模擬電子技術基礎課程教學大綱

1、“模擬電子技術基礎”課程教學大綱 課程名稱：模擬電子技術基礎教材信息：模擬電子電路及技術基礎（第三版），孫肖子主編主講教師：孫肖子（西安電子科技大學電子工程學院副教授）學 時：64學時一、課程的教學目標與任務通過本課程教學使學生在已具備線性電路分析的基礎上，進一步學習包含有源器件的線性電路和線性分析、計算方法。使學生掌握晶體二極管、穩(wěn)壓管、晶體三極管、場效應管和集成運放等非線性有源器件的工作原理、特性、主要參數(shù)及其基本應用電路，掌握各種放大器、比較器、穩(wěn)壓器等電路的組成原理、性能特點、基本分析方法和工程計算及應用技術，獲得電子技術和線路方面的基本理論、基本知識和基本技能。培養(yǎng)學生分析問題和解決

2、問題的能力，為以后深入學習電子技術其他相關領域中的內(nèi)容，以及為電子技術在實際中的應用打下基礎。二、課程具體內(nèi)容及基本要求 （一）、電子技術的發(fā)展與模電課的學習MAP圖（2學時）介紹模擬信號特點和模擬電路用途，電子技術發(fā)展簡史，本課程主要教學內(nèi)容，四種放大器模型的結構、特點、用途及增益、輸入電阻、輸出電阻等主要性能指標，頻率特性和反饋的基本概念。1.基本要求（1）了解電子技術的發(fā)展，本課程主要教學內(nèi)容，模擬信號特點和模擬電路用途。（2）熟悉放大器模型和主要性能指標。（3）了解反饋基本概念和反饋分類。（二）、集成運算放大器的線性應用基礎（8學時）主要介紹各種理想集成運算應用電路的分析、計算，包括同

3、/反相比例放大、同/反相相加、相減、積/微分、V-I和I-V變換電路和有源濾波等電路的分析、計算，簡單介紹集成運放的實際非理想特性對應用電路的影響及實踐應用中器件選擇的依據(jù)和方法。1.基本要求（1） 了解集成運算放大器的符號、模型、理想運放條件和電壓傳輸特性。（2） 熟悉在理想集成運放條件下，對電路引入深反饋對電路性能的影響，掌握“虛短”、“虛斷”和“虛地”概念。（3） 掌握比例放大、相加、相減、積/微分、V-I和I-V變換電路的分析、計算。（4） 了解二階有源RC低通、高通、帶通、帶阻和全通濾波器的傳遞函數(shù)、幅頻特性及零極點分布，能正確判斷電路的濾波特性。（5） 熟悉集成運算放大器的主要技術

4、指標的含義，了解實際集成運放電路的非理想特性對實際應用的限制。2.重點、難點重點：各種集成運放應用電路的分析、計算和設計。難點：有源濾波器的分析、計算和集成運放非理想特性對實際應用的影響，。（三）、 電壓比較器、弛張振蕩器及模擬開關（4學時）主要介紹簡單比較器、遲滯比較器和弛張振蕩器的電路構成、特點、用途、傳輸特性及主要參數(shù)的分析、計算，簡單介紹單片集成電壓比較器和模擬開關的特點、主要參數(shù)和基本應用。1.基本要求（1） 掌握簡單比較器和遲滯比較器的特點、用途和傳輸特性。（2） 掌握單/雙運放構成的弛張振蕩器的特點、輸出波形及主要參數(shù)的計算。（3） 了解各種單片集成電壓比較器的特點、主要參數(shù)和應

5、用。（4） 了解模擬開關的功能和用途。2.重點、難點重點：簡單比較器、遲滯比較器和弛張振蕩器的電路分析、計算。 難點：遲滯比較器傳輸特性和電路分析，弛張振蕩器電路分析、計算。 （四）、常用半導體器件原理（12學時）主要介紹本證半導體、P/N型半導體、半導體中漂移電流和擴散電流等半導體相關物理基礎知識和基本概念，PN結的形成、工作原理、單向?qū)щ娦?、擊穿特性和電容特性等基本知識，晶體二極管和穩(wěn)壓管的伏安特性、主要參數(shù)、簡化模型及各種基本應用電路的分析、計算。雙極型晶體三極管工作原理、伏安特性及主要參數(shù)，工作狀態(tài)分析。JFET和MOSFET工作原理、輸出特性和轉(zhuǎn)移特性曲線及主要參數(shù)，工作狀態(tài)分析及各

6、種FET基本應用電路的分析、計算。晶體管和場效應管用于構成集成運放反饋網(wǎng)絡的綜合應用電路的分析、計算。1.基本要求（1） 熟悉本證半導體、P型、N型半導體以及漂移電流和擴散電流等基本概念。（2） 掌握PN結工作原理、單向?qū)щ娦?、擊穿特性和電容特性等基本知識。（3） 掌握晶體二極管和穩(wěn)壓管的特性、參數(shù)及其基本應用電路的分析、計算。（4） 掌握包含二極管、穩(wěn)壓管的集成運放應用電路的分析、計算，包括精密整流、輸出限幅的比較器、輸出限幅且占空比可調(diào)的弛張振蕩器等電路。（5） 掌握雙極型晶體管工作原理、共射輸出特性和輸入特性曲線及主要參數(shù)，掌握直流偏置下晶體管工作狀態(tài)分析、計算。（6） 掌握JFET和M

7、OSFET工作原理、輸出特性和轉(zhuǎn)移特性曲線及主要參數(shù)，掌握直流偏置下FET工作狀態(tài)分析、計算及各種FET基本應用電路的分析、計算。（7） 掌握晶體管和場效應管用于構成集成運放反饋網(wǎng)絡的綜合應用電路分析、計算。（8） 了解雙極型晶體管和場效應管性能、參數(shù)比較。2.重點、難點重點：晶體二極管、穩(wěn)壓管、三極管和場效應管工作原理、特性曲線、主要參數(shù)及其應用電路的分析、計算難點：三極管和場效應管應用電路的分析、計算。（五）、基本放大電路（10學時）主要介紹晶體管和場效應管放大器組成原理，直流偏置電路分析、計算，放大器圖解分析法、負載線畫法、非線性失真和動態(tài)范圍等基本知識，重點介紹晶體管和場效應管低頻交流

8、小信號模型、主要參數(shù)，應用微變等效電路法對三種基本組態(tài)放大器進行交流分析，以及三種基本組態(tài)放大器性能特點和增益、輸入電阻、輸出電阻等主要性能指標的計算。多級放大器級聯(lián)原則、級間耦合方式，多級放大器電路分析方法和增益、輸入電阻、輸出電阻等主要性能指標計算。1.基本要求（1） 熟悉基本放大器組成原理，掌握直流偏置電路的分析、計算。（2） 熟悉放大器圖解分析法，掌握非線性失真的判斷和動態(tài)范圍的確定。（3） 掌握晶體管低頻交流小信號模型及主要參數(shù)，應用微變等效電路法對三種基本組態(tài)放大器進行交流分析、計算，掌握三種基本組態(tài)放大器的性能特點。（4） 掌握場效應管放大器偏置電路分析，場效應管低頻小信號模型及

9、主要參數(shù)， 場效應管三種基本組態(tài)電路分析、計算。（5） 熟悉多級放大器級聯(lián)原則、級間耦合方式，掌握多級放大器分析方法和主要性能指標計算。2.重點、難點重點：晶體管和場效應管三種基本組態(tài)放大器的特點及其分析、計算。難點：圖解法和多級放大器的分析、計算。（六）、集成運算放大器電路原理（8學時）簡單介紹集成運算放大器組成和電路特點的基本知識，主要介紹單管、鏡像、比例和微電流源等幾種常用電流源的工作原理、用途和電路分析、計算。重點介紹差動（分）放大器工作原理，直流工作點、差模增益、共模增益、共模抑制比、輸入/出電阻等主要性能指標的計算，介紹差動放大器傳輸特性、輸出級電路分析、集成運算放大器內(nèi)部電路組成

10、和分析，以及集成運算放大器主要性能指標。1.基本要求（1） 了解集成運算放大器組成和電路特點。（2） 了解電流源的作用，掌握單管、鏡像和比例電流源的分析、計算，熟悉微電流和負反饋型電流源及有源負載放大器的組成、特點及電路分析和計算。（3） 掌握差動放大器工作點、增益、共模抑制比等主要性能指標計算，熟悉傳輸特性。（4） 掌握集成運算放大器輸出級電路分析及交越失真概念和克服方法。（5） 熟悉以F007(A741)為例的集成運算放大器內(nèi)部電路組成和分析。（6） 了解MOS集成運算放大器的電路組成和分析方法。（7） 熟悉集成運算放大器主要性能指標。2.重點、難點重點：電流源和差動放大器工作原理、性能指

11、標及電路的分析、計算。難點：差動放大器的分析、計算和集成運放內(nèi)部電路分析。（七）、頻率響應（4學時）介紹頻率失真、線性失真、非線性失真、實際放大器幅頻特性、上/下限頻率、通頻帶和增益頻帶積基本概念，晶體管和場效應管高頻小信號模型、主要頻率參數(shù)，密勒定理，重點介紹晶體管三種基本組態(tài)放大器高頻響應分析和計算，簡單介紹波特圖近似表示法。分析影響放大器頻率特性主要因素和展寬頻帶的主要方法和寬帶放大器的設計原則。介紹場效應管放大器高頻響應分析和放大器低頻響應分析方法，多級放大器下限頻率fL和上限頻率fH的分析和計算。簡單介紹穩(wěn)態(tài)指標上限頻率fH與暫態(tài)指標建立時間tr的關系。1.基本要求（1） 熟悉頻率失

12、真、線性和非線性失真，晶體管高頻小信號模型和頻率參數(shù)等知識；（2） 掌握分析頻率響應的快速估算法；（3） 熟悉密勒定理，掌握晶體管三種基本組態(tài)放大器高頻響應分析方法和波特圖近似表示法，熟悉展寬頻帶的主要方法和寬帶放大器設計原則。（4） 熟悉場效應管放大器的高頻響應分析；（5） 熟悉放大器低頻響應分析方法，掌握下限頻率的計算方法；（6） 掌握多級放大器上限頻率fH和下限頻率fL的計算方法；（7） 了解穩(wěn)態(tài)指標上限頻率fH與暫態(tài)指標建立時間tr的關系。2.重點、難點重點：晶體管高頻小信號模型和頻率參數(shù)，三種基本組態(tài)放大器上限頻率的分析和計算，展寬頻帶的主要方法和寬帶放大器的設計原則。難點：放大器頻

13、率響應的分析和計算，寬帶放大器設計。（八）、反饋（6學時）介紹反饋基本概念、基本框圖和基本方程，電路引入負反饋對放大器各種主要性能指標的影響。重點介紹負反饋放大器的分類及反饋類型的判斷方法，包括直/交流反饋，串/并聯(lián)反饋，電壓/電流反饋的分析、判斷，對于給定電路如何按照要求，正確引入負反饋，并在深反饋條件下計算反饋放大器閉環(huán)增益和反饋系數(shù)。介紹反饋放大器的穩(wěn)定性、自激、幅度裕度、相位裕度和相位補償技術等知識。1.基本要求（1） 熟悉反饋的基本概念、基本框圖和基本方程。（2） 掌握負反饋放大器的分類及反饋類型判斷。（3） 熟悉負反饋對放大器性能的影響。（4） 掌握負反饋放大器分析方法，對于給定電

14、路能夠根據(jù)要求正確引入負反饋，并能在深反饋條件下計算放大器閉環(huán)增益和反饋系數(shù)。（5） 熟悉反饋放大器的穩(wěn)定性，了解相位補償技術。2.重點、難點重點：反饋類型判別，負反饋放大電路的分析及主要參數(shù)計算。難點：負反饋放大電路分析，反饋放大器的穩(wěn)定性和相位補償技術。（九）、功率放大電路（2學時）簡單介紹A類、B類和C類等幾種功率放大電路工作原理和特點，依據(jù)提高電路輸出效率的原則，主要介紹B類互補跟隨功放OCL和單電源互補對稱功放OTL工作原理和輸出功率、功耗和集電極效率的計算。簡單介紹集成功率放大電路、各種功率器件及其散熱、防止二次擊穿和保護電路。1.基本要求（1） 熟悉功率放大器的特點、主要指標、分

15、類及提高功率放大電路效率的方法。（2） 掌握B類互補對稱功率放大器工作原理和輸出功率、功耗和集電極效率的計算。（3） 熟悉AB類單電源互補對稱功放電路原理、分析和計算，熟悉復合管組成原則。（4） 了解D功率放大電路、集成功率放大電路、各種功率器件及其散熱和保護電路。2.重點、難點重點：B類互補對稱功率放大器輸出功率、功耗和集電極效率的分析、計算。難點：如何提高功率放大電路的效率。（十）、電源電路（2學時）簡單介紹直流穩(wěn)壓電源組成框圖，半波整流、全波整流、橋式整流以及倍壓整流的工作原理，常用濾波電路分析，主要介紹橋式整流及濾波電路的分析、計算，重點介紹串聯(lián)型穩(wěn)壓電路和集成三端穩(wěn)壓器工作原理、特點

16、和電路分析、計算，簡單介紹開關型穩(wěn)壓電路組成和工作原理，開關電源提高效率，減小體積的原理，各種集成開關穩(wěn)壓器。1.基本要求（1） 熟悉直流穩(wěn)壓電源組成框圖。（2） 熟悉半波、全波整流工作原理，了解倍壓整流工作原理。（3） 熟悉常用濾波電路，掌握橋式整流及濾波電路的分析、計算。（4） 掌握串聯(lián)穩(wěn)壓電路工作原理、計算和集成三端穩(wěn)壓器基本應用電路。（5） 了解串聯(lián)開關式穩(wěn)壓電路的組成和工作原理。2.重點、難點重點：串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的工作原理、分析、計算及集成三端穩(wěn)壓器的使用。難點：橋式整流、濾波電路和串聯(lián)穩(wěn)壓電路的計算。注：另有6學時為習題課和總復習作業(yè)及課外學習要求：（1）課后書面作業(yè)由任課教師在教

17、材課后習題中適當選擇；（2）引導學生自學一種電子電路EDA工具，能夠?qū)﹄娐愤M行計算機虛擬實驗和仿真。三、本課程對培養(yǎng)學生能力和素質(zhì)的貢獻點模擬電子技術基礎是電子類、電氣類、控制類、儀表類專業(yè)的重要專業(yè)基礎課。通過學習晶體管、場效應管和集成運放等有源半導體器件工作原理、特性及應用電路，掌握模擬電子線路的基本知識、基本分析方法和工程計算及應用技術，通過電路的設計、分析、調(diào)試，逐漸培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力，為以后深入學習電子技術其他相關領域中的內(nèi)容，以及為電子技術在實際中的應用打下基礎，同時該課程所講述各種元器件和應用電路，尤其是集成運放及其應用電路可直接應用于工程實際中，課程概念性、實踐性、工程性都很強，教學中通過理論聯(lián)系實際，應用現(xiàn)代計算機仿真技術和EDA工具，可使學生了解并掌握現(xiàn)代化的分析和設計理念及方法，引導學生分組完成各種切合科研實踐的綜合設計大作業(yè)，有利于學生工程實踐和團隊協(xié)作能力的培養(yǎng)。四、內(nèi)容