spContent=基于电子技术的电子产品已经越来越多地遍布各行各业,推动社会进步,使得生活更加美好,电子技术就在我们身边!模电之美在于什么?模电的魅力在于什么?让我们一起来探索其奥秘吧!欢迎大家选课!
基于电子技术的电子产品已经越来越多地遍布各行各业,推动社会进步,使得生活更加美好,电子技术就在我们身边!模电之美在于什么?模电的魅力在于什么?让我们一起来探索其奥秘吧!欢迎大家选课!
—— 课程团队
课程概述
本课程是浙江省省级线上一流本科课程。
“模拟电子技术”是信息技术的基石,是电类专业本科生的重要基础必修课程,涉及模拟信号的产生、传输、放大及处理等方面内容,是一门理论和工程实际联系紧密的应用性很强的课程。
课程充分体现模拟电子技术新理论、新技术和新应用,紧跟电子技术的发展步伐。通过本课程的学习,同学们能获得模拟电子技术的基本概念、理论、方法和技术。理解二极管、双极型晶体管(BJT)、场效应管、集成运算放大器、IGBT等电子器件的工作原理、特性和主要参数;掌握二极管电路、BJT基本放大电路、场效应管基本放大电路、功率放大电路、差分放大电路、多级放大电路、负反馈放大电路、信号运算和处理电路、信号产生电路、直流稳压电源等基本模拟电子电路的工作原理、特点、分析和设计方法 ;了解放大电路的频率特性及分析方法;掌握用EDA软件分析、设计和调测基本模拟电子电路的方法。从课程学习过程中培养工程意识和创新精神,提高自主学习能力、逻辑思维能力、以及解决模拟电子领域复杂工程问题的能力。
学好本课程将为后续课程的学习和模拟电子技术在专业领域中的应用打下坚实基础。
课程教学资源丰富优质,理论与实践相结合,理论与应用相结合,仿真实验与实物实验相结合,实验视频内容覆盖每一章。包括各章节知识点讲解视频,实物实验操作和解说视频(24个),仿真实验演示和解说视频(25个),习题讲解视频、电子课件、每章小结、拓展资料等。布置有章节作业(分析计算题、设计题、仿真题)、章节测验(客观题)、综合性设计作业、课程讨论、阶段考试和期终考试。
授课目标
- 正确理解二极管、BJT、场效应管、IGBT、运算放大器等电子器件的结构、工作原理、特性和主要参数;
- 掌握基本和经典的模拟电子电路的工作原理、特点、分析和设计方法 ;
- 能运用理论知识和EDA工具分析(或设计)和仿真调测模拟电子电路,提高分析问题和解决问题的能力。
课程大纲
1. 绪论
课时目标:了解本课程的研究对象和学习内容以及电子技术发展简史;本课程重要的先修知识回顾。
1.1 本课程的研究对象、学习内容及电子技术发展简史
半导体二极管及其基本电路
课时目标:1. 了解半导体材料、半导体的共价键结构;正确理解本征半导体及其导电作用和载流子概念;正确理解杂质半导体及杂质对半导体导电性能的影响。2. 理解PN结的形成和单向导电性;了解PN结的反向击穿、电容效应和高频等效电路。3. 了解半导体二极管的结构和分类;理解二极管的伏安特性;理解二极管主要参数含义;熟练掌握二极管电路的基本分析方法。4. 理解和掌握稳压管的特点和主要参数;掌握简单稳压管稳压电路的分析和设计方法。5..一般了解发光二极管、光电二极管、光电耦合器件等
2.1 半导体的基础知识
2.2 PN结的形成及特性
2.3 半导体二极管
2.4 二极管电路基本分析方法
2.5 特殊二极管
双极型晶体管及放大电路基础
课时目标:1. 理解双极型晶体管的结构、工作原理、特性曲线、主要参数。2. 了解基本共射极放大电路的构成;理解并熟练掌握放大电路的静态分析方法(图解法和估算法)和动态分析方法(图解法和小信号模型法);理解静态工作点Q的选择对放大电路输出波形的影响;熟悉放大电路的各项性能指标及其含义。3.正确理解分压式射极偏置共发射极放大电路稳定工作点的基本原理及其小信号模型分析法。4. 熟练掌握共集电极放大电路和共基极放大电路的静态工作点估算法和小信号模型分析法。5. 熟悉共射极、共集电极、共基极放大电路各自的结构和特点。6. 了解多级放大电路的组成和耦合方式,掌握多级放大电路增益、输入电阻和输出电阻等动态参数的分析方法,了解复合管的组成及应用。
3.1 双极型晶体管及其特性
3.2 双极型晶体管基本放大电路及分析方法
3.3 工作点稳定的共发射极放大电路
3.4 共集电极放大电路
3.5 共基极放大电路
3.6 多级放大电路和复合管
场效应管及其基本放大电路
课时目标:1.理解JFET和MOSFET的结构、工作原理、特性曲线、主要参数、偏置方式。2. 熟练掌握场效应管各种组态放大电路的静态、动态分析方法。3. 熟悉场效应管3种组态放大电路的特点。
4.1 结型场效应管(JFET)
4.2 金属-氧化物-半导体场效应管(MOSFET)
4.3 场效应管的小信号模型
4.4 共源极放大电路
4.5 共漏极放大电路和共栅极放大电路
放大电路的频率响应
课时目标:1. 掌握频率响应的基本概念。2. 了解BJT共发射极电流放大系数的高频响应;正解理解特征频率、共发射极截止频率和共基极截止频率的概念。2. 熟悉BJT的高频小信号模型。3. 掌握单级共发射极放大电路的高频响应和低频响应的分析方法.4. 了解放大电路的频率相应受哪些主要因素影响,从而掌握如何改进频率响应的方法.5. 了解多级放大电路的频率响应的基本概念。6. 能看懂并会画频率响应波特图。7. 理解频率失真概念。
5.1 双极型晶体管的频率参数及其高频小信号模型
5.2 共发射极放大电路的频率响应
5.3 多级放大电路的频率响应
功率放大电路
课时目标:1. 了解功率放大电路的特点及与电压放大电路的区别;了解功率放大电路的分类。2. 了解乙类双电源互补对称功率放大电路的组成,熟练掌握其主要指标的分析计算方法,了解功放管的选择原则,了解交越失真现象产生的原因。3. 了解甲乙类双电源功率放大电路的组成,熟练掌握其主要技术指标的分析计算方法和功率管的选择方法。4. 了解甲乙类单电源功率放大电路的组成,熟练掌握其主要技术指标的分析计算方法。
6.1 功率放大电路的的特点和分类
6.2 乙类双电源互补对称功率放大电路
6.3 甲乙类互补对称功率放大电路
集成运算放大器
课时目标:1.了解集成运算放大器的组成和电压传输特性。2. 掌握镜像电流源、微电流源等电路的工作原理和分析方法。3. 了解差分放大电路的结构和主要作用;掌握差分式放大电路的工作原理;掌握差分式放大电路的静态分析方法和动态分析方法。4. 了解集成运算放大器的主要参数;了解理想集成运放的概念及主要参数。
7.1 模拟集成电路中的电流源
7.2 差分放大电路
7.3 集成运算放大器的电路组成、电压传输特性和主要参数
负反馈放大电路
课时目标:1.了解负反馈的基本概念;掌握正、负反馈的判断方法。2. 掌握负反馈放大电路组态的判断方法,并能熟练运用。3. 正确理解负反馈放大电路增益的一般表达式,了解不同反馈组态下,放大电路增益和反馈系数的物理含义和量纲。4 .熟悉深度负反馈放大电路特点;熟练掌握深度负反馈后放大电路增益的近似估算方法。5. 正确理解负反馈对放大电路各方面性能的影响,能根据要求合理设计负反馈组态。6. 通过对自激振荡的分析,掌握负反馈放大电路稳定工作的条件,并能判断负反馈放大电路是否能稳定工作。
8.1 反馈的基本概念
8.2 负反馈放大电路的4种组态
8.3 深度负反馈放大电路的分析计算
8.4 负反馈对放大电路性能的影响
8.5 负反馈放大电路的稳定性问题
集成运算放大器的基本应用
课时目标:1. 掌握集成电路运算放大器组成的比例、加、减、积分与微分等基本运算电路的工作原理,能用虚短和虚断概念进行输出和输入关系的分析计算,根据输出与输入的运算要求设计运算电路。2. 理解有源滤波电路的基本概念,熟练掌握一阶和二阶有源滤波电路的分析计算和设计方法;一般了解高阶有源滤波电路。3. 了解电压比较器的基本概念,能对单门限电压比较器进行分析计算。4. 自主学习滞回比较器的组成及其工作原理分析。5. 自主查找一种集成电压比较器的数据手册,了解其主要技术指标,研究集成电压比较器与运放组成的电压比较器的不同之处。
9.1 基本运算电路
9.2 有源滤波电路
9.3 电压比较器
信号发生电路
课时目标:1. 建立正弦波振荡电路的基本概念;理解正弦波振荡电路产生正弦信号的条件;能够分析正弦波振荡电路的组成部分。2. 熟练掌握RC串并联网络的频率特性以及RC桥式正弦波振荡电路的工作原理、分析和设计方法;一般了解RC 移相式振荡电路。3. 理解 LC 正弦波振荡电路的工作原理,会判断电路是否满足相位平衡条件,会计算振荡频率。
10.1 正弦波振荡电路的基本概念
10.2 RC正弦波振荡电路
10.3 LC 正弦波振荡电路
直流稳压电源
课时目标:1. 了解直流稳压电源一般组成。2. 熟练掌握单相桥式整流电路、桥式整流电容滤波电路的组成和工作原理。3. 能理解直流稳压电源的质量指标。4. 掌握并联稳压电路和串联反馈式稳压电路的组成和工作原理。5. 能够应用三端集成稳压器设计和组成稳压电源电路。6. 了解IGBT 的结构和工作原理;了解IGBT组成的直流调压电路的组成和工作原理。
11.1 直流稳压电源的组成
11.2 单相整流电路
11.3 直流稳压电源中的滤波电路
11.4 稳压电路(线性稳压电路、开关稳压电路、IGBT 及其组成的直流调压电路)
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预备知识
- 欧姆定律,KCL和KVL
- 戴维宁等效定理和诺顿等效定理
- 叠加原理
- 正弦交流电路的相量分析法
- 电流源和电压源模型的外特性
- 受控源基本概念
证书要求
为积极响应国家低碳环保政策, 2021年秋季学期开始,中国大学MOOC平台将取消纸质版的认证证书,仅提供电子版的认证证书服务,证书申请方式和流程不变。
电子版认证证书支持查询验证,可通过扫描证书上的二维码进行有效性查询,或者访问 https://www.icourse163.org/verify,通过证书编号进行查询。学生可在“个人中心-证书-查看证书”页面自行下载、打印电子版认证证书。
完成课程教学内容学习和考核,成绩达到课程考核标准的学生(每门课程的考核标准不同,详见课程内的评分标准),具备申请认证证书资格,可在证书申请开放期间(以申请页面显示的时间为准),完成在线付费申请。
认证证书申请注意事项:
1. 根据国家相关法律法规要求,认证证书申请时要求进行实名认证,请保证所提交的实名认证信息真实完整有效。
2. 完成实名认证并支付后,系统将自动生成并发送电子版认证证书。电子版认证证书生成后不支持退费。
参考资料
[1] 金燕,周武杰,李如春,王洁. 《模拟电子技术》(浙江省普通高校“十三五”新形态教材). 科学出版社,2021年.
[2] 金燕,李如春. 《模拟电子技术实验与课程设计》(修订版)(新形态教材).浙江大学出版社,2023年.
[3] 康华光,张林主编. 《电子技术基础(模拟部分)》(第7版), 高教出版社,2021年.
[4] 童诗白,华成英原著;华成英主编.《模拟电子技术基础》(第6版), 高教出版社,2023年.
[5] Donald A. Neamen. 《Microelectronics Circuit Analysis and Design(Fourth Edition)影印版》. 清华大学出版社, 2019 年.
[6] Sergio Franco 著,何乐年 奚剑雄等译. 《基于运算放大器和模拟集成电路的电路设计》(原书第四版). 机械工业出版社,2018 年.
常见问题
Q : 先修课程是?
A:高等数学,大学物理,电路原理
Q:有几次考试?
A: 有二次考试,包括一次阶段考试和一次期终考试
Q:教材是?
A:1. 金燕主编,《模拟电子技术》, 科学出版社, 2021年出版.
2. 金燕等编著,《模拟电子技术实验与课程设计》(修订版), 浙江大学出版社, 2023年出版.