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安徽師范大學皖江學院電子信息系 模擬電子技術教學大綱 第 頁1 《模擬電子技術》教學大綱 一、說明 1、課程的性質、地位和任務 本課程對于電子信息工程專業是第一門最基礎的電子技術類課程。電子技術是研究電 子器件(主要是半導體器件)、電子電路和系統的應用技術?,F代電子技術已深入到通信、 控制、計算機和生物醫學工程等領域。這些領域使用的大量電子電路涵蓋了從模擬信號到數 字信號,從低頻電路、射頻電路到微波毫米波電路。學生通過《模擬電子技術》課程學習各 種電子電路的核心器件 ? 半導體器件的原理及其最基本的應用。因此,該課程的重要性是 不言而喻的。 2、課程教學的基本要求 模擬電子技術為專業電子電路的分析和設計提供了理論依據與方法。通過對本課程的 學習,要求正確掌握半導體器件的外特性和主要參數,正確理解半導體器件的工作原理。熟 練掌握各種形式的基本電子電路的組成原則及其定性分析、定量計算方法。能熟練運用電子 技術的基本分析和設計方法指導實踐,同時完成習題也作為本課程的一種重要的實踐環節。 根據本學科的知識結構特點,結合學生的實際情況,采取適合的教學方法外,應重視 下列幾個問題: ? 注意講清每個單元電路組成的原則、工作原理、性能和特點及適用場合。 ? 注意運用演示實驗配合講解,增加學生的感性認識。 ? 重視深入進行各種電路分析方法的訓練,提高其分析問題和解決問題的能力。 ? 認真搞好實驗課教學,學生的動手能力。 ? 適當舉行現場教學和參觀活動。 ? 講授中應盡量納入電子技術的最新發展成果。 3、本課程的重點與難點 課程性質:專業基礎課程 先修課程:電路分析 總學時:78 理論學時:60 實驗或討論學時:18(有) 開課學院:皖江學院 適用專業:電子信息工程 大綱執筆人: 教學院長審定: 教研室主任審核: 安徽師范大學皖江學院電子信息系 模擬電子技術教學大綱 第 頁2 重點:本課程的有關基本理論和基本概念,PN 結、二極管、三極管、場效應管;靜態 工作點及其穩定;微變等效電路分析法;共射電路、共集電路、共源電路;運算放大電路的 結構特點和性能指標反饋的概念及分類;開/閉環的概念;反饋類型的快速判別;負反饋放 大器的計算;振蕩的判斷;文氏電橋 RC 振蕩器、三點式振蕩器。 難點:三極管的電流分配關系;場效應管導電溝道預夾斷概念;交流負載線;交流通 路;共模、差模、虛斷、虛短等概念;反饋類型的判別方法;判斷各種振蕩電路是否滿足振 蕩的相位條件。 二、課堂教學時數及課后作業題型分配 章 目 教 學 內 容 教 學 時 數 教學方式 或 手 段 課 后 作 業 思 考 題 練 習 題 一 半導體器件 5 講授 √ 二 放大電路的基本原理 12 講授 √ √ 三 放大電路的頻率響應 5 講授 √ √ 四 集成運算放大電路 7 講授 √ √ 五 放大電路中的反饋 7 講授 √ √ 六 模擬信號運算電路 4 講授 √ √ 七 信號處理電路 4 講授 √ √ 八 波形發生電路 5 講授 √ √ 九 功率放大電路 4 講授 √ √ 十 直流電源 7 講授 √ √ 合 計 60 三、正文 第一章 半導體器件 【教學目的】 1.掌握半導體二極管的單向導電作用;穩壓二極管的穩壓作用;普通二極管和穩壓管的外 特性;半導體三極管和場效應管的放大作用、外特性。 2.熟悉各種半導體器件的主要參數、使用方法、注意事項及選管原則。 3.了解 PN 結的形成;三極管的電流分配關系;場效應管導電溝道的基本概念。 【重點難點】 PN 結、二極管、三極管、場效應管。PN 結的形成;三極管的電流分配關系;場效應管導 電溝道預夾斷概念。 第一節 半導體的特性 第二節 二極管 半導體的基本概念和基本原理:兩種載流子,擴散和漂移,PN 的形成,耗盡層,半導 體二極管的單向導電作用,穩壓管的作用。 二極管的外特性和主要參數及選擇管子的基本 原則。 第三節 雙極型三極管 三極管的結構、工作原理、特性曲線和主要參數及選擇管子的基本原則。 第四節 場效應三極管 場效應三極管的結構、工作原理、特性曲線和主要參數。 安徽師范大學皖江學院電子信息系 模擬電子技術教學大綱 第 頁3 第二章 放大電路的基本原理 【教學目的】 1.掌握各種組態放大電路的結構和分析方法;估算靜態工作點、放大倍數、輸入和輸出電 阻等參數。 2.熟悉共射、共集放大電路的直流負載線;共基放大電路與共射、共集放大電路的性能比 較;場效應管共源放大電路的性能。 3.了解溫度對靜態工作點的影響;共漏放大電路的工作原理;多級放大電路的分析方法。 【重點難點】 靜態工作點及其穩定;微變等效電路分析法;共射電路、共集電路、共源電路。交流 負載線;交流通路;放大電路參數計算。 第一節 放大的概念 第二節 單管共發射極放大電路 放大電路的組成和工作原理。 第三節 放大電路的主要技術指標 第四節 放大電路的基本分析方法 放大電路的基本三種分析計算方法:近似估算法、圖解法、微變等效電路法。 第五節 工作點的穩定問題 溫度變化對三極管參數的影響,分壓式工作點穩定電路的工作原理和靜態工作點分析計 算、動態分析計算。 第六節 放大電路的三種基本組態 共射極、共集電極和共基極放大電路的工作原理、特點和用途及靜態工作點分析計算、 動態分析計算。 第七節 場效應管放大電路 共源極、共漏極放大電路的工作原理、特點和用途及靜態工作點分析計算、動態分析計 算。 第八節 多級放大電路 多級放大電路的特點與用途;三種耦合方式,多級電壓放大電路的靜態工作點分析計算、 動態分析計算。 第三章 放大電路的頻率響應 【教學目的】 1.掌握頻率響應的概念;以及含有一個時間常數的單管共射放大電路中 fL 和 fH 的估算方 法。 2.熟悉波特圖的意義和畫法。 3.了解頻率失真、增益帶寬積和三極管頻率參數的含義 【重點難點】 頻率響應的分析方法。放大電路的幅頻和相頻特性。 第一節 頻率響應的一般概念 第二節 三極管的頻率參數 第三節 單管共射放大電路的頻率響應 頻率響應概念;單管共發射極放大電路的頻率響應表達式,計算含一個時間常數的單管 共發射極放大電路中上限頻率和下限頻率,畫波特圖。 第四節 多級放大電路的頻率響應 第四章 集成運算放大電路 【教學目的】 安徽師范大學皖江學院電子信息系 模擬電子技術教學大綱 第 頁4 1.掌握共模信號、差模信號和理想運放的概念;雙端輸入差動電路靜態與動態分析;理想 運放在線性工作區和非線性工作區的特點及“虛斷”、 “虛短”的含義。 2.熟悉運算放大電路的主要技術指標的含義及電流源的工作原理。 3.了解共模抑制比的計算,集成運放主要組成部分及工作原理。 【重點難點】 運算放大電路的結構特點和性能指標,共模、差模、虛斷、虛短等概念。 第一節 集成放大電路的特點 第二節 集成運放的基本組成部分 集成運放的基本組成特點;電流源的工作原理,差分放大電路的三種電路形式以及四種 不同輸入、輸出方式時的性能特點(基本形式、長尾巴和恒流源式);靜態工作點計算、動 態分析計算(差模電壓放大倍數,差模輸入和輸出電阻)。 第三節 集成運放的典型電路 第四節 集成運放的主要技術指標 第五節 理想運算放大器 理想運算放大器的概念:理想運算放大器工作在線性區時的二個重要特點,“虛短”和 “虛斷”。 理想運算放大器工作在非線區時的特點,輸出電壓只有兩種可能的狀態。 第六節 各類集成運放的性能特點 第七節 集成運放使用中的幾個問題 第五章 放大電路中的反饋 【教學目的】 1.掌握反饋類型和極性的判斷;深度負反饋放大電路的電壓放大倍數的估算方法。 2.熟悉負反饋對放大電路性能的影響;放大倍數一般公式意義和自激條件。 3.了解在負反饋電路中接入校正網絡以消除振蕩的方法。 【重點難點】 反饋的概念及分類;開/閉環的概念;反饋類型的快速判別;負反饋放大器的計算。反饋 類型的判別方法。 第一節 反饋的基本概念 建立反饋的基本概念;負反饋放大電路的四種基本類型,負反饋的作用,閉環放大倍數。 第二節 負反饋對放大電路性能的影響 引入負反饋后可改善放大電路的各種性能;提高放大倍數的穩定性,減小非線性失真和 抑制干擾,擴展通頻帶,改變輸入、輸出電阻。 第三節 負反饋放大電路的分析計算 計算負反饋放大電路的閉環電壓放大倍數、輸入電阻和輸出電阻。 第四節 負反饋放大電路的自激振蕩 負反饋放大電路產生自激振蕩的條件:自激振蕩的幅值條件和相位平衡條件,消出振蕩 的措施。 第六章 模擬信號運算電路 【教學目的】 1.掌握比例、求和及積分三種基本運算電路的工作原理和輸入、輸出關系。 2.了解微分電路、對數與指數以及模擬乘法器等的工作原理與用途。 【重點難點】 比例、求和及積分三種基本運算電路的輸入、輸出關系。比例、求和及積分三種基本運 算電路的輸入、輸出關系。 安徽師范大學皖江學院電子信息系 模擬電子技術教學大綱 第 頁5 第一節 比例運算電路 比例運算電路的三種輸入方式的性能和特點;反相輸入、同相輸入、和差分輸入的工作 原理和輸入、輸出關系及用途。 第二節 求和電路 反相輸入求和電路是利用“虛短”和“虛斷”的特點,通過將各輸入回路的電流求和的 方法實現各路輸入電壓求和。 第三節 積分和微分電路 積分和微分電路構成特點、輸入和輸出的關系表達式及用途;在比例電路的基礎上分別 將反饋回路中的電阻換為電容而構成,并利用電容兩端的電壓與流過電容的電流之間存在著 積分關系。 第四節 對數和指數電路 對數和指數電路構成特點:在比例電路的基礎上將反饋回路或輸入回路中的電阻換為二 極管而組成,并利用半導體二極管的電流與電壓之間存在指數關系。 第五節 乘法和除法電路 乘法和除法電路可以利用對數和指數電路構成。 第七章 信號處理電路 【教學目的】 1.掌握各種電壓比較器的工作原理和傳輸特性。 2.熟悉二階低通濾波電路的工作原理及其對數幅頻特性。 3.了解其他各種濾波電路的特點及工作原理。 【重點難點】 電壓比較器的工作原理和傳輸特性。電壓比較器的傳輸特性。 第一節 有源濾波器 濾波電路的作用和類型;二階有源濾波電路的工作原理及其對數幅頻特性。 第二節 電壓比較器 電壓比較器的工作原理、傳輸特性、閾值和用途。 第八章 波形發生電路 【教學目的】 1.掌握正弦振蕩電路的振蕩條件;文氏電橋式 RC 振蕩電路。 2.熟悉各種振蕩電路頻率的確定及起振條件;RC 串聯網絡與 LC 并聯回路的選頻特性。 3.了解石英晶體振蕩電路的特點及工作原理。 【重點難點】 振蕩的判斷;文氏電橋 RC 振蕩器、三點式振蕩器。判斷各種振蕩電路是否滿足振蕩的 相位條件。 第一節 正弦波振蕩電路的分析方法 產生正弦振蕩的條件:相位平衡條件和幅度平衡條件。 第二節 RC 正弦波振蕩電路 RC 振蕩電路的組成特點及常用的 RC 振蕩電路類型的工作原理;文氏電橋式 RC 振蕩電路的 組成特點及工作原理、振蕩頻率、起振條件。 第三節 LC 正弦波振蕩電路 LC 振蕩電路的組成特點及常用的 LC 振蕩電路類型的工作原理;變壓器反饋式、電感三 點式、電容三點式以及電容三點式改進型振蕩電路的振蕩頻率計算,判斷電路能否產生正弦 波振蕩。 第四節 石英晶體振蕩器 石英晶體振蕩電路的特點及工作原理;串聯型和并聯型石英晶體正弦波振蕩電路。 安徽師范大學皖江學院電子信息系 模擬電子技術教學大綱 第 頁6 第五節 非正弦波發生電路 非正弦波發生電路組成和工作原理:矩形波、三角波和鋸齒波發生電路及輸出波形。 第九章 功率放大電路 【教學目的】 1.掌握 OTL、OCL 功率放大電路的工作原理、輸出功率和效率的估算。 2.熟悉集成功放的使用方法。 3.了解交越失真;功放管選取用原則、散熱問題;集成功放電路的組成和特點。 【重點難點】 功放的效率、最大輸出功率的計算;互補對稱功放。功放電路參數估算。 第一節 功率放大電路的主要特點 功率放大電路的主要特點及主要技術指標,最大輸出功率和效率的定義。 第二節 互補對稱式功率放大電路 互補對稱式功率放大電路(OTL 和 OCL 型)的工作原理,最大輸出功率、效率和管耗等 技術指標的計算。 第三節 實際的功率放大電路 第四節 集成功率放大器 第十章 直流電源 【教學目的】 1.掌握整流電路、濾波電路和穩壓電路的工作原理。 2.熟悉橋式整流電路、電容濾波電路和穩壓電路的主要參數計算。 3.了解集成穩壓器及其應用。 【重點難點】 整流管與濾波電容的計算、穩壓的分析、集成穩壓器的應用。整流電路、電容濾波電 路和穩壓電路的主要參數計算。 第一節 直流電源的組成 第二節 單相整流電路 利用二極管的單向導電性組成整流電路;單相半波、單相全波、單相撟式整流電路的工 作原理,輸出電壓與變壓器副邊電壓的關系表達式。 第三節 濾波電路 濾波電路的作用及組成,輸出電壓與變壓器副邊電壓的關系表達式。 第四節 倍壓整流電路 第五節 硅穩壓管穩壓電路 硅穩壓管穩壓電路的工作原理:穩壓系數和內阻的估算,限流電阻的選擇。 第六節 串聯型直流穩壓電路 串聯型直流穩壓電路的組成、穩壓原理以及輸出電壓調節范圍的估算。 第七節集成穩壓器 三端集成穩壓電路的工作原理和使用方法。 第八節 開關型穩壓電路 第九節 可控整流電路 【課程考試】 本課程考試采取“閉卷”方式進行。主要考查模擬電子技術的基本概念、基本理論和基 安徽師范大學皖江學院電子信息系 模擬電子技術教學大綱 第 頁7 本知識,測評學生的理解、判斷、分析、綜合等能力。 四、使用教材與教學參考書目 【使用教材】 童詩白,《模擬電子技術基礎(第三版)》,高等教育出版社, 1988 年 【教學參考書目】 1、楊素行,《模擬電子技術基礎簡明教程(第二版)》,高等教育出版社,1998 年 10 月 2、康華光,《電子技術基礎模擬部分(第三版)》,高等教育出版社,1988 年 3、謝嘉奎,《電子線路(線性部分)第四版》,高等教育出版社,1999 年
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