一、课程基本信息
课程编号:11115010/11135010
课程英文名称:Basis of Analogue Electronic Technique
授课对象:物理学/科学教育(应用科学与技术)专业本科生
课程类型:专业必修课
建议学时:44 理论课:32 实验课:12 学分:2.5
与相关课程的衔接:《普通物理》、《电工学》、《数字电子技术基础》等。
考核方式:集中考试。
二、教学目标和要求:
《模拟电子技术基础》是高等理工学校的一门专业基础课程。通过本课程的学习,使学生熟悉和掌握模拟电子技术的基础理论与基础知识,理解基本模拟电路的工作原理,掌握模拟电电路的分析方法,并初步具备应用模拟电子技术的基本能力,为《电视原理》、《音响技术》、《传感器原理与应用》、《计算机组成原理》、《微型计算机及其接口技术》等后续课程的学习打下扎实的理论基础,培养一定的实验技能与能力。同时,本课程也是培养物理学本科专业学生综合素质与能力的一门重要的基础课。
本课程通过学习和实验,要达到如下的要求:
理论基础知识:掌握常用半导体元、器件的特性及主要参数;理解和掌握基本放大电路、负反馈放大电路、正弦振荡电路和直流稳压电源电路的基本原理和分析方法,理解集成运算放大器的特点及它们的应用;了解功率放大器的工作原理以及它们的使用。
基本要求:掌握模拟电子技术的基础理论知识,理解和掌握基本电路的工作原理和分析方法,并初步具备应用模拟电子技术的基本能力。通过本课程的学习与相关课程的实践训练,本专业的毕业生不仅能胜任各类中等学校物理课程和电子技术课的教学工作,而且也能胜任电子技术科技活动的辅导工作。
三、教学内容与教学要求
第一章 半导体器件(3学时)
教学内容:
1、本征半导体和杂质半导体(N型和P型)的特性,PN结的单向导电性。
2、普通二极管和稳压二极管的特性和主要参数。
3、双极型三极管的结构、原理、输入输出特性和主要参数。
基本要求:
1、了解半导体的导电特性。
2、理解杂质半导体(N型和P型)的特性,正确理解和掌握PN结的单向导电性。
3、理解普通二极管和稳压二极管的外特性和主要参数。
4、掌握双极型三极管的输入和输出特性、主要参数,理解双极型三极管的工作原理。
重点:半导体的特性、晶体二极管的特性和主要参数、晶体三极管结构、原理、输入输出特性和主要参数。
教学方式:讲授
第二章 放大电路的基本原理(9学时)
教学内容:
1、放大的概念与本质。
2、单管共发射极放大电路的组成与原理。
3、放大电路的主要技术指标。
4、放大电路的基本分析方法:图解法与等效电路法
5、放大电路的工作点的稳定问题与工作点稳定电路的工作原理和分析方法。
6、放大电路的三种基本组态的特点和分析方法。
7、多级放大电路的耦合方式及其电压放大倍数、输入电阻、输出电阻和通频带的计算。
基本要求:
“放大”是模拟电子电路讨论的主要内容。由分立元件组成的基本放大电路是基础,只有深刻理解和牢固掌握了这些基本放大电路的工作原理和分析方法,才能进一步学好集成运算放大器。
1、熟练掌握三极管放大电路静态工作点的估算方法和用简化的h参数等效电路分析放大电路的电压放大倍数Au 、输入电阻Ri 、输出电阻Ro的方法,掌握rbe的近似估算公式。正确理解如何利用图解法分析放大电路的静态和动态工作情况,
2、正确理解温度变化对三极管参数的影响,掌握分压式工作点稳定电路的工作原理和计算方法,
3、掌握放大电路三种组态(共射、共集和共基组态)的工作原理和特点,
4、掌握直接耦合多级放大电路的工作原理、特点和电压放大倍数的计算方法。一般了解其他两种耦合方式(阻容耦合、变压器耦合)的特点。
重点:共发射极放大电路、共集电极放大电路的原理与分析。
难点:放大电路的动态分析。
教学方式:讲授。
第三章 集成运算放大电路(2学时)
教学内容:
1、集成放大电路的特点
2、集成运放的主要技术指标
3、理想运算放大器及其分别工作在线性区和非线性区时的特点
基本要求:
1、理解和掌握集成运算放大器的基本组成、主要技术指标。
2、理解和掌握集成运算放大器主要技术指标和工作在线性区和非线性区时的特点
教学方式:讲授
第四章 放大电路中的反馈(4学时)
教学内容:
1、反馈的基本概念与分类。
2、负反馈对放大电路性能能的影响。
基本要求:
1、掌握反馈的基本概念和类型,会判断放大电路(主要是由集成运放组成的放大电路)中是否存在反馈以及反馈的类型。正确理解反馈的一般表达式:Af=A/(1+AF)的含义。
2、掌握负反馈对放大电路性能的影响,正确理解如何根据实际要求在电路中引入适当的反馈。
重点:负反馈的基本概念、反馈放大电路类型的判别、负反馈对放大电路性能的影响;
难点:反馈放大电路类型的判别。
教学方式:讲授
第五章 模拟信号运算电路(4学时)
教学内容:
1、比例运算电路
2、求和电路
基本要求:
掌握比例运算电路、求和运算电路的电路特点、工作原理和输入、输出关系。
教学方式:讲授
第六章 信号处理电路(3学时)
教学内容::
1、有源滤波器的作用及分类。
2、电压比较器(过零比较器、单限比较器、滞回比较器、双限比较器)的原理和传输特性
基本要求:
1、了解滤波电路的分类和各种滤波电路(只限一阶滤波电路)的作用。
2、掌握过零比较器、单限比较器、滞回比较器、双限比较器的原理与传输特性。
教学方式:讲授
第七章 波形发生电路(3学时)
教学内容:
1、产生正弦波振荡的条件和正弦波振荡电路的分析方法。
2、RC正弦波振荡电路的组成、原理和分析计算。
3、LC正弦波振荡电路的组成、原理和分析计算。
4、石英晶体的基本特性、等效电路和石英晶体振荡器。
基本要求:
1、掌握产生正弦波振荡的相位平衡条件和幅度平衡条件。
2、掌握文氏电桥式RC振荡电路的工作原理、振荡频率、起振条件以及电路的特点。
3、正确理解典型的LC振荡电路(电感三点式和电容三点式)的工作原理及振荡频率的估算方法。
4、了解石英晶体振荡电路的特点及工作原理。
教学方式:讲授
第八章 直流电源(4学时)
教学内容:
1、直流电源的组成
2、单相整流电路的组成、原理和分析计算。
3、滤波电路的组成、原理和分析计算。
4、硅稳压管稳压电路的组成、原理和分析计算。
5、集成稳压器电路与应用简介。
基本要求:
直流稳压电源是电子设备必不可少的组成部分。本章讨论基本直流稳压电路的稳压原理及相关的技术指标。
1、理解单相整流电路的组成及工作原理。
2、理解电容滤波电路的组成及工作原理。
3、掌握硅稳压管稳压电路的工作原理,稳压系数和内阻的估算,限流电阻的选择。
重点:分立元件组成的直流稳压电路。
教学方式:讲授
四、实践环节
(一) 目的与要求
本课程是一门实践性很强的专业基础课。通过实验教学,进一步巩固所学的理论知识,提高独立分析问题和解决问题的能力。实验课要达到如下目的:熟悉常用半导体元、器件的特性及主要参数;会正确使用常用电工仪表及电子仪器。掌握一些基本放大电路的调试与测量方法。培养模拟电子技术的基本实践技能及科学的实验方法
对于本课程的每个实验,要求在实验前必须认真预习,实验过程中仔细观察、实事求是地记录,实验结束后写出完整的实验报告。
(二)实验项目:
本课程大纲共安排四个教学实验、一个设计性实验和一个综合性实验:
1.常用电子元器件的识别与检查。
2.晶体管共射级单管放大器。
3.电压串接负反馈放大器。
4.模拟运算电路
5.正弦波发生器的设计
6.串联型直流稳压电源
(三)实验内容
实验一
(一)实验名称:常用电子元器件的识别与检查。
(二)实验目的与要求:
1、了解万用表原理、简单结构及正确使用方法。
2、熟练掌握电阻、电容、二极管、三极管等常用电子元、器件的参数和测试方法
实验二
(一)实验名称:晶体管共射极单管放大器。
(二)实验目的与要求:
1、了解共射基本放大电路的工作原理。
2、掌握调试静态工作点的方法。
3、掌握电压放大倍数、输入电阻和输出电阻的测量方法。实验四
实验三
(一)实验名称:电压串联负反馈放大器。
(二) 实验目的与要求:
1、了解四种类型负反馈放大器的电路结构特点。
2、研究负反馈对放大器性能的影响。
3、进一步学习放大器的基本性能参数的测量方法。
实验四
(一)实验名称: 模拟运算电路
(二)实验目的与要求:
1、熟悉集成运放的正确使用方法。
2、用集成运算放大器分别接成反相、同相比例运算放大电路和求和运算电路,并测量其闭环电压放大倍数。
实验五
(一)实验名称: 正弦波发生器的设计
(二)实验目的与要求:
1、了解RC桥式正弦波振荡电路的组成和选频特性。
2、利用集成运算放大器设计RC桥式正弦波振荡电路并进行调试。
实验六
(一)实验名称:串联型直流稳压电源
(二)实验目的与要求:
1、熟悉串联型直流稳压电源的组成及各部分的作用,并观察各点电压的波形。
2、测试串联型直流稳压电源的主要技术指标(稳压系数S和内阻R0)。
五、教材
教材名称:模拟电子技术及应用,林汉主编,北京交通大学出版社,2016年1月第一版
实验教材:电子技术基础实验,龙世瑜主编,中国电力出版社,2016年8月第一版
六、参考资料:
1、清华大学电子教研组编,童诗白主编,《模拟电子技术基础》上、下册。
2、康华光主编,《电子技术基础.模拟部分》,第三版。
3、武汉大学《电子线路》教材编写组编,梁明理改编,《电子线路》上、下册,第二版。