《電路與電子學基礎》教學大綱

《電路與電子學基礎》教學大綱一、使用說明（一）課程性質《電路與電子學基礎》是計算機科學與技術專業(yè)的一門專業(yè)基礎課。（二）教學目的通過本課程的學習，可以使學生初步掌握電路與電子學方面的知識,掌握直流和交流電路的基本理論和基本分析方法，掌握晶體管器件和運算放大電路的特性與參數(shù)，掌握基本放大電路和集成運放的基本組成﹑工作原理和典型應用電路，培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力，為以后學習專業(yè)課打好基礎。（三）教學時數(shù)本課程理論部分總授課時數(shù)為72課時。（四）教學方法理論聯(lián)系實際，課堂講授。（五）面向專業(yè)計算機科學與技術專業(yè)。二、教學內容第一章直流電路（一）教學目的與要求通過本章學習使學生理解電路模型﹑電流、電壓的參考方向和功率的概念，正確理解KCL和KVL兩個基本定律，掌握電阻﹑電流源﹑電壓源﹑受控源等電路元件的端口電壓電流關系。熟練掌握線性電路的疊加原理和節(jié)點電位分析法。深刻理解戴維南定律和諾頓定律，并能熟練應用到電路的分析計算中。（二）教學內容電路模型﹑電流、電壓的參考方向和功率的概念，KCL和KVL兩個基本定律，電阻﹑電流源﹑電壓源﹑受控源等電路元件的端口電壓電流關系。線性電路的疊加原理和節(jié)點電位分析法。戴維南定律和諾頓定律。重點與難點：節(jié)點電位法﹑疊加原理﹑戴維南定理、諾頓定律。第一節(jié)電路與電路模型1、電路2、電路的組成第二節(jié)電流,電壓,電位1、電流和電流的參數(shù)方向2、電壓和電壓的參數(shù)方向第三節(jié)電功率第四節(jié)電阻元件第五節(jié)電壓源與電流源1、獨立電壓源2、獨立電流源3、電壓源與電流源的等效變換第六節(jié)基爾霍夫定律1、常用術語2、基爾霍夫定律第七節(jié)簡單的電阻電路1、分壓電路2、分流電路第八節(jié)支路電流分析法1、支路電流法2、網(wǎng)孔法第九節(jié)節(jié)點電位分析法1、節(jié)點法第十節(jié)疊加原理1、疊加定理2、注意的幾點3、舉例第十一節(jié)等效電源定理1、戴維南定理2、戴維南定理的證明3、應用舉例4、諾頓定理5、求R0方法第十二節(jié)含受控電源的電阻電路1、受控源2、含受控源電阻電路的分析（三）教學方法與形式課堂講授。（四）教學時數(shù)14課時。第二章電路的過渡過程（一）教學目的與要求通過本章學習使學生掌握動態(tài)電路分析的一般方法，包括正確列寫簡單電路的微分方程。正確求解換路的初始條件，正確理解電路微分方程的解法。理解動態(tài)電路的零狀態(tài)響應和零輸入響應的概念及其特點，掌握兩種響應的求解方法，熟練掌握恒定激勵條件下一階動態(tài)電路求解的三要素法。（二）教學內容動態(tài)電路分析的一般方法，換路的初始條件，電路微分方程的解法。動態(tài)電路的零狀態(tài)響應和零輸入響應的概念及其特點，兩種響應的求解方法，恒定激勵條件下一階動態(tài)電路求解的三要素法。重點與難點：換路的初始條件的確定﹑三要素法。第一節(jié)電容元件與電感元件1、電容：2、電感元件第二節(jié)動態(tài)電路的過渡過程和初始條件1、換路：2、初始條件3、換路定律第三節(jié)一階電路的零輸入響應1、RC電路的零輸入響應2、RL電路的零入輸入響應第四節(jié)一階電路的零狀態(tài)響應1、RC電路的零狀態(tài)響應2、RL電路的零狀態(tài)響應第五節(jié)一階電路的全響應1、RC電路的全響應2、RL電路的全響應（三）教學方法與形式課堂講授。（四）教學時數(shù)8課時。第三章交流電路（一）教學目的與要求使學生掌握正弦量的相量表示法，正確理解有效值概念和有效值相量，掌握運用基爾霍夫定律的相量形式分析正弦穩(wěn)態(tài)電路。掌握Ｒ﹑Ｌ﹑Ｃ三種基本元件的相量形式﹑阻抗和導納的概念﹑基本電路定律和基本分析方法在相量條件下的應用。正確理解正弦交流電路的瞬時功率﹑有功功率﹑無功功率﹑視在功率的概念及計算。掌握諧振的概念，能分析ＲＬＣ串聯(lián)電路發(fā)生串聯(lián)諧振和ＲＬＣ并聯(lián)電路發(fā)生并聯(lián)諧振的條件。了解非正弦周期電流電路的分析，了解三相電路電源和負載的星形接法和三角形接法。（二）教學內容正弦量的相量表示法，有效值概念和有效值相量，運用基爾霍夫定律的相量形式分析正弦穩(wěn)態(tài)電路。Ｒ﹑Ｌ﹑Ｃ三種基本元件的相量形式﹑阻抗和導納的概念﹑基本電路定律和基本分析方法在相量條件下的應用。正弦交流電路的瞬時功率﹑有功功率﹑無功功率﹑視在功率的概念及計算。諧振的概念，ＲＬＣ串聯(lián)諧振和ＲＬＣ并聯(lián)諧振的條件。非正弦周期電流電路的分析，三相電路電源和負載的星形接法和三角形接法。重點與難點：正弦量的相量表示法﹑正弦交流電路的有功功率。第一節(jié)正弦交流電的基本概念1、正弦量的瞬時值表示式：2、同頻率正弦量之間的相位差第二節(jié)正弦量的相量表示法第三節(jié)單一元件參數(shù)電路1、電感的伏安關系及儲能2、電容的伏安關系及儲量3、三種基本元件伏安關系的相量形式第四節(jié)簡單的正弦交流電路1、電流定律：2、電壓定律：3、阻抗的串并聯(lián)第五節(jié)復雜交流電路的分析和計算第六節(jié)正弦交流電路的功率1、瞬時功率（一般交流電路）2、有功功率3、視在功率和元功功率第七節(jié)正弦交流電路中的諧振1、串聯(lián)諧振2、并聯(lián)諧振第八節(jié)非正弦周期電流電路第九節(jié)三相交流電路1、三相電源2、聯(lián)接方式（三）教學方法與形式課堂講授。（四）教學時數(shù)10課時。第四章半導體二極管﹑三極管和場效應管（一）教學目的與要求通過本章學習使學生了解ＰＮ結的形成過程﹑物理特性，掌握其伏安特性；了解晶體二極管的直流模型和交流小信號模型；掌握晶體三極管的電流分配關系和放大作用，共發(fā)射極和共基極輸入﹑輸出特性曲線；掌握穩(wěn)壓二極管的特性及用法；了解雙極型晶體管的主要參數(shù)和溫度對晶體管參數(shù)的影響。了解絕緣柵場效應管。（二）教學內容ＰＮ結的形成過程﹑物理特性及其伏安特性；晶體二極管的直流模型和交流小信號模型；晶體三極管的電流分配關系和放大作用，共發(fā)射極和共基極輸入﹑輸出特性曲線；穩(wěn)壓二極管的特性及用法；雙極型晶體管的主要參數(shù)和溫度對晶體管參數(shù)的影響。絕緣柵場效應管。重點與難點：穩(wěn)壓二極管；晶體管的電流分配關系和放大作用。第一節(jié)PN結1、半導體基本知識2、PN結及其特性3、半導體二極管第二節(jié)導體二極管第三節(jié)雙極型晶體管第四節(jié)場效應晶體管（三）教學方法與形式課堂講授。（四）教學時數(shù)4課時。第五章放大電路基礎（一）教學目的與要求通過本章學習使學生熟練掌握共射極放大電路的組成和工作原理；掌握放大電路的偏置方式及靜態(tài)工作點的估算,掌握非線性失真和最大輸出電壓幅值的概念；掌握晶體管的ｈ參數(shù)微變等效電路。掌握放大電路的三種接法及放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻的計算；掌握阻容耦合基本放大電路，穩(wěn)定工作點的放大電路；了解多級放大電路的組成﹑耦合方式。（二）教學內容共射極放大電路的組成和工作原理；放大電路的偏置方式及靜態(tài)工作點的計算，分壓式偏置電路的工作點估算,非線性失真和最大輸出電壓幅值的概念；晶體管的ｈ參數(shù)微變等效電路，放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻的計算。放大電路的三種接法，阻容耦合基本放大電路，穩(wěn)定工作點的放大電路；多級放大電路的組成﹑耦合方式重點與難點：共射極放大電路的組成和工作原理；晶體管的ｈ參數(shù)微變等效電路；放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻的計算。第一節(jié)放大電路的組成及工作原理1、組成2、靜態(tài)工作點的設置3、共發(fā)射極電路4、放大電路的性能指標5、直流通路，交流通路6、靜態(tài)工作點估算7、放大電路的工作原理第二節(jié)圖解分析法1、靜態(tài)分析2、動態(tài)分析第三節(jié)計算分析法第四節(jié)放大電路的三種接法1、共集電極放大電路2、共基極放大電路第五節(jié)穩(wěn)定工作點的放大電路1、溫度對靜態(tài)工作點的影響2、分壓式電流負反饋偏置電路：3、用補償法穩(wěn)定靜態(tài)工作點第六節(jié)場效應管放大電路第七節(jié)多級放大電路1、多級放大電路的組成：2、多級放大的耦合方式3、多級放大電路的性能分析第八節(jié)放大器的通頻帶（三）教學方法與形式課堂講授。（四）教學時數(shù)10課時。第六章功率放大電路（一）教學目的與要求通過本章學習使學生了解功率放大電路中存在的特殊問題，掌握雙電源﹑單電源互補對稱功率放大電路的工作原理及計算；了解集成功率放大電路。（二）教學內容功率放大電路中存在的特殊問題，雙電源﹑單電源互補對稱功率放大電路的工作原理及計算，集成功率放大電路。重點與難點：雙電源互補對稱功率放大電路;復合互補對稱功率放大電路第一節(jié)功率放大電路的特殊問題第二節(jié)互補對稱功率放大電路1、雙電源互補對稱電路：2、復合互補對稱電路第三節(jié)集成功率放大電路（三）教學方法與形式課堂講授。（四）教學時數(shù)4課時。第七章集成運算放大器（一）教學目的與要求通過本章學習使學生了解模擬集成電路的結構特點;掌握基本差動放大電路及具有射極公共電阻的差放電路的工作原理及性能分析；掌握恒流源的基本電路形式及輸出電流的計算；掌握共模抑制比的概念，了解失調和調零，掌握差動放大電路的四種接法。了解集成運放的技術指標，掌握集成運放使用的注意事項。（二）教學內容模擬集成電路的結構特點;差分放大電路及具有射極公共電阻的差分放大電路的工作原理及性能分析；恒流源的基本電路形式及輸出電流的計算；共模抑制比的概念，失調和調零，差分放大電路的四種接法。集成運放的技術指標，集成運放使用的注意事項。重點與難點：基本差分放大電路及具有射極公共電阻的差分放大電路的工作原理及性能分析;恒流源的基本電路形式及計算。第一節(jié)概述第二節(jié)差分放大電路1、基本差分放大電路2、長尾電路3、具有恒流源的差分放大電路4、失調和調零5、差分放大電路的四種接法第三節(jié)電流源電路1、鏡像電流源電路2、微電流源電路第四節(jié)集成運算放大電路（三）教學方法與形式課堂講授。（四）教學時數(shù)4課時。第八章負反饋放大電路（一）教學目的與要求通過本章學習使學生掌握反饋的基本概念及反饋類型和性質的判別方法；掌握負反饋放大器的方框圖和基本關系式；了解負反饋對放大電路性能的影響；掌握負反饋放大電路放大倍數(shù)的估算；了解負反饋放大器的自激問題。（二）教學內容反饋的基本概念及反饋類型和性質的判別方法；負反饋放大器的方塊圖和基本關系式；負反饋對放大電路性能的影響；負反饋放大電路放大倍數(shù)的估算；負反饋放大器的自激問題。重點與難點：反饋的基本概念及反饋類型的判別方法；負反饋放大電路放大倍數(shù)的估算。第一節(jié)反饋的基本概念1、反饋2、反饋放大電路的分類第二節(jié)負反饋放大器的基本關系1、負反饋放大器的方框圖表示2、基本關系式第三節(jié)負反饋對放大器性能的改善1、提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性2、擴展放大器的通頻帶3、減小了非線性失真4、對輸入電阻、輸出電阻的影響5、負反饋放大電路的計算6、分析方法第四節(jié)負反饋放大電路的計算第五節(jié)反饋放大器的自激（三）教學方法與形式課堂講授。（四）教學時數(shù)8課時。第九章信號的運算、處理及波形發(fā)生電路（一）教學目的與要求通過本章學習使學生掌握各種運算電路的構成，輸出與輸人的函數(shù)關系。熟練掌握比例、求和、積分、微分、乘法、除法等電路。掌握簡單的比較電路的分析方法，掌握產(chǎn)生正弦振蕩的原理，振蕩的相位平衡和振幅平衡條件及分析方法。了解有源濾波電路。（二）教學內容各種運算電路的構成，輸出與輸人的函數(shù)關系；比例、求和、積分、微分電路、比較、乘法、除法等電路；有源濾波電路；產(chǎn)生正弦振蕩的原理，振蕩的相位平衡和振幅平衡條件。重點與難點：比例、求和、積分電路、積分、比較、乘法、除法等電路；產(chǎn)生正弦振蕩的相位平衡和振幅平衡條件。第一節(jié)運算電路第二節(jié)電壓、電流變換電路第三節(jié)有源濾波電路第四節(jié)幾種常用的放大電路第五節(jié)電壓比較器第六節(jié)正弦波振蕩電路第七節(jié)非正弦波發(fā)生電路（三）教學方法與形式課堂講授。（四）教學時數(shù)8課時。第10章直流電源（一）教學目的與要求通過本章學習使學生掌握半波整流、全波整流、橋式整流、C型濾波、RC濾波電路的特點。了解線性集成穩(wěn)壓電源的基本工作原理。（二）教學內容半波整流、全波整流、橋式整流、C型濾波、RC濾波電路，線性集成穩(wěn)壓電源。重點與難點：整流、濾波、穩(wěn)壓電路。第一節(jié)串聯(lián)型線性調整式直流穩(wěn)壓電源第二節(jié)線性集成穩(wěn)壓器第三節(jié)串聯(lián)天關型穩(wěn)壓電源第四節(jié)無工頻變壓器開頭電源（三）教學方法與形式課堂講授。（四）教學時數(shù)2課時。三、考核形式期末閉卷筆試與平時考核相結合，其中期末閉卷筆試成績占70%，期中成績占20%。作業(yè)和考勤占10%。