模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程教學(xué)大綱

1、“模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程教學(xué)大綱 課程名稱：模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)教材信息：模擬電子電路及技術(shù)基礎(chǔ)（第三版），孫肖子主編主講教師：孫肖子（西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院副教授）學(xué) 時(shí)：64學(xué)時(shí)一、課程的教學(xué)目標(biāo)與任務(wù)通過(guò)本課程教學(xué)使學(xué)生在已具備線性電路分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步學(xué)習(xí)包含有源器件的線性電路和線性分析、計(jì)算方法。使學(xué)生掌握晶體二極管、穩(wěn)壓管、晶體三極管、場(chǎng)效應(yīng)管和集成運(yùn)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(yīng)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(diǎn)、基本分析方法和工程計(jì)算及應(yīng)用技術(shù)，獲得電子技術(shù)和線路方面的基本理論、基本知識(shí)和基本技能。培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決

2、問(wèn)題的能力，為以后深入學(xué)習(xí)電子技術(shù)其他相關(guān)領(lǐng)域中的內(nèi)容，以及為電子技術(shù)在實(shí)際中的應(yīng)用打下基礎(chǔ)。二、課程具體內(nèi)容及基本要求 （一）、電子技術(shù)的發(fā)展與模電課的學(xué)習(xí)MAP圖（2學(xué)時(shí)）介紹模擬信號(hào)特點(diǎn)和模擬電路用途，電子技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)史，本課程主要教學(xué)內(nèi)容，四種放大器模型的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、用途及增益、輸入電阻、輸出電阻等主要性能指標(biāo)，頻率特性和反饋的基本概念。1.基本要求（1）了解電子技術(shù)的發(fā)展，本課程主要教學(xué)內(nèi)容，模擬信號(hào)特點(diǎn)和模擬電路用途。（2）熟悉放大器模型和主要性能指標(biāo)。（3）了解反饋基本概念和反饋分類。（二）、集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用基礎(chǔ)（8學(xué)時(shí)）主要介紹各種理想集成運(yùn)算應(yīng)用電路的分析、計(jì)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(jì)算，簡(jiǎn)單介紹集成運(yùn)放的實(shí)際非理想特性對(duì)應(yīng)用電路的影響及實(shí)踐應(yīng)用中器件選擇的依據(jù)和方法。1.基本要求（1） 了解集成運(yùn)算放大器的符號(hào)、模型、理想運(yùn)放條件和電壓傳輸特性。（2） 熟悉在理想集成運(yùn)放條件下，對(duì)電路引入深反饋對(duì)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(jì)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(diǎn)分布，能正確判斷電路的濾波特性。（5） 熟悉集成運(yùn)算放大器的主要技術(shù)

4、指標(biāo)的含義，了解實(shí)際集成運(yùn)放電路的非理想特性對(duì)實(shí)際應(yīng)用的限制。2.重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)：各種集成運(yùn)放應(yīng)用電路的分析、計(jì)算和設(shè)計(jì)。難點(diǎn)：有源濾波器的分析、計(jì)算和集成運(yùn)放非理想特性對(duì)實(shí)際應(yīng)用的影響，。（三）、 電壓比較器、弛張振蕩器及模擬開(kāi)關(guān)（4學(xué)時(shí)）主要介紹簡(jiǎn)單比較器、遲滯比較器和弛張振蕩器的電路構(gòu)成、特點(diǎn)、用途、傳輸特性及主要參數(shù)的分析、計(jì)算，簡(jiǎn)單介紹單片集成電壓比較器和模擬開(kāi)關(guān)的特點(diǎn)、主要參數(shù)和基本應(yīng)用。1.基本要求（1） 掌握簡(jiǎn)單比較器和遲滯比較器的特點(diǎn)、用途和傳輸特性。（2） 掌握單/雙運(yùn)放構(gòu)成的弛張振蕩器的特點(diǎn)、輸出波形及主要參數(shù)的計(jì)算。（3） 了解各種單片集成電壓比較器的特點(diǎn)、主要參數(shù)和應(yīng)

5、用。（4） 了解模擬開(kāi)關(guān)的功能和用途。2.重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)：簡(jiǎn)單比較器、遲滯比較器和弛張振蕩器的電路分析、計(jì)算。 難點(diǎn)：遲滯比較器傳輸特性和電路分析，弛張振蕩器電路分析、計(jì)算。 （四）、常用半導(dǎo)體器件原理（12學(xué)時(shí)）主要介紹本證半導(dǎo)體、P/N型半導(dǎo)體、半導(dǎo)體中漂移電流和擴(kuò)散電流等半導(dǎo)體相關(guān)物理基礎(chǔ)知識(shí)和基本概念，PN結(jié)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(shí)，晶體二極管和穩(wěn)壓管的伏安特性、主要參數(shù)、簡(jiǎn)化模型及各種基本應(yīng)用電路的分析、計(jì)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(yīng)用電路的分析、計(jì)算。晶體管和場(chǎng)效應(yīng)管用于構(gòu)成集成運(yùn)放反饋網(wǎng)絡(luò)的綜合應(yīng)用電路的分析、計(jì)算。1.基本要求（1） 熟悉本證半導(dǎo)體、P型、N型半導(dǎo)體以及漂移電流和擴(kuò)散電流等基本概念。（2） 掌握PN結(jié)工作原理、單向?qū)щ娦?、擊穿特性和電容特性等基本知識(shí)。（3） 掌握晶體二極管和穩(wěn)壓管的特性、參數(shù)及其基本應(yīng)用電路的分析、計(jì)算。（4） 掌握包含二極管、穩(wěn)壓管的集成運(yùn)放應(yīng)用電路的分析、計(jì)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(jì)算。（6） 掌握J(rèn)FET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(jì)算及各種FET基本應(yīng)用電路的分析、計(jì)算。（7） 掌握晶體管和場(chǎng)效應(yīng)管用于構(gòu)成集成運(yùn)放反饋網(wǎng)絡(luò)的綜合應(yīng)用電路分析、計(jì)算。（8） 了解雙極型晶體管和場(chǎng)效應(yīng)管性能、參數(shù)比較。2.重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)：晶體二極管、穩(wěn)壓管、三極管和場(chǎng)效應(yīng)管工作原理、特性曲線、主要參數(shù)及其應(yīng)用電路的分析、計(jì)算難點(diǎn)：三極管和場(chǎng)效應(yīng)管應(yīng)用電路的分析、計(jì)算。（五）、基本放大電路（10學(xué)時(shí)）主要介紹晶體管和場(chǎng)效應(yīng)管放大器組成原理，直流偏置電路分析、計(jì)算，放大器圖解分析法、負(fù)載線畫(huà)法、非線性失真和動(dòng)態(tài)范圍等基本知識(shí)，重點(diǎn)介紹晶體管和場(chǎng)效應(yīng)管低頻交流

8、小信號(hào)模型、主要參數(shù)，應(yīng)用微變等效電路法對(duì)三種基本組態(tài)放大器進(jìn)行交流分析，以及三種基本組態(tài)放大器性能特點(diǎn)和增益、輸入電阻、輸出電阻等主要性能指標(biāo)的計(jì)算。多級(jí)放大器級(jí)聯(lián)原則、級(jí)間耦合方式，多級(jí)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(biāo)計(jì)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(jì)算。（2） 熟悉放大器圖解分析法，掌握非線性失真的判斷和動(dòng)態(tài)范圍的確定。（3） 掌握晶體管低頻交流小信號(hào)模型及主要參數(shù)，應(yīng)用微變等效電路法對(duì)三種基本組態(tài)放大器進(jìn)行交流分析、計(jì)算，掌握三種基本組態(tài)放大器的性能特點(diǎn)。（4） 掌握?qǐng)鲂?yīng)管放大器偏置電路分析，場(chǎng)效應(yīng)管低頻小信號(hào)模型及

9、主要參數(shù)， 場(chǎng)效應(yīng)管三種基本組態(tài)電路分析、計(jì)算。（5） 熟悉多級(jí)放大器級(jí)聯(lián)原則、級(jí)間耦合方式，掌握多級(jí)放大器分析方法和主要性能指標(biāo)計(jì)算。2.重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)：晶體管和場(chǎng)效應(yīng)管三種基本組態(tài)放大器的特點(diǎn)及其分析、計(jì)算。難點(diǎn)：圖解法和多級(jí)放大器的分析、計(jì)算。（六）、集成運(yùn)算放大器電路原理（8學(xué)時(shí)）簡(jiǎn)單介紹集成運(yùn)算放大器組成和電路特點(diǎn)的基本知識(shí)，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(jì)算。重點(diǎn)介紹差動(dòng)（分）放大器工作原理，直流工作點(diǎn)、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(biāo)的計(jì)算，介紹差動(dòng)放大器傳輸特性、輸出級(jí)電路分析、集成運(yùn)算放大器內(nèi)部電路組成

10、和分析，以及集成運(yùn)算放大器主要性能指標(biāo)。1.基本要求（1） 了解集成運(yùn)算放大器組成和電路特點(diǎn)。（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(jì)算，熟悉微電流和負(fù)反饋型電流源及有源負(fù)載放大器的組成、特點(diǎn)及電路分析和計(jì)算。（3） 掌握差動(dòng)放大器工作點(diǎn)、增益、共模抑制比等主要性能指標(biāo)計(jì)算，熟悉傳輸特性。（4） 掌握集成運(yùn)算放大器輸出級(jí)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(yùn)算放大器內(nèi)部電路組成和分析。（6） 了解MOS集成運(yùn)算放大器的電路組成和分析方法。（7） 熟悉集成運(yùn)算放大器主要性能指標(biāo)。2.重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)：電流源和差動(dòng)放大器工作原理、性能指

11、標(biāo)及電路的分析、計(jì)算。難點(diǎn)：差動(dòng)放大器的分析、計(jì)算和集成運(yùn)放內(nèi)部電路分析。（七）、頻率響應(yīng)（4學(xué)時(shí)）介紹頻率失真、線性失真、非線性失真、實(shí)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(chǎng)效應(yīng)管高頻小信號(hào)模型、主要頻率參數(shù)，密勒定理，重點(diǎn)介紹晶體管三種基本組態(tài)放大器高頻響應(yīng)分析和計(jì)算，簡(jiǎn)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(shè)計(jì)原則。介紹場(chǎng)效應(yīng)管放大器高頻響應(yīng)分析和放大器低頻響應(yīng)分析方法，多級(jí)放大器下限頻率fL和上限頻率fH的分析和計(jì)算。簡(jiǎn)單介紹穩(wěn)態(tài)指標(biāo)上限頻率fH與暫態(tài)指標(biāo)建立時(shí)間tr的關(guān)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(hào)模型和頻率參數(shù)等知識(shí)；（2） 掌握分析頻率響應(yīng)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(yīng)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(shè)計(jì)原則。（4） 熟悉場(chǎng)效應(yīng)管放大器的高頻響應(yīng)分析；（5） 熟悉放大器低頻響應(yīng)分析方法，掌握下限頻率的計(jì)算方法；（6） 掌握多級(jí)放大器上限頻率fH和下限頻率fL的計(jì)算方法；（7） 了解穩(wěn)態(tài)指標(biāo)上限頻率fH與暫態(tài)指標(biāo)建立時(shí)間tr的關(guān)系。2.重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)：晶體管高頻小信號(hào)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(jì)算，展寬頻帶的主要方法和寬帶放大器的設(shè)計(jì)原則。難點(diǎn)：放大器頻

13、率響應(yīng)的分析和計(jì)算，寬帶放大器設(shè)計(jì)。（八）、反饋（6學(xué)時(shí)）介紹反饋基本概念、基本框圖和基本方程，電路引入負(fù)反饋對(duì)放大器各種主要性能指標(biāo)的影響。重點(diǎn)介紹負(fù)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(duì)于給定電路如何按照要求，正確引入負(fù)反饋，并在深反饋條件下計(jì)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(bǔ)償技術(shù)等知識(shí)。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(fù)反饋放大器的分類及反饋類型判斷。（3） 熟悉負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響。（4） 掌握負(fù)反饋放大器分析方法，對(duì)于給定電

14、路能夠根據(jù)要求正確引入負(fù)反饋，并能在深反饋條件下計(jì)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(bǔ)償技術(shù)。2.重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)：反饋類型判別，負(fù)反饋放大電路的分析及主要參數(shù)計(jì)算。難點(diǎn)：負(fù)反饋放大電路分析，反饋放大器的穩(wěn)定性和相位補(bǔ)償技術(shù)。（九）、功率放大電路（2學(xué)時(shí)）簡(jiǎn)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(diǎn)，依據(jù)提高電路輸出效率的原則，主要介紹B類互補(bǔ)跟隨功放OCL和單電源互補(bǔ)對(duì)稱功放OTL工作原理和輸出功率、功耗和集電極效率的計(jì)算。簡(jiǎn)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(hù)電路。1.基本要求（1） 熟悉功率放大器的特點(diǎn)、主要指標(biāo)、分

15、類及提高功率放大電路效率的方法。（2） 掌握B類互補(bǔ)對(duì)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(jì)算。（3） 熟悉AB類單電源互補(bǔ)對(duì)稱功放電路原理、分析和計(jì)算，熟悉復(fù)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(hù)電路。2.重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)：B類互補(bǔ)對(duì)稱功率放大器輸出功率、功耗和集電極效率的分析、計(jì)算。難點(diǎn)：如何提高功率放大電路的效率。（十）、電源電路（2學(xué)時(shí)）簡(jiǎn)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(jì)算，重點(diǎn)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(diǎn)

16、和電路分析、計(jì)算，簡(jiǎn)單介紹開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電路組成和工作原理，開(kāi)關(guān)電源提高效率，減小體積的原理，各種集成開(kāi)關(guān)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(jì)算。（4） 掌握串聯(lián)穩(wěn)壓電路工作原理、計(jì)算和集成三端穩(wěn)壓器基本應(yīng)用電路。（5） 了解串聯(lián)開(kāi)關(guān)式穩(wěn)壓電路的組成和工作原理。2.重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)：串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的工作原理、分析、計(jì)算及集成三端穩(wěn)壓器的使用。難點(diǎn)：橋式整流、濾波電路和串聯(lián)穩(wěn)壓電路的計(jì)算。注：另有6學(xué)時(shí)為習(xí)題課和總復(fù)習(xí)作業(yè)及課外學(xué)習(xí)要求：（1）課后書(shū)面作業(yè)由任課教師在教

17、材課后習(xí)題中適當(dāng)選擇；（2）引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)一種電子電路EDA工具，能夠?qū)﹄娐愤M(jìn)行計(jì)算機(jī)虛擬實(shí)驗(yàn)和仿真。三、本課程對(duì)培養(yǎng)學(xué)生能力和素質(zhì)的貢獻(xiàn)點(diǎn)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)是電子類、電氣類、控制類、儀表類專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課。通過(guò)學(xué)習(xí)晶體管、場(chǎng)效應(yīng)管和集成運(yùn)放等有源半導(dǎo)體器件工作原理、特性及應(yīng)用電路，掌握模擬電子線路的基本知識(shí)、基本分析方法和工程計(jì)算及應(yīng)用技術(shù)，通過(guò)電路的設(shè)計(jì)、分析、調(diào)試，逐漸培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，為以后深入學(xué)習(xí)電子技術(shù)其他相關(guān)領(lǐng)域中的內(nèi)容，以及為電子技術(shù)在實(shí)際中的應(yīng)用打下基礎(chǔ)，同時(shí)該課程所講述各種元器件和應(yīng)用電路，尤其是集成運(yùn)放及其應(yīng)用電路可直接應(yīng)用于工程實(shí)際中，課程概念性、實(shí)踐性、工程性都很強(qiáng)，教學(xué)中通過(guò)理論聯(lián)系實(shí)際，應(yīng)用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)和EDA工具，可使學(xué)生了解并掌握現(xiàn)代化的分析和設(shè)計(jì)理念及方法，引導(dǎo)學(xué)生分組完成各種切合科研實(shí)踐的綜合設(shè)計(jì)大作業(yè)，有利于學(xué)生工程實(shí)踐和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力的培養(yǎng)。四、內(nèi)容