序進行一系列操作。順序脈沖發生器作為自動控制必不可少的觸發信號在生產生活中發揮著重要作用，并廣泛應用于科技、電子、化工、建筑、機械、生物、信息管理等領域。本文主要介紹計數型順序脈沖發生器的Multisim設計和仿真。

2.Multisim的功能和特點

Multisim是美國國家儀器（NI）有限公司推出的以Windows為基礎的，專門用于電路仿真和設計的電子設計自動化軟件。它將原理圖的創建，電路的測試分析、結果的圖表顯示等全部集成到同一個電路窗口中，近年來在國內外高校和電子技術界得到廣泛應用[1]。Multisim的主要特點有：

（1）友好直觀的用戶界面：元器件和測試儀器等均可直接從屏幕上的器件庫和儀器庫中直接選取，電路原理圖的創建、電路的測試分析和結果的圖表顯示等全部集成到同一電路窗口。

（2）豐富的元件庫：提供了規模龐大的元器件庫，各種元件分門別類地放在這些元件箱中供用戶隨意調用，用戶還可以建立自己的元件庫，即對自己研發的新器件編輯、修改和創建。

（3）齊全的虛擬儀表：有大量的儀器儀表，如萬用表、函數信號發生器、雙蹤示波器、波特圖儀、字信號發生器、邏輯分析儀、邏輯轉換器、失真儀和頻譜分析儀等。這些儀器的參數設置、使用方法與外觀設計與真實儀器基本一致，且能多臺同時調用，并可將測試結果保存，為電路的仿真提供了強大的保證。

（4）強大的分析功能：可以完成電路的瞬態分析和穩態分析、時域和頻域分析、器件的線性和非線性分析、電路的噪聲分析和失真分析、離散傅里葉分析、電路零極點分析、交直流靈敏度分析等電路分析方法，以幫助設計人員分析電路的性能。

（5）順序脈沖發生器Multisim仿真方案的設計。

順序脈沖通常由計數器和譯碼電路構成[2]。在multisim10.0平臺上創建由74LS163和74LS138構成的8路順序脈沖發生器仿真電路，如圖1所示。

圖1 順序脈沖發生器的仿真電路

74LS163 是4位二進制同步計數器，它具有同步清零、同步置數的功能，在清零端和置數端輸入電平無效的情況下，輸出端能夠累計輸入時鐘脈沖的個數，輸出QDQCQBQA的計數狀態為0000、0001、0010、0011、0100、0101、0110、0111、1000、1001、1010、1011、1100、1101、1110至1111的循環。在本設計方案中選取74LS163的低三位即QCQBQA為有效輸出，連接至74LS138的輸入端。

74LS138為三線-八線譯碼器，在三個使能端均有效的情況下，當輸入3位二進制代碼CBA依次為000、001、010、011、100、101、110、111時， 8個輸出端Y0、Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7依次輸出有效電平（低電平）。

選擇Multisim中的時鐘源（Clock Source）為計數器74LS163提供時鐘脈沖輸入，設置好參數，時鐘頻率500Hz，電壓5伏。74LS138的輸出端分別接8個指示探針X1~X8，用于指示輸出電平的高低。

為了進行順序脈沖發生器的邏輯功能仿真，引入Multisim虛擬儀器庫中的邏輯分析儀（Logic Analyzer），將時鐘源和74LS138的8個輸出端分別與邏輯分析儀的1~9輸入端相連，構成仿真電路。

如1圖的順序脈沖發生器的工作原理：隨著時鐘脈沖源的輸入，計數器74LS163的輸出端開始計數，低三位QCQBQA的輸出狀態在000、001、010、011、100、101、110、111間依次循環，這些輸出信號，做為三線-八線譯碼器74LS138的輸入二進制代碼，經譯碼后，分別在8個輸出端依次輸出低電平，即在輸出端輸出8路順序脈沖信號。

3.順序脈沖發生器的Multisim仿真結果分析

打開Multisim軟件的仿真開關，幾秒鐘后，看到指示探針X1~X8依次單個熄滅，說明74LS138的輸出端Y0~Y7依次出現低電平，雙擊邏輯分析儀圖標將其面板打開，看到仿真結果，如圖2所示。

圖2 仿真時序圖波形

圖2中，由上至下，依次是時鐘脈沖

信號、74LS138的八個輸出端Y0、Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7的信號波形。從左至右觀察圖2可看出：第1個時鐘脈沖信號CLK 上升沿到來后，譯碼器輸出端Y0輸出寬度為1個時鐘周期的負脈沖（此時計數器74LS163的低三位輸出為000）；第2個時鐘脈沖信號CLK 上升沿到來后，譯碼器的Y1端輸出寬度為1個時鐘周期的負脈沖（此時計數器74LS163的低三位輸出為001）；第3個時鐘脈沖信號CLK上升沿到來后，譯碼器的Y2端輸出寬度為1個時鐘周期的負脈沖（此時計數器74LS163的低三位輸出為010）；第4個時鐘脈沖信號CLK上升沿到來后，譯碼器的Y3端輸出寬度為1個時鐘周期的負脈沖（此時計數器74LS163的低三位輸出為011）；第5個時鐘脈沖信號CLK上升沿到來后，譯碼器的Y4端輸出寬度為1個時鐘周期的負脈沖（此時計數器74LS163的低三位輸出為100）；第6個時鐘脈沖信號CLK上升沿到來后，譯碼器的Y5端輸出寬度為1個時鐘周期的負脈沖（此時計數器74LS163的低三位輸出為101）；第7個時鐘脈沖信號CLK上升沿到來后，譯碼器的Y6端輸出寬度為1個時鐘周期的負脈沖（此時計數器74LS163的低三位輸出為110）；第8個時鐘脈沖信號CLK上升沿到來后，譯碼器的Y7端輸出寬度為1個時鐘周期的負脈沖（此時計數器74LS163的低三位輸出為111）。

經過8個時鐘脈沖信號作用后，順序脈沖發生器的8個輸出端各完成一次順序脈沖的輸出，如此循環，可見，仿真實驗的結果和順序脈沖發生器的功能一致。

4.結束語

順序脈沖發生器在生產生活的很多領域尤其是自動控制領域起著必不可少的重要作用，也是數字電路課程中重要的學習內容，由于受到普通實驗儀器的限制，現有的示波器多為雙蹤示波器，無法同時觀測多路波形，所以無法對順序脈沖發生器的工作波形進行硬件實驗驗證，用 Multisim 軟件仿真有效地解決了這一問題。

本文的仿真電路中，用邏輯分析儀，以時序波形圖的形式顯示順序脈沖發生器輸出狀態，可直觀觀測8路輸出信號的狀態變化過程及變化與時鐘脈沖信號邊沿的對應關系，具有實際應用意義。

參考文獻

[1]聶典.Multisim9計算機仿真在電子電路設計中的應用[M].北京:電子工業出版社,2007.

[2]張惠敏.數字電子技術[M].北京:化學工業出版社,2009.

[3]彭文竹.Multisim在數字電路課程設計中的應用[J].阜陽師范學院學報,2009,9:48-50.